地铁盾构隧道穿越既有铁路隧道的数值模拟

以无锡地铁某盾构隧道区间穿越既有铁路隧道为工程实例,基于Ansys数值软件建立3维力学模型,从盾构隧道施工过程中的盾构推力、注浆压力、施工工况、相邻隧道间距4个方面对盾构隧道施工引起的既有铁路隧道的结构变形和受力规律进行了数值模拟,并分析了既有隧道变形的机理和影响因素。     

钱江隧道盾构始发井结构分析

钱江隧道盾构始发井基坑深28．25m,平面尺寸为48．9m×25．4m,采用地下连续墙、混凝土与钢支撑组合支护方案,连续墙与结构侧墙采用叠合墙结构。文中根据围护墙、支撑、围檩支护结构体系和主体结构的受力工况特性,介绍了设计中所采取的不同的结构分析方法,以及预期的设计目标,为类似盾构始发井设计提供参考经验。     

土压平衡盾构近距离侧穿高架桥桥墩的受力与变形

城市地铁隧道开挖往往会下穿、侧穿建(构)筑物。为保证隧道顺利开挖,有必要对既有结构进行受力与变形研究。以西安地铁四号线某区间盾构侧穿高架桥施工为例,通过数值模拟和实时监测分析盾构侧穿高架桥桩所引起的受力与变形,并将数值计算得出的沉降值与实际监测值进行对比。结果表明:盾构在砂层环境下,土压力的大小对地表沉降的影响较大;桥墩对地表沉降有一定的约束作用,盾构施工中在合适的地方布置桩基,能有效的减小既有结构的沉降。研究结果可供类似盾构侧穿风险源参考。     

地铁盾构下穿桥梁桩基安全性分析

随着城市建设以及轨道交通建设的飞速发展,地铁盾构将不可避免的下穿现有的各种构造物,如何确保构造物的安全是不容忽视的问题。文中以某地铁盾构区间下穿现有高速公路桩基工程为依托,采用有限差分数值分析软件FLAC3D建立三维模型,通过模拟高速公路桥梁桩基托换与地铁盾构隧道开挖的全过程,分析了桥梁桩基的受力与变形、盾构隧道掘进过程中的管片受力与变形等,进而进行安全性分析,并对施工方案提出优化建议,为其他类似工程提供参考。     

主跨260m矮塔斜拉桥荷载试验研究

为分析和研究一座主跨260m的矮塔斜拉桥在设计荷载使用下的实际受力性能,对其进行了荷载试验,测试了主梁挠度、主塔偏位、主梁和主塔应力、斜拉索索力增量,以及在环境激励下桥跨结构的自振特性,并结合midas civil空间有限元模型的计算结果,将现场检测结果与理论计算结果对比。试验结果表明,该桥整体强度和刚度较好,受力合理,满足设计荷载要求。     

大跨径斜拉桥索塔钢锚梁及牛腿板件受力分析

斜拉桥是以斜拉索为主要受力构件的桥梁,拉索中的索力通过锚固构件传递至索塔中,钢锚梁作为锚固构件的一种,其局部受力十分复杂。为研究总结其受力特点,以G59呼北高速官新段马路口资水特大桥为研究对象,建立了钢锚梁及塔上牛腿的空间有限元模型,计算分析了各个位置钢锚梁及其钢牛腿的受力情况,得出了构件受力规律与重点关注位置,为大桥的设计建设、运营管养提供了依据。     

铝合金人行天桥设计及结构分析

铝合金结构以其重量轻、强度高、易于施工吊装、耐腐蚀、无需防腐和养护等特点,在国外桥梁建设领域中得到广泛应用。通过对比铝合金和钢材的材料特性,并总结国内外对铝合金材料的性能研究,掌握铝合金结构的受力性能。以一座铝合金人行天桥为例,介绍了桥梁的上部结构、下部结构、附属结构和抗震措施的设计。最后对天桥进行了空间有限元计算分析,进行了挠度验算、构件强度验算、结构自振频率验算和结构稳定验算,验算结果均满足规范要求。可为后续城市人行天桥的设计提供参考及借鉴。     

桥面铺装结构设计的思考

在以往的桥梁结构设计方面．主要重视桥梁自身结构受力特性的分析．以保证桥梁整体的安全性,而铺装层只作为均布恒载作用在桥面上,并不对其进行专门的力学分析。这样就没有从桥梁结构整体受力特性的角度来分析桥面铺装层受力与桥梁结构的内在联系．不能从根本上解决桥面铺装目前存在的问题。现行规范中也只给定了厚度的推荐值．没有具体的设计方法。实际上作为直接承受车辆荷载冲击的桥梁构件,桥面铺装是一个受力复杂的动力体系．相应的厚度设计也非常复杂。     

钢筋混凝土异形板桥梁受力性能研究

为满足实际工程中地形条件、道路线形和交通功能等需求,桥梁上部结构经常采用不规则异型结构。异型板桥梁是典型的空间结构,受力状态复杂,精确计算理论和实用简化计算方法还有待完善。以贵州瓦窑溪异型板桥为研究对象,建立板壳模型、实体模型和空间梁格模型,进行有限元理论模型计算和现场实桥试验。通过数据的对比分析,得出了此类异型板桥梁在公路桥梁设计荷载下的空间受力性能及动力特性规律。并分析了上述3种计算模型的计算精度,提出了不同计算模型的适用条件,为异型板桥梁结构的计算、设计和施工提供参考。     

西安地铁某区间隧道设计计算方法比较

通过运用解析法、一维、二维、三维数值模型对西安地铁某区间段盾构管片结构进行了位移、内力计算,旨在研究不同计算方法对同一问题结果的影响规律.其中,以日本惯用法为理论基础对该区间管片进行解析法求解;并用ANSYS有限元软件对管片进行了三种不同形式的数值模拟.通过比较发现,四种方法对管片的位移和内力计算结果云图显示趋势基本一致.ANSYS三维模型的位移沉降值最大;二维模型的内力计算结果最大.因此,在控制沉降分析中应以三维模型计算结果为主,在配筋计算等设计环节应以二维模型计算结果为主.最后本文总结了各种算法的适用范围,得出的相关结论对盾构隧道设计给与了一定的指导意见.     

