近距离增建不同车道数隧道对既有病害隧道结构影响研究

依托京港澳高速公路清远佛冈至广州太和段改扩建项目,采用有限元模拟的方法对小净距条件下不同车道数的新建隧道对既有病害隧道结构的影响进行研究,主要结论如下:在V级围岩条件下,三车道工况下既有隧道拱脚处应力比两车道增大了63.2%,说明新建三车道隧道对既有隧道病害处应力集中影响较大;新建三车道隧道衬砌最大应力比新建两车道大44%,新建隧道车道数对衬砌应力影响大;新建三车道隧道变形基本为两车道的两倍,但结构整体水平及竖向位移皆处于安全范围。研究成果可为类似改扩建项目研究提供借鉴与指导。

大跨径隧道不同车道火灾对侧向集中排烟效率影响研究

为探究大跨径隧道不同车道发生火灾时的烟气流动特性及其对侧向集中排烟系统的影响,应用FDS软件探究了大跨径水下隧道火灾特性。首先,研究火源位于不同车道对烟气温度分布特征的影响;然后,分析隧道内烟气流动特征,得到火源位于不同车道时的隧道流场分布情况、烟气蔓延范围;最后,根据数值模拟结果计算不同车道发生火灾时侧向集中排烟系统的排烟效率。结果表明:火源不在隧道中心位置时,两侧的烟气温度分布不对称,近壁面一侧烟气温度高于远离壁面一侧的温度;火源靠近隧道侧壁时,近火源处的烟气将因惯性力的作用而产生涡旋;火源位于不同车道对横向集中排烟的排烟效率影响较大,火源距排烟口的横向距离越远,排烟效果越好,其主要原因是当火源远离排烟口时,烟气在纵向蔓延中不会产生强涡流以及烟气分流现象,从而提高了排烟效率。

高速公路互通式立交出口设计阶段识别视距验算研究

为实现高速公路互通式立交出口分流区精细化设计目标,从设计源头上确保互通区主线和出口匝道几何设计中识别视距指标满足设计规范和安全性评价规范的要求,基于现有设计流程和设计文件质量管理实际需求,提出了在设计阶段尤其是前期方案设计阶段即采用“安全性评价”技术手段进行识别视距验算的理念;然后,针对两种典型应用场景即平原区道路中心线为直线的多车道主线和山区主线为圆曲线的出口分流区,按照识别视距中安全性评价规范10 s至13 s的要求,分析推导了出口视距三角形计算模型,采用C#语言编制了软件进行可视化分析;最后,在分析了出口分流区道路几何线形设计细部特征基础上,利用该软件对高速公路主线不同车道分别计算得到了满足识别视距验算要求的互通区主线平曲线半径建议值。在实际工程设计中的应用表明:采用在方案设计阶段即前置开展识别视距验算的理念,有利于从设计源头提升互通式立交设计方案的本质安全水平;利用该软件,可以使设计工程师快速完成出口识别视距的验算,减少了常规设计完成后,因后期安全性评价阶段发现的视距不足导致的设计调整和返工;最后,研究结果对进一步研发融合安全性评价算法的互通式立交数智化设计软件有一定的参考价值。