炭质板岩大变形隧道施工控制技术

兰渝铁路毛羽山隧道围岩主要以炭质板岩为主,开挖后初期支护出现较大变形,且变形持续时间长。通过分析,高地应力和软岩是造成大变形的主要原因。施工过程中通过提高初期支护强度、加设长锚杆注浆、预留合理变形量和采用双层初期支护来控制变形。并采用超前小导洞应力释放法和预留空间释放法,以减缓变形速率。对高地应力软岩隧道变形控制技术进行探索,为此类隧道施工提供技术参考。     

基于三台阶开挖工法的锁脚锚杆位置模拟优化

基于新疆乌尉1号软岩隧道原有支护设计,采用MIDAS GTS数值模拟软件对锁脚锚杆施作位置进行数值模拟,分析三台阶下锁脚锚杆不同位置的作用,给出锁脚锚杆合理施作位置。由模拟结果可知,在上台阶和下台阶处施作锁脚锚杆对围岩拱顶变形有良好的约束能力,中台阶处施作锁脚锚杆对拱顶约束较少,但对周边变形有明显约束作用,分析结果为新疆乌尉1号软岩隧道支护设计提供指导。     

用有限元模拟软岩蠕变对隧道结构的影响

选用适当的软岩蠕变模型,建立了软岩围岩隧道的有限元计算模型,并以某修建在软岩地段的公路隧道为例,分析了隧道锚杆和支护施工的时间对其变形和内力的影响。另外,该模型也可应用于其它软土地下工程。     

挤压性软岩大变形隧道长短锚杆复合群锚技术

在成兰铁路成都至川主寺段隧道修建中,由于复杂多变的高地应力影响,出现软岩大变形问题。为解决这一工程难题,依托成兰线茂县隧道1号斜井,对隧道大变形控制进行系统研究。文章通过施工模拟计算发现锚杆能有效控制围岩变形,使作用在一支上的围岩压力减小,3m+8m长短复合群锚方案的最大锚杆轴力小于3m+6m和3m+10m长短结合锚杆方案的最大锚杆轴力。与加强钢架支护体系和钢架支护+长锚杆的现场试验数据比较,表明长短复合群锚的支护效果更佳,能使洞周各测点的变形值更小,围岩一支的接触压力更小且分布更均匀。     

锚杆支护在整治高地应力软岩隧道大变形的效应分析

根据乌鞘岭隧道工程实例阐述了高地应力软岩隧道大变形的特点,及其整治措施,通过模型计算对施作锚杆隧道与没有施作锚杆隧道的应力以及位移进行了比较,并论述了锚杆支护对于整治大变形的重要作用。     

锚杆在大变形破碎岩体隧道中支护效果数值模拟

以FLAC3D有限元为主要工具,对锚杆在大变形破碎岩体中的支护作用进行了研究分析。指出锚杆在大变形破碎岩体中的支护作用明显,它能够控制隧道在开挖后的变形。锚杆的长度和间距对支护效果有影响,设计时应进行综合考虑,选择最优化设计。     

用有限元模拟软岩蠕变对隧道结构的影响

选用适当的软岩蠕变模型，建立了软岩围岩隧道的有限元计算模型，并以某修建在软岩地段的公路隧道为例，分析了隧道锚杆和支护施工的时间对其变形和内力的影响．另外，该模型也可应用于其它软土地下工程．     

超前地质预报方法在凤凰岭隧道中的应用

在隧道开挖过程中，超前地质预报已成为准确预报隧道前方围岩地质情况的有效方法，其中TSP法是较为成熟、直接的预报方法。结合凤凰岭隧道实体工程，采用TSP地震预报法，对隧道施工过程的断层破碎带、塌方、软岩和水进行了较为精准的超前预报，为确定合理的隧道开挖支护方案提供技术支持。     

