箱涵因其良好的结构整体受力性能及较强的地基适应能力,在现代高速公路发展中被广泛应用。多年来,我国主要采用现场浇筑的方法制作箱涵,但该法工艺繁琐、施工缓慢,且工程质量难以集中把控。为了克服上述弊端,预制装配式箱涵应运而生。本文所研究的预制装配式箱涵是由顶板、底板及两侧墙四个自稳构件组装构成。对于该新型结构,虽有部分设计理论与施工技术研究成果,但其在分层填压施工过程中的受力变形情况尚不明确。本文依托铁科高速公路松原至通榆(吉蒙界)段新建高速公路建设项目,对该新型预制装配式箱涵进行了现场试验,基于每层填压15cm的施工实际,分析了各工况下涵体结构的受力变形特性;建立了涵-土结构有限元模型,将理论与实测结果进行对比,以此验证模型的正确性,进而分析了非对称回填施工、土体弹模、填土高度的影响规律;并基于小波神经网络对涵体结构变形进行了智能预测。本文的主要研究工作如下:(1)依托实体工程,对浅覆土下的预制装配式箱涵进行现场试验,研究其在分层填压过程中的受力变形特性。结果表明:上顶板持续下凹,左右侧墙保持外凸变形,在填土压实至铰结位置(2.55m)时外凸达到最大,随后外凸幅度在两侧填土约束下明显减小,至涵顶(3.90m)达到最小,当填土超过涵顶后,上顶板下凹幅度及左右侧墙外凸幅度在涵顶土体荷载作用下明显增大;(2)基于预制装配式试验箱涵外部实际情况,拟定了涵体及周边填土等材料所用的本构模型,对涵体铰结处进行了接触定义,并进行了初始地应力平衡,分析了结构在各工况下的受力变形特性,并通过理论与实测数据对比验证了涵-土模型的可靠性;(3)基于涵-土模型,分析了涵体结构在非对称回填施工及不同填土弹性模量、填土高度下的受力变形规律,结果表明:非对称回填在初始填压阶段对涵体结构影响最大;选择弹性模量大的回填土体,将对结构的受力变形性能有大幅度的提高;在涵体顶部覆土初期,活载对涵体受力变形的影响较为明显,但随着填土高度的增加,活载影响越来越小,在高度达到10m时,主要考虑恒载作用,活载作用基本可以忽略不计;(4)基于预制装配式箱涵前期变形实测值,运用小波神经网络进行后期变形测点变形预测,将预测值与实测值进行对比分析。并引入平均绝对百分比误差对小波神经网络预测模型的精确度进行评判,计算结果表明该预测模型具有较好的精确度。