公路隧道装配式仰拱结构形式优化设计

为研究公路隧道装配式仰拱结构形式及其受力变形特征,基于收集的国内外不同装配式隧道结构应用案例,对钻爆法公路隧道预制仰拱结构形式进行优化设计,并分析了其受力特征;针对钻爆法公路隧道断面特点,以甘肃省某高速公路隧道工程为例,从施工难度、施工速度、防排水能力、造价成本等方面对弧形、箱型预制仰拱结构形式进行综合比选,并分析了仰拱分块数量、仰拱厚度以及幅宽对箱型预制仰拱结构的最大位移、混凝土损伤破坏、钢筋应力的影响。结果表明:箱型预制仰拱为较为合适的仰拱形式,7分块、上部厚度20 cm、下部厚度40 cm、幅宽1.2 m的箱型预制仰拱结构形式最为合适;装配式仰拱和二衬结构调整,改善了隧道受力,对保证整体支护结构稳定作用明显。

隧道开挖对沟谷坡体变形影响及衬砌结构力学特性分析

某公路隧道洞口穿越黄土沟谷,受沟谷地形影响,该隧道为典型的偏压双孔隧道。基于沟谷地形地貌、隧道分布情况、黄土地层及隧道结构物理力学参数建立有限元数值计算模型,采用强度折减法分析左洞(埋深大)先行方案与右洞(埋深小)先行方案对沟谷坡体稳定性的影响,进一步研究不同施工方案下隧道衬砌结构受力特性。研究结果表明,左洞开挖对坡体滑动面及塑性区影响较大,并对坡脚位移的影响程度最大;隧道开挖先行洞的衬砌结构受力较大,左洞先行方案对衬砌影响程度大于右洞先行方案,但左洞先行方案对坡体稳定性有利。据此,建议该偏压隧道采用左洞(埋深大)先行方案,以减小隧道开挖对坡体的扰动,同时根据衬砌结构内侧受力薄弱点分布规律加强左、右洞衬砌设计。

高速公路隧道装配式仰拱接头力学性能研究

为研究公路隧道装配式仰拱结构接头的力学性能,首先建立了装配式仰拱接头三维数值计算模型,模拟接头细部结构,分析比较弯螺栓、直螺栓对仰拱接头在不同轴力、弯矩组合作用下接头张开量、转角、螺栓应力以及接触压应力等的变化规律。然后采用大比例尺室内仰拱接头加载试验对模拟结果进行验证。结果表明:接头张开量、转角随着弯矩增加不断增大,接头抗弯刚度不断降低;接头张开量、转角随轴力增加而减小,接头抗弯刚度则不断增大;弯螺栓接头抗弯刚度大于直螺栓接头抗弯刚度;螺栓整体受拉,螺杆受力状态与螺栓形式及接头变形有关,整体上弯螺栓应力大于直螺栓应力。对比分析数值和试验结果,整体变化趋势一致。研究结果为公路隧道装配式仰拱接头设计提供参考。

穿越土–岩交界面隧道围岩变形和衬砌受力特性研究

基于黄土隧道穿越土–岩交界面的工程实际,运用有限元数值计算手段,结合隧道施工过程中土–岩交界面分布规律,研究土–岩交界面空间分布位置对地表位移及洞内收敛变形特征的影响,得到衬砌结构力学特征与变化规律。研究结果表明,土–岩交界面位于拱底以下时,隧道开挖范围均为黄土,地表沉降与围岩变形均较大,衬砌拱顶附近受拉较大;土–岩交界面位于拱顶以上时,隧道开挖对地表沉降、围岩变形的影响基本不变;土–岩交界面位于拱肩附近时,拱顶衬砌拉应力最小,衬砌结构受力较为有利;土–岩交界面位于拱顶附近时,衬砌在拱腰处压应力显著增大,拱顶处拉应力也较大,此时衬砌结构受力最为不利。根据衬砌结构总位移特征,得到拱肩处锁脚锚杆打设角度可控制为15°~35°,拱腰与拱脚处锁脚锚杆角度控制为45°左右。研究成果可为隧道设计施工提供一定的理论依据。

