超大直径泥水盾构接收关键技术

以南京纬三路过江通道工程N线盾构接收施工为例,介绍软土地层超大直径盾构接收施工工艺。提出一种新型的盾构接收洞门密封结构形式,采用弹簧钢板束结构代替传统密封结构,避免了常规洞门密封结构易损坏、操作不便的缺点;设计制作用于加强洞门封堵注浆的特殊管片,实现了良好的洞门封堵效果,可为今后类似工程提供一定借鉴。     

抗滑桩对洞门整体稳定性的影响研究

为了解决隧道洞门结构紧贴路基桩时条带理论进行稳定性验算结果过于保守的问题,以某单线铁路隧道明洞门设计为例,利用ANSYS软件对该隧道明洞门在主动土压力作用下进行静力分析,提出了一种有别于条带理论的整体稳定性分析方法。主要研究内容和结论如下:1)当洞门结构外有桩体对洞门变形进行约束时,传统的条带检算理论过于保守,将整个力系一并考虑进行整体稳定性分析,在满足相同安全系数的基础上,可以降低圬工和施工难度,提高设计的技术经济合理性;2)当洞门结构紧贴路基桩,且桩洞净距小于3倍桩径时,桩对洞门稳定性的提高作用明显,当桩洞净距扩大时,稳定安全系数减小,当净距为3~4倍桩径时,安全系数不满足规范要求。     

高速公路隧道洞门稳定性三维数值研究

针对隧道洞门受力复杂、施工设计难度大的特点,以厦蓉(厦门—成都)高速公路汝郴(汝城—郴州)段半江子隧道为依托工程,建立了半江子隧道洞门的三维力学模型,通过分析隧道围岩的应力、位移和塑性区的分布特征,得到了隧道洞门和明洞段的力学特征和变形规律,为高速公路隧道洞门的优化设计提供参考和借鉴。     

基于CATIA的高速铁路隧道洞口复杂结构模型建模

为了缓解高速列车进入隧道产生的空气动力学问题,需突破常规的隧道洞门结构形式,从而造成高速铁路隧道洞门结构的复杂性,这对进一步进行相关分析和设计施工带来较高的难度。借助现有二维CAD平剖面工程图,提出利用CATIA的Sketch Tracer功能建立复杂洞门结构的三维造型图的方法。该方法便于实现,且利用该方法建立的三维模型也能较好吻合原有工程设计参数,这对于进行三维造型展示以及对后续的CFD(Computational fluid dynamics)工作有重要意义。     

一种特殊型式公路隧道洞门的设计

为了满足隧道洞口景观设计的要求，设计了一种特殊型式的公路隧道洞门，制作了计算机3D效果图和动画，指出了这些特殊型式隧道洞门的优点和特点，并用ANSYS5．6大型有限元软件对该结构的稳定性和结构内力进行了计算分析，该种型式隧道洞门受到建设单位和有关专家的一致好评，可为今后公路隧道洞门的设计提供参考和借鉴。     

北坪隧道合肥侧洞门下山坡的加固设计

西合线北坪隧道的合肥侧洞门开挖后,洞门上的山坡发生了崩塌,为保证列车的运营安全,采用了预应力锚索加固洞门下的山坡。本文简要阐述了山坡稳定分析及采用顸应力锚索加固山坡的设计计算方法。     

高速公路路堤基底承载力计算方法分析

基于高速公路路基基底应力的三种计算方法，即比例荷载法、等效荷载法、三维数值分析软件FLAC3D，对高速公路路堤基底承载边进行计算。通过计算结果的对比分析，归纳了路基基底应力随着路堤高度和基底软土厚度变化的分布规律，并提出了路基基底应力的计算公式，可作为路基基底承载力或软基清淤的量化评定，避免人为地判断地基处理合格性。     

山岭隧道洞门段衬砌结构动力响应及震害机理研究

以汶川地震中遭遇严重破坏的烧火坪隧道为背景,建立三维有限元数值模型研究洞门浅埋隧道结构在地震作用下的动力响应特性。同时,为真实反映岩土体及混凝土衬砌结构在强震作用下的屈服变形及损伤破坏过程,在数值计算中引入Drucker-Prager屈服准则及混凝土损伤本构模型。根据数值计算结果对衬砌应力响应及结构损伤破坏分布特征等进行分析,并与现场震害模式进行对比讨论。研究结果表明:隧道洞门浅埋区域主要以拱腰及拱肩区域的受拉破坏为主,结构稳定性及破坏主要受第一个地震动峰值段控制;破坏程度随着隧道纵深的增大而逐渐降低,并在距离洞口约40 m处趋于稳定;隧道拱腰两侧围岩屈服破坏导致刚度降低是造成衬砌拱腰应力增大及破坏的主要原因。     

黄土地区重力式挡土墙基底处理措施的研究分析

基于榆佳高速公路工程,针对黄土地区重力式挡土墙基底地基容许承载能力不足问题,提出了换填法、钢筋混凝土底板、冲击碾压、重锤夯实等不同的基底处置方案.从理论计算着手分析了不同方案的处置结果,并应用土力学原理计算分析了基底下土中应力情况.分析结果表明,换填法对基底应力改善有限,钢筋混凝土底板能够有效减小基底应力,钢筋混凝土底板和重锤夯实结合能使基底压应力和地基容许承载能力得到双重改善.     

