沉管隧道结构构件耐火试验研究

依托国家科技支撑计划项目,自行设计建立了高温烧蚀试验平台,并针对沉管隧道特点,通过采用C50混凝土制备的局部1∶1结构试验构件,以及不同的耐火保护技术(防火板与防火涂料)和不同的耐火保护方案进行了构件的高温烧蚀试验。文章通过试验分析,得出了在满足HC或RABT升温曲线条件下,适于受火2 h的混凝土结构的耐火保护技术方案,同时还针对实际工程提出了实用性的建议。     

高温环境下钢筋混凝土结构温度传播规律研究

高温环境下钢筋混凝土结构的力学性能会出现不同程度降低,严重影响结构的使用寿命,而钢筋混凝土结构内的温度分布规律是分析构件抗火性能和维修加固的依据.鉴于此,文章依托成都市某装配式隧道工程,基于该隧道工程钢筋混凝土衬砌实际情况,采用室内耐火试验,研究高温环境下钢筋混凝土结构内温度传播规律.根据室内试验成果,采用数值模拟方法...     

高寒地区隧道衬砌防火保温装饰设计

高寒地区隧道隧道衬砌因低温冰冻作用发生衬砌开裂等多种病害,危及行车安全并导致频繁维修.本项目以实体隧道工程为依托,采用防火、保温、装饰相结合的方法,提出了采用聚氨酯保温隔热层加防火板的内装设计方案,可有效保护隧道二衬的混凝土层不受极端气候的影响而发生粉化脱落,20 mm厚度保温效果可以达到60 mm厚的无机纤维喷涂保温效果,并且在有火势的情况下形成隔热层,防止钢筋混凝土在火灾中迅速升温而降低强度.经测试,聚氨酯保温隔热层不仅能起到防火、隔热、防止垮塌的作用,且经久耐用,可提供至少25年的保用期从而保证隧道的安全,延长使用寿命.     

大直径盾构铁路隧道火灾温度荷载及结构内力特性研究

为了得到大直径铁路盾构隧道非均匀火灾场景下的温度荷载及结构内力特性变化规律,文章首先运用火灾动力学软件FDS建立考虑火区通风的列车火灾模型,研究衬砌受火面温度荷载分布;其次通过有限元软件ANSYS建立考虑内部结构的热力耦合模型,着重研究隧道衬砌及内部结构的变形、温度分布以及内力变化.结果表明:考虑火区通风的单洞双线铁路...     

火荷载下沉管隧道的温度场分析

文章以上海外环线越江沉管隧道为背景,用通用有限元程序模拟火荷载作用下沉管结构的瞬态温度场的变化情况.文中采用三维有限元模型,分析温度场在不同时间和空间的发展变化情况,从而更直观地掌握温度在隧道横截面上的分布情况,可为隧道的防火设计和救灾工作提供依据.分析中考虑了混凝土热工参数随温度变化的非线性关系,并把分析结果与试验数据进行了比较,从而得出了比较合理的分析方法和参数设置.     

隧道钢管混凝土复合支护结构承载特性研究

为研究钢管混凝土复合支护结构变形破坏特征及承载机制，考虑拱架-混凝土粘结滑移特性，在支护结构典型破坏模式的基础上，开展支护结构纯弯室内试验及精细化数值模拟研究，对试件在弯矩作用下的力学响应进行深入分析，明确拱架布设位置、喷射混凝土强度、钢筋网直径及保护层厚度等参数对结构承载性能的影响规律。结果表明，钢管混凝土无钢筋网试件（SRCS-FW）强度较低，混凝土迅速开裂后与拱架发生滑移破坏，钢管混凝土双层钢筋网试件（SRCS-FS）变形效果较好，呈现较好的后期承载特性；SRCS-FS试件临界滑移破坏强度较高，其极限弯矩比SRCS-FW试件极限弯矩高40.9%；构件弹性变形阶段拱架、钢筋网、混凝土三者协同作用效果明显，开裂阶段试件拉力主要由受拉侧钢筋网和拱架分担，压力由拱架和受压区混凝土分担；支护结构参数设计要综合分析其承载性能、经济性及工程经验和施工便利性。     

马蹄形隧道初期支护结构力学及变形性能足尺试验研究

针对马蹄形隧道初期支护结构，采用足尺试验，通过埋设传感器对结构内力、结构表面应变及变形进行监测，分析了钢拱架与喷射混凝土初期支护结构的承载能力和变形性能。研究结果表明：（1）在弹性阶段，支护结构各截面所受弯矩和轴力关于结构中性轴左右对称，对应的径向位移幅值较小。（2）在塑性阶段，随着外加荷载的增加，支护结构的弯矩和轴力快速增大；支护结构呈现“拱底外凸，拱腰内凹”的变形状态，且近似关于中性轴左右对称。（3）支护结构最终在右拱肩型钢连接处失效破坏，破坏位置处混凝土与型钢呈大范围剥离状态，裸露的型钢外凸发生弯折破坏，结构极限承载力约为设计荷载的1.32倍。     

聚脲喷膜材料在隧道衬砌掉块病害整治中的试验研究

针对传统掉块病害整治工艺施工工序复杂、劳动强度大、施工速度慢、工效低和费用高等缺点，提出采用聚脲喷膜材料对隧道衬砌掉块病害进行整治。通过对聚脲喷膜材料承受掉块自重和空气动力学荷载的理论分析，以及现场建立隧道衬砌模型的实测试验，重点研究了聚脲喷膜材料的粘结强度和拉伸强度。试验表明，在试块自重和空气动力学效应约14 t荷载的共同作用下，厚度为5 mm的聚脲喷膜材料未发生拉伸断裂破坏，能够承托住衬砌掉块；加载过程中试块周边一定范围内的喷膜材料发生了剥离，表明剥离范围内喷膜聚脲材料与隧道衬砌混凝土表面之间粘结强度逐步降低。为防止隧道衬砌拱部掉块，可采取增加喷膜材料与混凝土之间的粘结强度或增加喷膜材料厚度等措施。