基于数值分析与现场试验的破碎带支护参数优化

为了控制围岩的变形,确保施工的安全,结合船顶隘隧道在穿越断层破碎带时出现的变形过大,局部出现塌方的现象,提出了减小钢拱架间距增加初支强度的支护方案,并选取了两组方案进行对比分析研究。先通过数值模拟对钢拱架和锚杆分别进行了计算,然后在现场监测试验中,选取了两组试验段,对两种不同的支护参数下的围岩变形、喷射混凝土压力、钢拱架应力以及初支围岩压力进行现场监控量测,验证了支护优化的可行性。研究表明:在断层破碎带初支参数优化中,锚杆支护效果不理想,而钢拱架的作用明显,对围岩大变形起到了良好的控制作用。由此可知通过加密钢拱架来增加初支强度,适当弱化锚杆来减少工序,降低成本的支护优化措施在隧道穿越断层破碎带中是可行的。     

高地应力软岩隧道支护时机及预留变形量研究

隧道的合理支护时机与预留变形量是制约施工工期和工程造价的重要因素。以湖北省宜巴高速公路峡口隧道为例,采用数值模拟方法,对隧道围岩的时空变形规律进行分析,研究高地应力软岩隧道的合理支护时机与预留变形量。结果表明:高地应力软岩隧道开挖过程中,围岩变形以与时间相关的蠕变变形为主,拱顶下沉蠕变变形量占总变形量的78%,水平收敛蠕变变形量占总变形量的71%。拱顶下沉量在15 d 后即可达到其总变形量的90%,水平收敛量在12 d 后达到其总变形量的90%。按照极限位移准则,二次衬砌的支护时间为隧道开挖15 d 后;按照变形速率准则,二次衬砌的支护时间为隧道开挖25 d 后;合理的支护时机应在隧道开挖后15 ~25 d。基于研究结果,峡口隧道设置的预留变形量设计为35 cm,通过对二次衬砌进行长期稳定性分析,验证了该预留变形量是合理的。     

GFRP双腹板型材主梁静力分析与静载试验

GFRP材料有着轻质、高强、耐腐蚀等优点,工程应用前景十分广阔,但GFRP型材作为桥梁主梁的应用鲜见.通过采用当量圆模型对车辆荷载进行了简化,利用有限元软件和Tsai-Wu准则,对将GFRP型材用作桥梁主梁进行了静力分析.静力分析和静载试验的结果均表明：尽管GFRP材料弹性模量小,作为桥梁主梁刚度较小,跨中挠度值比较大,但该材料具有十分良好的弹性恢复能力,GFRP双腹板型材可满足作为轻便桥梁主梁的使用要求.     

大跨径钢箱梁斜拉桥静载试验研究

以象山港大桥斜拉桥为背景,通过实桥荷载试验分析,研究斜拉桥在静力荷载作用下结构的应力水平和变形。研究表明,在相当于设计汽车荷载水平的试验荷载作用下,大桥结构处于线弹性工作状态,变形增量与荷载增量呈线性关系;结构总体变形、应力、索力的理论值与实测结果较为接近;钢箱梁应力水平较低,受剪力滞效应、横坡及车轮局部效应等影响,钢箱梁顶、底板应力沿横截面呈纵向不均匀分布,尤其顶板U肋出现集中现象,这在桥梁健康监测中值得关注。     

千米级斜拉桥主梁挠度非线性随机静力分析

采用响应面法对千米级斜拉桥主梁最大挠度进行静力可靠度分析,考察主梁最大挠度随结构材料、几何尺寸及外荷载等不确定因素的变异而发生变化的规律。算例研究表明,主梁挠度可靠指标对各随机变量平均值和标准差的敏感程度不同。同其它随机变量相比,斜拉索弹性模量变异对千米级斜拉桥主梁挠度影响最为显著。主梁截面面积变异对千米级斜拉桥主梁挠度具有显著的影响,但与对千米以下斜拉桥主梁挠度的影响规律不同。     

三塔悬索桥静力挠度可靠度分析

采用响应面法对三塔悬索桥主梁最大挠度进行静力可靠度分析,考察三塔悬索桥主梁最大挠度对结构材料、几何尺寸及外荷载等不确定因素的变异而发生变化的规律.结果表明:三塔悬索桥主梁最大挠度可靠指标是由单主跨施加活荷载控制的,主缆弹性模量、汽车活荷载、主缆截面面积及中塔弹性模量等对主梁最大挠度的影响最为显著.     

