新近回填土地层隧道方案研究与分析

为解决新近回填土地层修建隧道及山区沟谷地形厚层回填土明洞基底处理的难题,依托巫山县早阳隧道开展研究工作。首先,对回填土地层隧道暗挖方案和明洞方案进行详细介绍和综合比选; 然后,将旋挖钻孔灌注端承桩与钢筋混凝土底板组成的桩板结构用于山区沟谷地形明洞基底回填土处理; 最后,针对明洞衬砌顶部承受的厚层回填土荷载及上方交叉市政道路荷载,对明洞衬砌结构进行设计计算,并对明洞回填材料及回填工艺提出要求。结果表明: 1)新近回填土地层隧道明洞方案具有工程难度低、施工安全风险小、工程造价低、工期可控的优势。2)旋挖钻孔灌注端承桩与钢筋混凝土底板形成的桩板结构对于山区沟谷地形厚层新近回填土具有良好的适应性,安全高效,能够较好地解决明洞基底承载力不足及沉降问题。3)合适的回填材料及合理的回填工艺对厚层回填土明洞衬砌结构有重要的保护作用。     

偏压荷载对箱型明洞受力影响及设计要点

为研究偏压荷载对箱型明洞结构受力影响，为该类明洞结构的设计提供理论依据，以某道路开孔箱型明洞工程为例，采用ANSYS有限元数值模拟方法进行计算分析,综合研究结果表明： 1）偏压回填箱型明洞靠山侧墙底部和外侧墙顶部受力较大，设计配筋时需要加强； 2）靠山侧墙背回填土侧压力对明洞结构受力影响较大，改善回填材料内摩擦角大小可以有效降低明洞结构内力，当内摩擦角增大到47°时最为经济； 3）可以通过在明洞洞顶回填EPE的方式减轻洞顶冲击荷载，降低明洞内力，最优回填厚度为0.9 m。     

高速公路隧道明洞合理回填坡率与厚度分析

结合某高速公路隧道工程实例,以隧道进出口拱形明洞为研究对象,分析了明洞各典型截面在不同回填坡率、不同回填厚度下的内力变化规律及差异,并以拱顶截面安全系数为标准分析总结了各回填坡率下最大回填土厚度,计算结果具有一定普遍性。无特殊构造要求的明洞结构,洞室形状尺寸与该工程类似的均可根据洞顶回填坡率确定最大回填土厚度。     

某铁路明洞拱部裂缝成因分析

某双线铁路明洞结构拱部产生纵向裂缝,为分析该明洞拱部裂缝产生的原因,对裂缝分布情况及裂缝形态进行分析,拱部裂缝宽度与回填土石厚度存在正相关性,裂缝宽度随回填土石厚度增加而增大;当回填土石厚度为15 m时,裂缝宽度为0.55~1.00 mm。通过对明洞施工数值计算分析认为： 当回填土石厚度小于5 m时,随着拱顶回填土石厚度的减小,拱顶拉应力增大,此时施工动载对明洞结构受力影响较大;边墙回填密实度对拱顶拉应力影响显著,密实度为60%时,拱顶拉应力值为完全密实时的1.44倍,且已超出结构极限强度。综合分析认为,回填土石施工时机不当及边墙回填不密实是导致该明洞拱部产生裂缝的主因; 提出明洞结构设计计算应纳入施工动载,施工应严格掌控回填土石施作的时机,同时应加强建设管理等。     

强震区隧道明洞结构抗震设计研究

本文探讨了强震区域采用大偏压高填土明洞方式来减少落石对洞顶的冲击作用和堆积作用可行性,并采用有限元程序模拟大偏压高填土隧道明洞结构的受力,分析了冲击荷载作用下明洞结构承载情况,提出了明洞抗震设计重点。     

强震区隧道明洞结构抗震设计

本文探讨了强震区域采用大偏压、高填土明洞方式来减少落石对洞顶的冲击作用和堆积作用的可行性,并采用有限元程序模拟大偏压、高填土隧道明洞结构的受力,分析了冲击荷载作用下明洞结构承载情况,提出了明洞抗震设计重点。     