高速公路黄土隧道防水排水系统研究及工程实践

高速公路黄土隧道中的防水排水系统的设计与实践对于保障隧道安全运行、延长使用寿命具有重要意义。因此,论文重点对高速公路黄土隧道防水排水系统展开研究,阐述其基本原理和设计原则,分析其施工工艺以及需要注意的问题,并结合实际案例,验证了防水排水系统的可靠性和有效性。

鱼腹式箱梁横向受力的数值分析

介绍了箱梁横向受力的解析法与有限元分析法的特点。结合工程实例,对预应力混凝土鱼腹式连续箱梁的横向受力进行数值模拟,通过多工况计算分析,找出了最不利荷载分布模式,得到了各工况应力、内力以及裂缝开展的规律。计算表明,若桥面板横向不配置预应力钢束,则可能导致箱梁横向开裂,且裂缝超过规范容许值,从而影响整体结构的耐久性,该文计算方法是桥梁纵向设计计算的必要补充,所提出的合理化建议已被采纳,经试验及工程实践验证取得了良好的效果。

浅埋偏压小净距隧道施工病害处治技术

以临夏至合作高速公路曲奥隧道为工程背景,通过地形、地质、施工、实际现场条件等方面综合考虑,分析了该浅埋偏压小净距隧道二衬、仰拱开裂等施工病害的原因,有针对性的采取中夹岩加固、仰拱基底加固及二衬裂缝处理处治技术,并对加固处治后的隧道结构进行现场跟踪监测,进一步评价了处治效果。

后张法预应力混凝土预制箱梁的施工工艺

该文结合润扬大桥南接线J1标桥梁现场箱梁的预制过程,具体的介绍了后张法预应力混凝土预制箱梁的施工工艺,以及在施工过程中应注意的有关事项。

高性能沥青路面在润扬大桥南接线高速公路上的应用

该文结合实际,分析了现行路面结构的不足,介绍了高性能沥青路面的先进性以及在润扬大桥南接线高速公路上的应用情况。

隧道病害诊断分析与维修加固

以我国西部地区某运营高速公路隧道为例,进行外观观察、检测和钻芯取样,对隧道衬砌厚度不足、衬砌裂缝、衬砌脱空及渗漏水情况进行统计和原因分析,并对土建结构技术状况进行评定。结果表明,隧道裂缝主要为环向裂缝,分布在拱脚(起拱线);衬砌厚度不足、脱空主要分布在拱顶范围;渗漏水多发生于拱脚处。在此基础上对不同病害严重程度进行分类,提出维修加固方案,以提高隧道安全性、耐久性和功能性。

基于Cloud-AHP的隧道铣挖机效果评价研究

为有效控制软岩隧道超欠挖,控制隧道塌方,降低施工风险,提高施工效率,铣挖机在施工中被广泛推广。目前针对铣挖机在软岩隧道中应用效果的量化评价研究较少,未能客观地反映出铣挖法在工程项目建设过程中的作用。本文基于云模型—层次分析法展开隧道铣挖机效果评价,首先从多方面深入分析了效果评价的基本要素,其次利用专家调查法和层次分析法建立了多维度评价指标体系及评价模型,最后借助云模型描述评价标准和评价结果,根据最大隶属度原则确定隧道铣挖机应用效果等级为优秀,并搜索识别主要影响指标,为技术管理工作提供依据。通过分析评价结果以及施工应用实际,开挖过程中铣挖机能充分适应软岩隧道地质环境,超欠挖及掌子面平整度能够得到保障,洞周变形收敛小,开挖进尺易控制,机械化施工效率高,该方法在隧道铣挖机效果评价中,评价过程合理科学,评价结果客观准确,可为类似工程提供参考。