西安地铁穿越湿陷性黄土层处理原则与措施研究

西安地铁临潼线的部分地铁车站与区间隧道穿越自重湿陷性黄土场地。为研究黄土地层处理的判断原则以及处理措施,分析研究地铁工程基底的受力条件以及环境变化可能性,提出地铁工程基底湿陷可能性判断原则与方法。对西安地铁临潼线的湿陷可能性进行判断,对黄土湿陷变形及结构应力进行建模计算,分析地铁工程不同连接部位处受力变形情况及结构发生应力应变特征,进而提出地铁车站、暗挖隧道和盾构隧道工程的处理措施。为该段地铁工程的设计与施工提供了科学依据,也可为其他类似工程提供参考。     

隧底溶洞处理后衬砌的受力分析

隧道底部溶洞处理时,存在填充物弹性模量大于围岩弹性模量现象,影响衬砌受力状态,可能导致裂缝的产生。针对这一问题,以温克尔弹性地基梁理论为基础,对溶洞处理后衬砌的内力和位移进行计算,并结合数值模拟结果进行对比分析。主要研究结论如下： 1）溶洞填充物对衬砌起支撑作用,引起溶洞与围岩交界处附近出现较大剪力和弯矩; 2）溶洞段衬砌拉应力增大较快,应加强此段衬砌结构的配筋,加设抗弯和抗剪钢筋,提高结构抗拉及抗剪能力,达到抑制裂缝产生的目的; 3）确保溶洞填充物尽量与围岩弹性模量相近,交界处介质的弹性模量连续递变,以改善溶洞段衬砌的不利受力状态。     

武汉杨泗港长江大桥猫道设计

武汉杨泗港长江大桥为主跨1 700 m的单跨双层钢桁梁悬索桥,猫道采用三跨连续式无抗风缆猫道结构体系,猫道中跨跨度1 700 m.猫道主要结构包括猫道承重索、门架支承索、扶手索、猫道面层、猫道门架系统、横向天桥、猫道索转向系统以及锚固调节系统等.猫道面宽4.0m;猫道承重索由10根φ56 mm钢丝绳组成,通过精轧螺纹钢...     

罩棚门式刚架钢锚箱受力性能分析

天津京津塘高速公路机场收费站罩棚结构形式为带水平拉索的钢箱截面拱形两铰门式刚架,其中拉索锚固采用了钢锚箱的形式。钢锚箱式锚固形式构造复杂,受力集中,是控制设计的关键部位。针对钢锚箱的布置方式,提出了两种布置方案;对两种布置方案进行了有限元局部受力分析,并对分析结果进行对比;根据对比结果对钢锚箱布置形式进行了选择。     

大跨度软岩公路隧道仰拱承载性能及安全性研究

以陕西宝汉高速公路连城山隧道(双洞六车道)绿泥石片岩段为例,分析了大跨度软岩公路隧道仰拱病害原因,建立了隧道仰拱的弹性地基曲梁模型,推导了仰拱结构内力、仰拱地基反力等计算公式,分析了原设计仰拱二次衬砌极限承载力和受力规律,评价了原设计仰拱结构安全性;在此基础上,探讨了各仰拱参数对仰拱极限承载力的影响规律及敏感度,计算了参数变更后仰拱二次衬砌的极限承载力,并结合仰拱受力测试,进一步考察了参数变更后仰拱结构安全性。结果表明：隧道墙脚以沉降变形为主,导致仰拱两端承受很大的竖向荷载,而原设计仰拱本身承载力较弱,加上仰拱地基软弱并且受地下水的软化效应和高应力下的蠕变效应影响,是连城山隧道仰拱开裂破坏的主要原因;仰拱最危险截面距离仰拱端部约为半幅仰拱相应圆心角的1/5~1/4处,即位于墙脚附近,与现场观察到的墙脚附近仰拱回填开裂、仰拱与仰拱回填脱离等破坏现象一致;增大仰拱厚度、减小仰拱半径、增大仰拱钢筋直径和减小仰拱钢筋间距均能显著提高仰拱极限承载力,其中减小仰拱钢筋间距的效果相对最为显著;而由于仰拱最危险截面的受压区高度很小,提高混凝土强度等级对于改善仰拱整体安全性并不显著;参数变更后的仰拱二次衬砌采用C35钢筋混凝土,厚度为1 m,半径约为13.4 m,钢筋直径为28 mm,钢筋间距为20 cm,极限承载力可达原设计的3.6倍以上,结构安全性大幅提高;为提高材料利用率,建议仰拱混凝土强度等级采用C30。     

