悬臂式棚洞在天山公路病害整治中的运用

笔者对新疆北天山公路K617线公路病害的治理提出了三刚架棚洞、悬臂式刚架棚洞和挡土墙等三种方案,根据当地特殊的地形地质条件进行了方案优化,采取了悬臂式刚架棚洞的设计方案.     

傍山公路棚洞设计

棚洞是一种有效的防护结构,适用于浅埋、偏压、易失稳产生崩塌和落石的边坡地形条件.以小草线关门山至汤沟改扩建工程棚洞设计为实例,详细介绍了傍山公路棚洞的设计情况.     

棚洞施工过程分析及应用

以吉林省东部山区傍山隧道为研究对象,采用大型有限元软件ANSYS对棚洞的施工过程进行模拟,采用DP屈服准则进行弹塑性分析,利用单元的生死属性来模拟边坡的开挖、棚洞的施做以及土体回填的过程。分析了棚洞结构变形及应力状态,指出了棚洞施工过程中应注意的问题,并对棚洞结构和回填土的坡率进行了优化。计算结果显示,半拱斜柱式棚洞要比半拱直柱式棚洞在结构上更为合理,而且不同回填土坡率对棚洞结构的受力产生较大的影响,计算结果对该棚洞的设计提供了依据。     

抗落石冲击棚洞结构研究

棚洞作为一种抗落石冲击防护结构,在国内外得到了广泛的研究及应用。基于国内外研究资料分析,将研究现状概括为棚洞结构型式优化研究、棚洞抗冲击特性研究、棚洞抗冲击材料研究等三个方面。     

地震区棚洞合理结构形式的研究

以傍山隧道为研究对象,计算了地震动作用下不同结构形式棚洞的主应力和位移。采用大型有限元软件AN-SYS对棚洞进行了地震反应分析,根据D-P屈服准则,利用静-动力统一人工边界建立边界条件。研究表明:半拱斜柱式棚洞比半拱直柱式棚洞的抗震性能更优越;拱式棚洞比柱式棚洞抗震性能更好;柱式棚洞柱与横梁的连接形式不同而应力分布规律发生变化;地震时,洞顶回填土与边坡的交界面可能产生滑动。     

棚洞与隧道洞口段的地震反应分析

应用有限元法并采用等效黏-弹性人工边界,对棚洞和隧道洞口段的施工过程进行了模拟,确定了隧道施工完成后的静应力场,并进行了三维地震反应分析.计算中分别考虑了不同围岩级别以及棚洞与隧道洞口的不同联接形式对地震反应的影响.计算结果表明:棚洞的纵梁距离洞口越远,其内力越小,在棚洞与隧道洞口的联接处附近,棚洞梁将产生较大的应力;...     

柔性钢棚洞结构在落石灾害防治中的应用研究

为了解决柔性钢棚洞结构研究和设计依据缺乏的问题,针对我国交通建设中落石灾害的广布偶发与集中群发的特点,比较了不同落石灾害防治措施在工程应用中的优缺点,分析了刚性和柔性棚洞结构的特点及在设计理论、动力性能及稳定性能等方面的研究现状;并利用有限元软件ANSYS进行数值模拟,结果表明:在相同宽度、延伸长度和防护能级的条件下,柔性钢棚洞在结构受力、施工、环保和经济性等方面具有显著优越性,特别适用于隧道、公路进出口对落石的防护,尤其是快速抢修抢建工程.      

偏压地形新型棚洞设计与数值模拟

结合某隧道具体情况,介绍了偏压地形条件下一种新型棚洞结构的设计要点和施工工序,并对其力学特性进行了数值模拟。结果表明,该类型棚洞造型新颖、技术可靠,利于节能和环保。     

消能棚洞冲击信号动力特征

考虑落石下落高度、质量、形状和垫层厚度等参数, 采用室内模型试验研究了消能棚洞冲击信号的动力特征, 获得了冲击信号的频谱和自相关曲线, 分析了冲击信号的时频特征和最大频谱对应的振动频率及其变化规律, 并基于小波分析方法提取了各个频段的冲击信号, 获得了冲击信号能量的主要分布范围。研究结果表明: 随着落石下落高度的增加, 棚洞顶板中心处冲击信号的频谱幅值增大, 且该冲击信号的频谱有4个峰值, 呈对称分布; 不同形状落石冲击棚洞时冲击信号频谱幅值由大到小的顺序依次为球形、长方体、立方体和圆柱体; 普通棚洞顶部垫层越厚、落石质量越小时, 棚洞顶板中心处冲击信号的频谱幅值越小; 当5 kg球形落石从0.5 m高处下落冲击顶部未铺设垫层的棚洞时, 消能棚洞冲击信号的最大频谱和自相关曲线峰值较普通棚洞分别降低了60.98%和82.57%;当5 kg球形落石从2 m高处下落冲击顶部未铺设垫层的棚洞时, 消能棚洞的落石冲击能量主要分布在冲击信号频率15.625~62.500 Hz处, 占总能量的63.73%, 普通棚洞的落石冲击能量主要分布在冲击信号频率0~15.625 Hz处, 占总能量的74.30%。可见, 消能棚洞设计时应主要考虑中频冲击, 而普通棚洞设计时应主要考虑低频冲击。      

