复工隧道初衬病害缺陷对其安全性的影响分析

在对停工时间长达5年的某高速公路隧道初衬进行病害检测的基础上,建立了合适的隧道初衬病害缺陷数值分析模型,对隧道V级围岩段初衬结构中4种缺陷病害(钢拱架锈蚀、喷射混凝土厚度不足、初衬背后存在空洞及喷射混凝土开裂)的安全影响进行了模拟。分析结果表明:1隧道初衬结构在病害缺陷部位出现应力集中现象,4种缺陷病害发展都会引起初衬结构最大主应力的增大;2初衬结构拱顶部位的钢拱架锈蚀、喷射混凝土厚度不足及喷射混凝土开裂病害缺陷的发展会引起拱顶沉降变形增加,初衬拱顶背后存在空洞会引起拱顶沉降量减小;3不同程度的隧道初衬结构病害缺陷对初衬结构安全系数的影响是非线性的,喷射混凝土厚度不足和喷射混凝土开裂病害缺陷程度严重时,会造成初衬结构的安全系数低于规范值。     

公路隧道衬砌厚度不足对衬砌安全性影响

针对Ⅲ级和Ⅳ级围岩两种不同的支护形式,建立衬砌厚度不足计算模型.在有无病害条件下,比较隧道衬砌各位置的内力和安全系数,并根据衬砌厚度不足病害程度和宽度,采用数值计算的方法,分析公路隧道衬砌厚度不足对衬砌安全性的影响.分析结果表明:隧道衬砌边墙、拱腰和拱顶的弯矩、剪力和轴力都比较大,属于病害发生的敏感部位;隧道衬砌出现厚度不足病害时,安全系数显著减小;衬砌安全系数随着病害程度的加剧,左边墙呈线性减小,而拱腰和拱顶呈曲线形减小;衬砌安全系数随着病害宽度的增加,先是显著减小,最后又有小幅增长,但整体呈减小趋势;随着病害区域从边墙向拱顶转移,衬砌受影响的范围逐渐增大.     

钢带支护系统在隧道衬砌加固工程中的应用效果分析

以某隧道工程为研究对象,重点分析了隧道拱顶、拱腰和边墙存在空洞时,采用W钢带加固隧道所产生的作用和效果,得到以下结论:隧道衬砌背后不存在空洞时,采用W钢带加固之后拱顶沉降减小了45. 7%,说明W钢带具有良好的加固作用;隧道衬砌在拱顶、拱腰和边墙后侧存在空洞时,采用W钢带加固可以有效提高衬砌的承载能力,并可以改善隧道背后存在空洞带来的问题;采用W钢带加固之后,相比于未加固时,隧道衬砌竖向位移均减小,对于隧道衬砌在拱顶、拱腰和边墙后侧存在空洞时,加固后拱顶沉降依次减小了69. 9%、41. 9%和45.4%,即W钢带对提升拱顶位置处衬砌承载能力的效果最为显著。     

双侧壁导坑法隧道围岩受力变形研究

以昌景黄高铁瑶里隧道暗挖段DK90+550～DK90+610作为研究断面，建立三维数值模型，研究隧道双侧壁导坑法施工过程中隧道的变形和支护结构的内力，深入分析了双侧壁导坑法临时竖撑曲率半径和初期支护钢拱架间距的影响。研究表明，隧道施工过程中隧道拱顶处围岩竖向位移较大，隧道拱腰处围岩水平位移较大。当开挖左侧导坑中间土体和拆除临时支撑时，拱腰水平位移会显著增大。随着双侧壁导坑法临时竖撑曲率半径的增大，围岩的竖向位移逐渐减小，水平位移逐渐增大，初期支护钢拱架的应力逐渐减小，且临时竖撑曲率半径对围岩竖向位移的影响更加显著。围岩竖向位移和水平位移均随着初期支护钢拱架间距的增大而增大，且钢拱架的变化对拱顶围岩竖向位移的影响更为显著。     

基于温度比拟法的隧道衬砌水压精细化模拟分析

为验证温度比拟法在隧道衬砌水压计算中的精度与可行性,在隧道开挖未支护、施作衬砌以及围岩注浆3种工况下,将该法的计算结果与理论解析法轴对称解、流固耦合法进行对比.针对高速公路典型双车道马蹄形断面建立含有隧道防排水系统的精细化模型,研究衬砌外水压力在隧道横断面和纵断面上的分布规律.结果表明:施作衬砌后,衬砌外水压力明显增大,围岩注浆则可在围岩和衬砌之间形成水压过渡缓冲区,使衬砌外水压力减小;衬砌外水压力在纵向排水管以上呈周期性分布,在排水节间中部最大,在环向排水管处最小;横断面水压则呈现倒葫芦形,在拱脚处最小,在拱顶和仰拱处较大;在既定的计算假设下,温度比拟法与轴对称解的最大误差为0.3%,与流固耦合法的最大误差为14.8%,满足工程精度要求.      