大跨度钢桁梁顶推施工横向抗倾覆研究

桥梁的施工方法发展至今已不再是原来的单一选择，而是采用多种施工方法比对后的最优解，受限于地形、营运线等诸多因素的影响顶推施工成为许多钢结构桥梁施工的第一选择，因此对大跨度钢桁梁顶推施工的研究越来越重要。以滨州市某100 m钢桁梁顶推施工工程为例，基于有限元软件MIDAS/Civil对顶推施工过程中关键杆件的应力和挠度进行模拟分析并对钢桁梁的横向抗倾覆稳定性进行了参数化分析。结果表明：钢桁梁顶推施工过程中关键杆件的应力和挠度满足规范要求；钢桁梁的横向偏移对其抗倾覆稳定性影响较大；当风力等级大于6级时，对横向抗倾覆稳定系数有较大影响。     

黄墩大桥索塔锚固区传力途径和受力分析

为验证索塔锚固区设计的合理性,了解索力在锚固区的传递途径以及主要板件的受力特点,通过全真的实体有限元模型对黄墩大桥索塔锚固区进行了计算分析。计算结果显示:锚固区的索力传递途径明确,能适应斜拉桥的受力特点;钢横梁两端受压,中间受拉,除锚固板与腹板的连接焊缝附近有应力集中现象外,其余板件的应力值均小于材料屈服强度;混凝土塔壁主拉应力较小,配置普通钢筋即可,不必设置环向预应力筋;位于牛腿焊缝附近的剪力钉受力较大,通过加密调整后满足受力要求。上述结果表明黄墩大桥索塔锚固区设计合理、实用,能满足结构受力需要。     

哑铃形钢管拱缀板加固方案研究

分析了液态混凝土压强对钢管结构的作用,指出了哑铃形钢管拱先圆管后腹腔灌注顺序的合理性,提出了缀板采用对拉杆加固的方案,并分析了对拉杆间距、直径、材质等对缀板位移和应力的影响。     

狭小场地条件下地下连续墙桩式配筋设计与应用研究

为克服狭小场地条件下地下连续墙钢筋笼施工困难的问题，提出一种新型地下连续墙配筋形式，并将其命名为“桩式墙”。首先，通过公式推导对桩式墙进行设计； 然后，对其施工过程进行数值模拟，并将数值模拟结果与监测结果进行对比分析；最后，形成桩式墙结构的设计方法，并以抗弯性能为切入点对比桩式墙结构、传统地下连续墙结构及支护桩结构的优缺点。研究结果表明： 与传统地下连续墙结构相比，同等情况下应用桩式墙结构需使用1.27~1.58倍的纵向钢筋，但可使施工期间的灵活性大幅提升，可在狭小或复杂场地深基坑围护结构设计与施工中应用。     

极高地应力软岩隧道双层支护技术

兰渝铁路两水隧道洞身主要通过炭质千枚岩软岩地层,隧道为极高地应力状态,最大水平主应力值为6.5~11.3 MPa。施工前期,隧道初期支护结构变形较大,部分钢拱架扭曲、断裂,支护结构失稳,初期支护结构侵入衬砌净空,拆换拱情况频繁发生,局部地段二次衬砌开裂。针对前期施工中出现的问题,分别开展双层初期支护和双层衬砌试验,对试验段初期支护变形、围岩压力、接触压力、钢架应力、钢筋应力、混凝土应力等进行现场试验研究,掌握试验段设计及施工参数条件下,隧道支护和衬砌结构受力和变形规律。主要研究结果如下:1)双层初期支护变形相对较小,喷混凝土应力、钢架应力、二次衬砌混凝土应力及二次衬砌钢筋应力均未超过材料的容许应力,工作状态良好;2)双层初期支护可减少绑扎钢筋的工序,不需要再另增衬砌台车,在工序组织上更加便利,工效性相对较高。     

波纹钢板在隧道明洞结构中的应用研究

为研究波纹钢拱圈式隧道明洞结构的力学性能,为该类型隧道明洞结构的应用提供理论依据,以某隧道窗孔式明洞为工程背景,采用有限元数值模拟方法进行受力分析。首先,分析明洞结构中基础底座、混凝土拱圈和波纹钢拱圈的应力分布特点;其次,从弯矩、轴力和位移3个方面研究波纹钢板的厚度对该明洞结构受力的影响;最后,从弯矩、轴力和位移3个方面研究钢拱圈不同矢跨比对该明洞结构受力的影响。研究结果表明： 1）基础底座的内外墙根部截面应力较大,为结构受力最不利位置,混凝土拱圈和波纹钢拱圈在拱脚和拱顶附近位置处受力较大; 2）随着波纹钢板厚度的增加,内外墙底部截面的弯矩均有所减小;外墙底部截面的轴力有所减小,而内墙底部截面的轴力有所增加;钢拱圈的横向和竖向位移均有所减小; 3）随着钢拱圈矢跨比的减小,内外墙底部截面的弯矩不断增加,且内墙底部截面弯矩增加更为明显;内外墙底部截面的轴力不断减小; 钢拱圈的横向位移不断减小,竖向位移出现先减小后增加的趋势。