上海越江隧道盾构机出洞地层冻结加固技术

结合上海越江隧道盾构机出洞地层冻结加固工程,介绍出洞地层冻结加固技术与设计方案,阐述冻土墙的计算选型及冻结加固的施工流程,为隧道施工中盾构出洞土体加固提供参考。     

基于数值方法的超深竖井围岩力学特性变化规律研究

依托洞宫山隧道送、排风竖井,采用理想弹塑性材料本构关系及莫尔一库伦屈服准则,建立了三维有限元模型,对围岩受力及变形特征进行了分析．给出了围岩的应力与位移分布特征以及竖井周边特征点的变形大小．同时,把竖井简化为三维平面轴对称受力模型．利用弹性力学知识解答,得到了解析解．通过解析解与数值模拟的结果对比分析,得到了竖井围岩的变化规律,为超深竖井的施工提供参考．     

超大直径盾构试掘进施工关键技术研究

试掘进施工是泥水盾构施工的一项关键技术,该文以南京长江隧道Φ14.93 m 泥水盾构施工为背景,对试掘进的工作内容和主要目的进行介绍,并结合距离始发井 75 m 的一处池塘的原位试验,对盾构施工引起的地表沉降变化规律和泥水压力的取值进行了研究。     

水泥土搅拌桩变掺量施工工艺研究

基于对在上部荷载作用下复合地基中水泥土搅拌桩桩身应力分布特征的认识．对于水泥土搅拌桩处理深厚软土地基,提出了沿桩身进行水泥变掺量的施工工艺。通过在某软土地基进行试桩和对桩身质量的检测,研究了通过变掺量施工来改善水泥土搅拌桩质量。结果表明采用变掺量施工工艺可提高水泥土搅拌桩的上部桩身强度,对于较长的水泥土搅拌桩,可改善搅拌桩的整体成桩质量,而且该施工工艺符合上部荷载作用下桩的受力特性。     

弱胶结未成砂岩挑顶斜井与隧道初支结构转换技术

针对兰渝铁路桃树坪隧道2号斜井的弱胶结未成砂岩的地质条件,提出了一种利用挑顶斜井空间转换施工隧道初支结构的方法.通过提高斜井挑顶断面、井口钢门架、井端大拱脚、空架隧道初支、回填拱部空间等施工技术,能安全实施斜井与正洞初期支护结构受力体系的转换,保证施工安全.     

盾构隧道纵向地震响应分析

为了探讨盾构隧道的纵向地震响应特性，采用地层一隧道整体三维有限元模型，对武汉长江越江盾构隧道的地震响应进行了分析，主要研究了合理的盾构隧道力学模型、隧道与地层之间的相互作用以及隧道的振动特性．通过隧道与地层的整体分析，得到了盾构隧道位移和应力的分布及其随时间的变化曲线．计算结果表明：压缩波引起的纵向拉、压应力和剪切波引起的扭曲变形是隧道抗震设计的关键．     

盾构隧道开挖面稳定研究进展

在复杂地质条件下,盾构隧道开挖面失稳可导致地表沉降过大,从而破坏地表建(构)筑物及地下管线.通过微观破坏分析模型、塑性极限分析模型及楔形体极限平衡模型对盾构隧道开挖面稳定的理论研究现状进行了详述,并指出了今后应深入研究的几个重点:应考虑水土耦合作用;应考虑开挖面地层的变异性;应考虑掘进参数对开挖面稳定性的影响;应加强研究进出洞的切口压力控制.分析结果为完善盾构隧道开挖面稳定理论及指导现场实践提供了有益的方向.     

盾构隧道开挖面稳定研究进展

在复杂地质条件下,盾构隧道开挖面失稳可导致地表沉降过大,从而破坏地表建(构)筑物及地下管线.通过微观破坏分析模型、塑性极限分析模型及楔形体极限平衡模型对盾构隧道开挖面稳定的理论研究现状进行了详述,并指出了今后应深入研究的几个重点:应考虑水土耦合作用;应考虑开挖面地层的变异性;应考虑掘进参数对开挖面稳定性的影响;应加强研究进出洞的切口压力控制.分析结果为完善盾构隧道开挖面稳定理论及指导现场实践提供了有益的方向.     

高速列车驱动车轴动态特性分析

将车轮和轴箱分别简化为集中质量和转动惯量,用连续弹性Timoshenko梁模拟变截面车轴,建立弹性轮对与轨道耦合垂向动力学模型,分析车轴动态刚度与轮轨作用力、车轴自身振动特性和车轴动应力的相互关系。发现:轮对的一阶和二阶固有频率分别由76.34Hz和130.03Hz降低到53.68Hz和100.02Hz,车轴的一阶模态振动加速度和弹性振动位移分别增加60.12%和92.21%,轮轨动作用力增加6.23%,车轴轮座内侧和轴颈危险截面的动应力分别增加39.30%和34.13%。分析结果表明:轮轨动作用力和车轴的动应力随着车轴动刚度的降低而增加,因此,提高轻量化轮对的固有频率和动态刚度能保证高速列车安全运行和提高车轴疲劳强度。