某三跨连续梁桥静动载试验分析

以某跨径布置为65m+100m+65m的变截面三向预应力混凝土连续箱梁为例,由于在箱梁的内、外底板出现较多纵向裂缝,腹板出现较多的斜向裂缝,给桥梁的安全造成极大隐患。为使桥梁安全隐患降到最低,针对该变截面三向预应力混凝土连续箱梁静动载试验结果进行分析,评价其承载能力,并给出病害处治措施,为同类桥提供借鉴和参考。     

自锚式斜拉桥的极限跨径研究(Ⅰ)

从斜拉索和主梁的材料强度入手探讨了当前材料水平和施工水平下全自锚斜拉桥结构体系的极限跨径。研究结果表明:横向静阵风作用下的主梁强度是限制斜拉桥跨径增大的主要因素,活载作用下的主梁强度居于次要地位,而斜拉索的强度和效率对斜拉桥极限跨径的影响最小;斜拉桥极限跨径突破的首要问题是提高主梁的侧向刚度。研究成果可供超大跨度斜拉桥概念设计时参考。     

半整体式桥台无伸缩缝桥静力分析

为了克服桥梁伸缩缝病害,考虑了桥梁上部结构、下部结构和基地土的共同作用,建立了半整体式桥台无伸缩缝桥的静力计算模型。以一座长100 m PC连续箱梁桥为例,对该桥在重力、车辆和季节性温度变化荷载作用下进行了弹性大变形分析,对相应的有伸缩缝桥和整体式桥台无伸缩缝桥分析结果进行了对比。结果表明:半整体式桥台无伸缩缝桥主梁的弯矩、剪力、挠度和下部结构的轴力与有伸缩缝桥接近,但主梁中出现了轴力,下部结构弯矩和剪力较有伸缩缝桥大,说明半整体式桥台无伸缩缝桥消除了伸缩缝的病害,结构整体刚度大,是一种有应用推广价值的桥型。     

大跨钢-混凝土结合梁斜拉桥传力机理

为探讨大跨结合梁斜拉桥中钢主梁与混凝土板的传力机理,采用梁段模型试验与有限元数值分析相结合的方法,对观音岩长江大桥主梁的受力性能进行了研究.用有限元软件ANSYS建立标准梁段的空间有限元模型,对不同组合荷载作用下结合梁的应力分布进行了弹性分析;考虑材料的非线性特性和剪力钉荷载-滑移的非线性关系,对设计荷载组合下结合梁的力学行为进行了弹塑性分析.在此基础上,采用1:2的缩尺比例进行模型试验研究,测试了不同荷载组合下结合梁截面的应力.研究结果表明:在设计荷载组合作用下,混凝土板与钢主梁间的相对滑移较小,剪力钉能有效抗剪,保证结构整体受力性能的要求;结合梁截面应力基本满足平截面假定,钢主梁以抗弯为主,混凝土板承担较大截面压力.      

梁格法在箱梁桥静载试验中的应用

通过实例分析梁格法在箱梁桥静载试验中的运用,并根据静载试验结果对梁格法空间杆系模型的建立进行了简要的探讨,旨在为同类研究提供一些有价值的参考.     

斜跨异型拱桥的设计与分析

斜跨异型拱桥造型新颖别致,适合于城市景观桥梁．文中以张家口通泰大桥为工程背景,介绍斜跨异型拱桥的设计方法,分析斜跨拱桥的静力特性和稳定性．建立空间有限元计算模型,分别得到拱肋和主梁在最不利荷载组合下的应力包络图,以及拱肋在各阶段的稳定系数．计算结果分析得到,由于吊索不平衡水平分力和风荷载作用,横向荷载是斜跨异型拱的控制荷载．