马蹄形预制初期支护力学性能及设计方案研究

为了解决传统喷射混凝土初期支护洞内施工环境差、施工质量难控制、混凝土回弹浪费严重、强度提升慢等问题,提出一种新型预制装配式初期支护结构,结合马蹄形预制初期支护足尺试验,对预制初期支护的力学性能、变形规律进行研究,并根据试验结果和理论计算,对该新型初期支护进行设计方案研究。主要结论如下:(1)预制初期支护的极限承载能力为设计荷载的2.8倍,最大变形达115.6 mm,在满足施工安全的同时,具有良好的变形能力;(2)马蹄形预制初期支护采用奇偶环实现错缝拼装,拱脚处曲率较大,拼装难度大,凹凸榫会导致拼装时管片易发生破损,因此管片不宜设置凹凸榫;(3)预制初期支护拱脚处为受力最不利位置,需对拱脚处进行加强;(4)预制初期支护宜采用“先管后锚”方案;(5)预制初期支护拼装完成后,即以设计强度参与围岩受力,避免了喷射混凝土在强度提升阶段就承受围岩压力的情况,极大的改善了结构受力,减小裂缝发展,具有更优的力学性能。

马蹄形预制初期支护结构生产及试验技术研究

传统的初期支护施工安全性低、劳动强度大、环境污染严重、质量难控制,为改善现有的作业环境,提高施工质量和进度,提出了一种马蹄形预制初期支护结构。从结构设计方案、预制方式、拼装方法以及试验实例4个方面做了详细介绍,并对关键技术进行了阐述,结果表明:型钢混凝土结构分块设计时要兼顾受力状态、加载模式、结构吊运等各方面因素,同时还要考虑型钢加工难度,单根型钢的弯曲半径不宜超过2种;柔性模板与刚性背楞有效组合,能够预制各类异形结构,材料也可重复利用,经济性良好;预制初期支护结构在2.3倍设计荷载时裂缝开始发展,在3.1倍设计荷载时出现连接节点失效,试验证明其承载能力满足工程需求。

新建道路工程与运营高速公路立体交叉问题研究

对新建城市道路、普通公路与高速公路立体交叉的形式、施工保通方案进行比较分析,阐述分离式立交工程技术要点,并结合实际工程,对立体交叉关键技术问题进行归纳总结,提出此类工程方案选择的适用性与合理性,为同类项目提供参考。

城市轨道交通和市政桥隧工程结合形式研究

随着轨道交通线网的逐步加密、城市基础设施建设的不断完善,轨道交通和市政桥隧工程结合的案例越来越多,工程实施难度越来越大。文章对轨道交通和市政高架桥、市政隧道等市政工程的各种结合形式进行分析研究,并提出可行的实施方案和措施,为今后类似工程的设计提供借鉴和思路。

马蹄形隧道初期支护结构力学及变形性能足尺试验研究

针对马蹄形隧道初期支护结构,采用足尺试验,通过埋设传感器对结构内力、结构表面应变及变形进行监测,分析了钢拱架与喷射混凝土初期支护结构的承载能力和变形性能。研究结果表明:(1)在弹性阶段,支护结构各截面所受弯矩和轴力关于结构中性轴左右对称,对应的径向位移幅值较小。(2)在塑性阶段,随着外加荷载的增加,支护结构的弯矩和轴力快速增大;支护结构呈现“拱底外凸,拱腰内凹”的变形状态,且近似关于中性轴左右对称。(3)支护结构最终在右拱肩型钢连接处失效破坏,破坏位置处混凝土与型钢呈大范围剥离状态,裸露的型钢外凸发生弯折破坏,结构极限承载力约为设计荷载的1.32倍。