连拱隧道设计荷载的确定方法

为了给连拱隧道的设计计算提供理论依据,并为以后扩大修建连拱隧道提供支持,提高中国的连拱隧道设计水平,尽可能地减少连拱隧道中隔墙设计的随意性,基于双塌落拱的假定,即认为隧道松动压力的计算值应在半结构宽度与整个开挖宽度相应的松动压力之间取值,并结合现场监测数据,提出了一种新的连拱隧道的荷载确定方法,建立了深、浅埋连拱隧道荷载模式。最后将该方法应用于云南思小高速公路连拱隧道设计中,取得了良好的经济和社会效益。

连拱隧道设计荷载及其计算模式研究

连拱隧道在线路平面、洞口位置选择等均较分幅修建隧道优越。在西部地区,特别是云南地区由于受地形条件的限制,连拱隧道成为中短高速公路隧道的主体。本文基于双塌落拱的假定,即认为隧道松动压力的计算值应在半结构宽度与整个开挖宽度相应的松动压力之间取值,提出了一种新的连拱隧道荷载确定方法。其中墙顶部荷载较拱顶荷载大,这与接触压力实测值是一致的。另外,在目前连拱隧道的设计计算中,一般把中墙与二衬当作梁杆单元来考虑,不能很好地模拟连拱隧道这种特殊结构,给计算带来较大误差。本文针对目前普遍采用的三层中墙连拱隧道,将广义结点有限元应用于连拱隧道设计计算中,建立广义梁单元计算方法。该方法能考虑结构的实际厚度和几何尺寸,又能给出工程所需的轴力、弯矩和剪力等结构内力,从而可以很好地模拟结构的实际受力情况。本文同时考虑了三层中墙连拱隧道二衬与中墙的相互作用问题,以期对连拱隧道的设计计算有指导作用。

深埋连拱隧道荷载计算方法的探讨

针对现有深埋连拱隧道竖向荷载计算方法存在的问题,在JTG/T D70—2010《公路隧道设计细则》方法和双塌落拱方法的基础上推导荷载计算修正方法中附加修正系数的取值。将《细则》方法和荷载计算附加系数公式、碎裂介质解析解与申玉生方法在2车道和3车道情况下的荷载计算值进行对比分析,前两者计算结果相近,荷载计算修正公式计算简便,结果合理,应推荐使用。最后将公式应用于八字岭隧道连拱段和那沙岭隧道,进一步证明了公式的合理性。