斜穿过砂卵石层地质构造隧道开挖的三维数值模拟分析

以某地铁隧道浅埋暗挖法为研究对象,建立了斜穿过砂卵石地质构造隧道开挖的三维有限模型.通过模拟隧道开挖,分析了隧道在不同支护工况下的围岩应力、位移、塑性区.分析结果表明,在第一步开挖后围岩位移较小,第二步开挖后在砂卵石层最厚处的围岩位移急剧增大并在后续开挖过程中趋于稳定;开挖过程中砂卵石结构本身的性质使其承载力小,因此在其地质层处出现了塑性区;锚杆的支护作用提高了围岩的整体性能,减小了拱顶上部围岩的内应力;隧道开挖后的卸载作用使钢拱架承受上部围岩荷载且主要承受压应力.为防止隧道产生塌方开挖后应及时施做初期支护和二期衬砌.     

隧道洞口超前锚杆预支护三维有限元模拟分析

为保证施工安全,对复杂地质条件下隧道洞口段的围岩进行预支护。采用超前锚杆预支护措施,并进行三维有限元数值模拟分析。计算结果表明,隧道拱顶位移50 mm,边墙位移45 mm,初期支护的最终安全系数约为5.0,因此用超前锚杆预支护可以保证隧道洞口段支护结构的安全。同时,超前锚杆的最大轴力略13k N,并呈阶梯形分布,最大轴力位于锚杆的中间,并向两端逐渐减小,且拱顶位置的锚杆轴力较两边大。     

基于随机有限元的隧道衬砌结构可靠性分析

结合广州地铁三号线大塘站~沥窖站区间盾构隧道的实际情况,采用荷载-结构模式与蒙特卡罗-有限元法,选取不同的随机变量统计特征,进行了隧道衬砌结构可靠性分析,得出了隧道衬砌各截面处的抗压可靠指标与抗裂可靠指标。研究结果表明:拱顶处的轴力对上部水压最为敏感,弯矩对侧压力系数最为敏感,工程的支护体系能够满足目标可靠指标要求,具有足够的安全储备。     

浅埋隧道洞口段施工技术

隧道洞口段是隧道施工的薄弱环节,为保证进洞安全,采用地表砂浆锚杆加固拱顶岩体;采用钢拱架、超前锚杆、超前小导管、钢筋网、喷射混凝土联合支护加固洞口岩体;采用控制爆破手段降低对围岩扰动,利用围岩量测技术指导施工。保证了洞口浅埋段的施工安全。     

寒区运营隧道洞口段冻害分析及对策

为解决寒区公路运营隧道的冻害问题,分析冻害形成机理,依据冻融周期内隧道现场拱顶、边墙和路面3个测孔位置不同孔深处的监测温度数据,分析隧道洞口段冻害类型.结果表明:在冻融期,隧道洞口段边墙从隧道二次衬砌表面沿径向延伸至围岩深部的温度逐渐升高,拱顶位置从衬砌表面向深部延伸处温度先升高后降低,路面从隧道路面边缘表面沿径向延伸...     

钢管混凝土提篮拱面外受力性能试验

为探究非保向力效应对钢管混凝土提篮拱桥平面外稳定性能的影响,开展了钢管混凝土(CFST)提篮拱空间受力性能试验和有限元分析;基于某原型桥开展了考虑吊杆影响的钢管混凝土提篮拱空间受力性能试验,揭示了模型拱的破坏机理;基于试验结果和实际工程构造参数建立了钢管混凝土标准提篮拱桥有限元模型,通过是否建立杆系吊杆的方式分别考虑吊...     