土工格室处治山区高填方加宽路堤试验研究

结合高速公路拓宽工程,采用弹塑性三维数值方法,借助三维薄膜单元模拟土工格室,分析山区高填方加宽路堤的位移与沉降规律,提出优化的格室处治方案,同时进行了现场试验,分析格室处治后路堤深层侧向位移与沉降规律。结果表明:数值模拟与现场试验结果规律相符,高填方路堤在加宽路基自重荷载作用下竖向位移主要集中在加宽路堤的中上部,侧向位移从路基顶面到底部逐渐减少。受上部路堤土俯冲荷载作用,加宽路堤底部侧向位移相对附近土体较大。格室可有效减少高填方加宽路堤的侧向变形及扩散荷载传递。     

循环荷载下高填方风积沙路基变形规律研究

交通运输日益呈现高速化、重载化及大流量化的趋势,车辆传递给道路结构的循环荷载效应日益显著,明确循环荷载下高填方风积沙路基变形规律是其合理应用的关键。以新疆阿乌高速公路某标段为依托,通过分析现场监测站数据和室内动三轴试验,揭示在循环荷载下高填方风积沙路基的变形规律,对比分析现场观测站的路基沉降数据和室内试验结果,得出以下结论：高填方风积沙路基在施工完成后初期的压缩变形量很大,工后一段时间后沉降量较小且沉降变形逐渐趋于稳定。工后沉降量约为路基高度的0.3%;高填方风积沙路基的沉降量与其竖向填筑高度基本成正比。高填方风积沙路基沉降变形规律说明其工后沉降不会过大。     

温度荷载作用下混凝土箱梁桥剪力滞效应分析

采用有限元法对大跨混凝土箱梁桥在温度荷载及自重作用下的剪力滞效应进行了分析,结果表明,在温度作用下,箱梁翼板底面存在着较为严重的剪力滞现象,并获得了箱梁在温度荷载作用下剪力滞效应的一般规律和初步结论。     

多层边坡荷载作用下超高边坡稳定性有限元分析

近年来我国高速公路上的超高路堤数量呈上升趋势,其稳定性也备受关注。本文采用有限元强度折减法,应用大型有限元分析软件ANSYS对超高填方路堤及多层荷载作用下的超高路堤的边坡稳定性进行分析,分析边坡荷载对不同高度的超高路堤的边坡稳定性影响的变化情况,最终研究得出高边坡在多层边坡荷载作用下的稳定性随高度变化的规律。     

基于CFD方法的大跨高墩刚构桥梁风荷载数值识别

针对峡谷地区典型特大跨高墩桥梁结构风荷载的不确定性问题,采用计算流体动力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)方法,对大跨变截面主梁和超高双柱薄壁桥墩的风荷载进行数值识别。研究不同气流攻角对主梁结构风荷载的影响、不同气流风偏角对超高薄壁墩风荷载的影响、考虑尾流干扰效应的双柱薄壁桥墩气动力变化过程。同时,从气流作用微观角度分析了气流对大跨高墩刚构桥梁结构风荷载的作用机理。通过数值计算,为设计人员进行大跨高墩桥梁风荷载的取值提供了参考,对目前我国相关桥梁设计规范的缺陷进行了有效的补充。     

地下管道对城市道路路基沉降的影响分析

针对地下管道对城市道路路基沉降产生重要影响,以有限元理论为基础,通过改变地下管道埋深、沟槽回填土的弹性模量,采用大型通用有限元软件MSC.MARC,在路基路面车辆荷载作用下,分析了地下管道对城市道路路基沉降影响规律。分析结果表明:在车轮荷载作用下,当开挖回填土的模量大于路基土的模量时,随着管道埋深的增大管道正上方路基沉降呈线性降低;回填土模量在小于400 MPa时,减小回填土模量对降低路基沉降效果好。当回填土模量增大到400 MPa以后,对减少路基沉降意义不大。     