滚石对棚洞结构的冲击动力分析

以棚洞结构为原型,对滚石冲击作用下棚洞的接触力、位移、损伤与能量进行了研究。将滚石简化为刚性球体,围岩和土体为理想弹塑性材料,混凝土为弹塑性材料,通过ABAQUS有限元,模拟了不同速度与冲击角度下滚石冲击荷载对棚洞结构的动力响应。分析结果表明:在冲击角不变时,滚石速度越大产生的位移越大,在速度不变时,滚石的冲击角越小产生的位移越大;混凝土防护结构损伤最严重的地方发生在与滚石接触的区域,其次在斜腿柱上端和同柱子连接的横梁处,在实际工程中应加强柱子上端与横梁连接处的强度;棚洞主要通过混凝土防护结构来吸收和消耗冲击能,土垫层吸收和消耗冲击能很有限,为了缓解滚石冲击对混凝土防护结构的破坏,可在棚洞支座处增设耗能减震器。     

钢棚洞结构设计探讨

使边坡的锚喷支护与钢棚洞结构有机结合,可最大限度地保持山体稳定并保护生态环境,避免边坡山体不稳定而产生的落石、滑坡、坍塌等灾害发生。通过对冲击最不利位置处的有限元数值模拟分析表明:这种结构体系是合理的,其变形与受力满足相关规范要求。     

下穿公路连拱隧道双层管棚预加固作用数值分析

以土江冲隧道为背景,采用FLAC^30软件对双层管棚在下穿公路连拱隧道施工中的加固作用进行分析,数值计算中以梁单元模拟管棚钢管,适当提高管棚加固区围岩参数模拟管棚注浆．计算结果表明：隧道掌子面附近管棚的变形和受力较大,通过设置管棚和不设置管棚两种计算结果与现场测试数据之间的相互比较,对双层管棚在既有公路下连拱隧道施工中的预加固作用进行了评价．比较结果表明：管棚的主要作用是抑制地层位移和主洞初期支护变形,采用双层管棚可使隧道开挖引起的地表沉降减小40％-50％．     

浅谈震后路基滑坡的整治措施

在对羊洞岩公路边坡滑坡的工程地质条件充分勘测基础上,对滑坡的形成机制,发展趋势进行了分析,综合比较了棚洞方案和综合处理方案后,提出了羊洞岩公路边坡滑坡的整治措施。     

论门式刚架截面优化设计在我国的发展

通过大量调研和文献阅读，对门式刚架截面优化设计在我国的发展现状作了一个较为全面的阐述，列举了目前国内几种较盛行的优化设计方法，并分析了不同方法的优化原理，优化过程及其优缺点。     

柱式桥墩盖梁内力计算方法探讨

笔者阐述了两种不同计算图式下盖梁内力计算方法,并进行了对比分析.分析表明,当考虑立柱刚度影响时,盖梁内力将进行二次分配,致使跨中正弯矩减小、支点负弯矩增大(称之为“刚架效应”),随着立柱与盖梁的线刚度比的增大,此种效应越显著.当立柱与盖梁的线刚度比较小时,可采用简化的双悬臂简支梁(连续梁)图式,但在支点截面应作适当的加强处理;而对于重要桥梁或立柱与盖梁的线刚度比较大的桥梁,宜采用双悬臂刚架结构图式进行计算.     

柱式桥墩盖梁内力计算方法探讨

笔者阐述了两种不同计算图式下盖梁内力计算方法,并进行了对比分析.分析表明,当考虑立柱刚度影响时,盖梁内力将进行二次分配,致使跨中正弯矩减小、支点负弯矩增大(称之为“刚架效应”),随着立柱与盖梁的线刚度比的增大,此种效应越显著.当立柱与盖梁的线刚度比较小时,可采用简化的双悬臂简支梁(连续梁)图式,但在支点截面应作适当的加强处理;而对于重要桥梁或立柱与盖梁的线刚度比较大的桥梁,宜采用双悬臂刚架结构图式进行计算.     

大跨度傍山棚洞衬砌结构安全性分析

运用荷载结构法,计算棚洞三维衬砌结构各单元的内力值,并根据其衬砌结构的配筋情况进行安全性计算。数值模拟表明:棚洞衬砌结构的最大轴力出现在靠山侧边墙墙脚位置,最大负弯矩出现在曲墙中央区域,最大正弯矩出现在左顶板中央区域;跨中处断面衬砌结构的安全系数较柱顶支座处断面衬砌结构的安全系数略高,整个衬砌结构的安全系数满足相关JTGD70—2004《公路隧道设计规范》要求。     

刚架拱桥病害特点与防治对策

结合山东省刚架拱桥的结构特点以及目前的病害情况，总结几年来维修加固的效果，从结构分析、加固方案经济性、施工可行性角度，初步路面提出了相应的维修加固方案与改进对策。     

刚架拱桥加固

本文介绍了澧河刚架拱桥的加固方案及施工方法 。     

刚架拱桥无支架施工方案探索

刚架拱桥施工，实腹段的安装是关键。X007线二中坡跨线桥采用无支架施工方案，为大跨度、高起吊、无支架刚拱结构桥梁的施工积累了成功的经验。