南浔85 m系杆拱桥钢拱架施工技术

以浙江湖州市南浔新桥为例介绍软土地基中承式系杆拱桥的钢拱架节段组拼、拱架成型及安装等施工工艺。在钢拱架的安装过程中,采用先地面节段组拼、临时支架拼装成拱,然后用大型浮吊每两榀钢拱架吊装就位、利用地形用万能杆件支架代替缆风临时固定的施工技术是成功的。     

钢管混凝土拱桥安全评估方法研究及系统开发

针对现有养护规范中桥梁评估部分部件划分不全、权重计算粗糙等缺陷,建立了钢管混凝土拱桥递阶层次模型,并运用基于指数标度的层次分析法计算了部件权重;将部件的设计承载能力与缺损状况作为安全评估指标,结合结构层次分析模型与部件权重,建立了完善的钢管混凝土拱桥安全评估指标体系;运用Visual Basic语言开发了钢管混凝土拱桥...     

乳源县大桥镇石拱桥加固工程施工

文章介绍了乳源县大桥镇石拱桥加固工程施工,重点介绍采用加大受力断面和加强横向联系的加固法,该方法在旧桥原主拱圈上套新拱,新老拱圈通过锚固钢筋形成新的受力体系,新筑拱上侧墙,更换拱上填料,新铺桥面铺装,达到加固桥梁、提高桥梁的刚度、承载力的目的。     

剑河县仰阿莎大桥抗推力墩设计及计算分析

拱桥尤其是连拱拱桥因具有优美的线形和良好的承载能力而在我国得到普遍的应用和推广。以某连拱拱桥为例,对2号抗推力墩的实际刚度进行了连拱计算,其结果比较符合实际受力情况,在理论上也比较合理,类似工程可以借鉴。     

阳泉赛鱼大桥荷载试验与分析

交通事业的日益发展对旧桥的承载能力提出了严峻的考验。针对阳泉一双曲拱桥,采用Madis Civil有限元进行分析计算。通过对该桥进行荷载试验,将实测结果与理论计算值相比较,确定了该桥的实际承载能力及运营现状,对现有同类桥梁的管理有一定的借鉴意义。     

钢管混凝土拱桥拱肋表面防腐及防锈技术浅析

针对钢管混凝土拱桥拱肋锈蚀现象对结构耐久性造成的影响,分析了拱肋锈蚀产生的原因及各桥拱肋对防锈的不同要求,介绍了现阶段国内外钢管拱桥拱肋防护的新方法和新工艺,分析了各种防护工艺的优缺点;以某沿海区域钢管拱桥拱肋防腐体系病害情况为例,根据具体情况提出了有针对性的处治方法,为钢管拱桥拱肋防腐及防锈施工提供依据。     

隧道初衬检测中的地质雷达技术应用

近年来,地质雷达作为隧道工程中一种新的检测技术,具有无损性、高效性、抗干扰能力强等优点。结合黄羊山二号隧道,阐述了地质雷达在初衬检测方面的应用,主要包括钢拱架间距、初衬厚度、初衬与围岩之间是否存在空洞,可供同类工程参考。     

钢管混凝土脱粘及灌浆补救效果试验研究

对钢管与混凝土脱粘后钢管混凝土的力学性能(弹性模量和承载能力等)以及灌浆的效果进行了试验研究．结果表明，随脱粘宽度增大，钢管混凝土的弹性模量和承载能力大幅度下降，纵向和侧向变形加剧．原因在于，脱粘后钢管与混凝土不能共同承载．进行灌浆处理后，钢管混凝土原有的力学性能基本恢复．     

玻璃钢(GFRP)-混凝土复合拱试验研究

在混凝土拱的不同位置、采用不同黏贴形式黏贴玻璃钢(GFRP)得到了6个GFRP-混凝土复合拱。对GFRP-混凝土复合拱进行了加载破坏试验,并对其破坏形式、荷载挠度曲线规律、刚度规律和承载力等结构性能进行了研究。试验表明:GFRP-混凝土复合拱开裂荷载更高,开裂前的刚度明显高于普通混凝土拱,开裂后其刚度及抗裂性能也明显优于普通混凝土拱;GFRP-混凝土复合拱具有更高的极限承载力和极限变形。GFRP-混凝土复合拱中,黏贴GFRP的范围较大时,GFRP-混凝土复合拱的力学性能更优;采用环形及U形黏贴GFRP的复合拱力学性能明显优于采用单面黏贴GFRP的复合拱,但全拱环形黏贴GFRP的复合拱性能并非最优。