本文通过调研和收集国内外相关信息资料,在现有研究成果的基础上,采用室内理论模拟分析计算与现场试验相结合,对高填土钢波纹管涵洞的成拱效应进行研究,并根据钢波纹管涵洞的拱效应特点和受力情况,推导求解钢波纹管涵结构内力计算方法。其主要研究内容如下:1、结合国内外关于土拱效应的现有研究成果,对于公路工程中的波纹钢管涵洞,从理论方面分析高填方土拱效应的形成机理、成拱特点以及形成条件,并分析钢波纹管参数对土拱效应的影响。2、通过对单孔5米的钢波纹管涵洞进行室外现场试验,分析其在不同填土高度下的力学性能,得到钢波纹管管顶土压力的变化规律;利用室内有限元模拟计算,在不同填土高度下,对钢波纹管涵洞的管顶和管外竖向应力变化进行研究,并分析对比野外测试结果,进一步验证土拱效应。3、通过对波纹管涵洞的受力形式的分析,对比国内外关于钢波纹管涵洞设计计算方法,讨论其之间的差异性并分析产生差异的原因。在国内钢波纹管涵洞研究的基础上,结合本国实际情况,基于薄壳理论推导适合于自身钢波纹管涵结构内力计算的摄动解方法,并将其与室内有限元计算和野外测试结果进行对比分析。本文研究成果一方面有助于国内钢波纹管涵洞土拱效应的研究,解决了公路工程中应用钢波纹管涵洞所产生的技术难题;另一方面填补了国内关于薄壳钢波纹管涵洞结构内力计算摄动解的空白,为以后钢波纹管涵洞的研究和发展提供了一定的理论支撑,具有非常重要的理论意义和实际应用价值。