单裂隙隧洞类岩模型力学特性的数值模拟

为了研究隧道围岩中裂隙分布形态对临空面岩体力学特性的影响,对不同裂隙长度、倾角和空间位置的类岩模型进行单轴压缩颗粒流数值模拟试验,并进行了不同试验工况的对比分析。结果表明:模型中裂隙长度与隧道拱顶围岩内部水平拉应力基本呈反比关系,并在拱圈附近一定范围处存在水平拉应力稳定区,进一步得出隧洞拱顶围岩中垂直应力随着隧道埋深的增大而增大,裂隙长度对其影响程度更大。而模型中裂隙倾角与隧道拱顶围岩内部拉应力、拱肩附近围岩内部压应力呈正比关系。此外,随着裂隙空间位置H增加,拱顶围岩内部拉应力与拱肩围岩内部压应力均出现先减小后增加的变化规律,并进一步得出围岩待加固区宽度(系统锚杆长度最小值)与裂隙长度、拱圈半径之间的相互关系式,可为隧道锚杆设计提供一定的理论依据。

裂隙围岩隧道塌方规律的数值模拟研究

公路隧道在工程建设中愈发常见。为研究裂隙围岩在开挖扰动作用下的塌方规律,本文以某一公路隧道为工程背景,借助UDEC离散元模拟软件,得到岩体位移、速度、加速度随时间变化的曲线图,模拟开挖扰动下隧道塌方的演变过程,为类似的隧道工程建设和支护提供建议。

基于品质工程理念的高速公路设计实践

随着我国经济繁荣昌盛,综合国力增强,交通基础设施建设取得了突飞猛进的发展。打造品质工程,解决建设存在的问题、人民对美好生活和品质的需求成为当前公路建设刻不容缓的工作。本文从国家战略和行业发展要求、规范标准要求提升、现实意义和内涵理解方面阐述了品质工程的创建背景,通过文献调研,总结了品质工程创建经验,结合甘肃省高速公路的勘察设计,总结了品质工程的设计实践经验,可作为类似项目设计的借鉴和参考。

宝天高速公路三座小净距隧道设计与施工

甘肃省宝(鸡)天(水)高速公路上有三座隧道是典型的双线双洞、小净距公路隧道,其双洞轴线间距为20.5～22.9m,本文以这三座隧道为例,介绍小净距隧道设计支护的特点、中夹岩柱加固的方法和施工技术的要点,为同类隧道设计与施工积累一些经验。

公路隧道新型预制仰拱接头力学特性数值模拟

为了提高公路隧道工程质量,加快施工速度,降低材料消耗和工程建设成本以及改善施工环境,提出了一种公路隧道新型预制仰拱结构。以甘肃省某公路隧道为具体工程背景,利用ABAQUS有限元数值模拟软件对管片和螺栓进行精细化建模,建立了预制仰拱结构三维有限元模型。考虑不同强度等级螺栓、螺栓预紧力、承受荷载等影响因素,研究新型预制仰拱结构接头的力学特性。分析了预应力对新型预制仰拱接头力学性能的影响、不同荷载条件下不同强度等级螺栓的应力应变规律以及螺栓与新型预制仰拱的破坏形式。结果表明:螺栓预应力对预制仰拱接头的力学性能有较大影响,施加螺栓预应力可以有效增加接头承受正弯矩的能力;高强螺栓的最大应力和应变随施加预应力的增大而增大,受到螺栓混凝土保护层厚度的影响,上部螺栓的最大应力和应变普遍小于下部螺栓;随着荷载增大,部分螺栓会产生局部损伤,但未出现整体破坏;在承受较大荷载时,螺栓等级越高,最大应力越大,最大应变越小,螺栓混凝土保护层厚度对螺栓最大应力和应变的影响越明显;预制仰拱结构下部螺栓易破坏部位为螺杆与螺帽连接处,上部螺栓易破坏部位为螺杆,混凝土接头易破坏部位为接缝处和结构转角处,并且中间预制块较两边预制块更容易破坏。

炭质板岩地层隧道塌方处治措施探讨

为解决临合高速公路王格尔塘1号隧道炭质板岩地层隧道初期支护变形和塌方的处治,通过对炭质板岩的地质特性、变形机理的研究,分析出炭质板岩变形、坍塌的原因,根据其地质特性和变形机理有针对性的提出处治措施,并结合处治措施和处治效果,对炭质板岩地层隧道的设计与施工进行了总结。

高性能沥青路面在润扬大桥南接线高速公路上的应用

文章结合实际,分析了现行路面结构的不足,介绍了高性能沥青路面的先进性以及在润扬大桥南接线高速公路上的应用情况。