某特大桥桥墩沉降原因分析和处治对策

运营阶段桥梁发生下沉病害的原因有很多，除因地层滑动原因外大多与地基承载力关系密切。通过对桥下回填厚层杂填土引起桥墩下沉的变形规律分析以及对回填土沉降产生的附加荷载的计算，认为造成某特大桥桥墩下沉的主要原因是基础承受了太大的附加荷载。通过沉降分析，认为当前变形已经趋于稳定。但为了大桥运营安全，建议继续进行沉降监测，并且做好相应之处的排水通道。     

隧道穿越大型溶洞处治技术的探讨

某隧道在开挖过程中出现大型溶洞,且溶洞与地下暗河相通,经比选确定采用架桥的方式跨越溶洞,桥梁上部隧道采用明洞离壁式衬砌结构。在冲击荷载作用下对衬砌厚度进行了计算和分析,并采用Midas数值计算软件对处治方案进行计算,由计算得出桥桩、桥墩位移及应力均满足要求,验证了处治效果的合理性。     

大跨钢桁拱桥悬臂施工法抗倾覆压重控制技术

大跨钢桁拱桥采用悬臂法施工,中跨大悬臂施工过程中,结构倾覆力矩大,为确保结构稳定安全,需按规范要求进行压重设计。该文依托珠海横琴二桥主桥施工工程,对抗倾覆性压重控制技术包括抗倾覆系数计算原理、压重实施方法进行详细阐述分析,建立全桥施工有限元模型,综合考虑风荷载作用以及边跨杆件受力情况对关键施工工况进行倾覆计算分析,确定最优压重方案。     

水平条分法在贴坡高填方路堤稳定性分析中的应用

结合山区高速公路建设的实践,采用足尺模型试验,得出荷载作用下斜坡地基上高填方路堤滑动破坏面出现的位置及形态,并测定了其相应的极限承载力。通过对层状边坡稳定性计算方法的研究,提出了斜坡地基上高填方破坏面为折线时的极限平衡水平条分法,并推导了计算其安全系数和极限承载力的理论公式。结果表明:利用极限平衡水平条分法分析斜坡地基上高填方路堤稳定性不仅简单可行,且具有较高的可靠性和计算精度。     

T型刚架的内力计算

本文将多次超静定的T型刚架转化为二次超静定结构,从而对任意多跨T构均只要解答一组二元方程,并直接给出了在竖直荷载和水平荷载作用下各截面内力的简捷的直接的表达式。在算例中表明本文方法比文献[2]给出的方法减少计算工作量50％以上。     

高填方机场下穿通道土压力的分布规律

为研究填土及道面自重荷载、施工车辆荷载作用下通道侧壁和路基内的土压力特征,对我国贵州某机场下穿通道开展高填方机场下穿通道侧壁土压力测试,通过对比根据土压力盒实际测得的压力值与根据填土厚度计算得到的值,进行处理分析。试验结果表明:无荷载作用时,回填高度越高,土压力值越大,且增大的幅度与填土厚度近似为正比关系;随着回填土厚度增加,α值沿回填方向的分布因填土厚度的增大而由初始的近似线性递增趋势转变为一条近似趋于稳定的直线,填土厚度越高,α值越趋近于0.1～0.15;荷载作用下,埋设较浅的土压力盒对压力值的变化更为敏感,荷载影响深度大约为1.52～2.81 m;车辆行驶方向对土压力的大小无明显影响。     

动水对深水大跨刚构桥地震响应影响

深水大跨刚构桥在地震荷载作用下,水下结构部分与周围水体之间相互作用必然导致结构受到水体运动产生的动水力的作用.在已有Morison动水理论的基础上,利用深水大跨桥梁在动力荷载作用下的动水力简便计算方法,以某一大跨深水刚构桥为对象,分析了动水对刚构桥结构动力特性和地震反应的影响.主要结论有:水与刚构桥下部结构相互作用将使...     

隧道明洞洞顶合理填土高度研究

为分析明洞洞顶合理填土高度，采用结构分析软件ANSYS建立荷载一结构模型，对不同填土高度下明洞衬砌结构变形、受力和安全性进行计算分析，给出了结构安全系数，得出了明洞衬砌结构的洞顶合理填土高度。