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隧道装配式预制仰拱结构选型研究
1
作者 李煊栋 《铁道建筑技术》 2024年第8期149-152,196,共5页
对钻爆法隧道装配式预制仰拱结构选型设计进行研究。对比3类8种断面仰拱的力学性能,初步选择减重较多、力学性能较合理的3种断面并进行有限元分析。通过对整体模型和预制仰拱单块模型的对比研究,得出预制仰拱在施工机械荷载下的强度及... 对钻爆法隧道装配式预制仰拱结构选型设计进行研究。对比3类8种断面仰拱的力学性能,初步选择减重较多、力学性能较合理的3种断面并进行有限元分析。通过对整体模型和预制仰拱单块模型的对比研究,得出预制仰拱在施工机械荷载下的强度及稳定性。结合计算结果提出最优断面型式,采用该断面型式的仰拱预制块相较于原设计,重量减少8.78 t,减少百分比43.9%,按承载力及正常使用极限状态设计均能满足要求。对其经济性进行分析对比,UHPC混凝土材料费用与原设计基本持平,当预制仰拱采用15 cm厚的UHPC板时,应力集中明显减少,塑性区域也较为合理和安全,可以作为预制仰拱的推荐型式。 展开更多
关键词 装配式 预制仰拱 结构选型 有限元分析 UHPC
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公路隧道装配式仰拱接头变形破坏规律
2
作者 王迎超 徐杭 +2 位作者 雷雅婷 周鑫 郝英 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期58-69,共12页
接头部位是公路隧道装配式仰拱受力最薄弱的部位,研究接头的力学性能意义重大。首先,预制仰拱采用弯螺栓连接,通过室内试验研究不同轴力分级加载过程中接缝张开量、竖向位移、接头附近表面混凝土应变等变化规律。然后,建立装配式仰拱接... 接头部位是公路隧道装配式仰拱受力最薄弱的部位,研究接头的力学性能意义重大。首先,预制仰拱采用弯螺栓连接,通过室内试验研究不同轴力分级加载过程中接缝张开量、竖向位移、接头附近表面混凝土应变等变化规律。然后,建立装配式仰拱接头的三维精细化有限元模型,模拟接头连接形式及接触状态,研究不同轴力-弯矩组合荷载作用下装配式仰拱接头变形、竖向位移以及混凝土应力发展规律。研究结果表明:室内试验和数值模拟获得的弯螺栓抗弯性能具有很好的一致性,且接头破坏过程特征也基本一致,即从接缝靠近施力侧压紧,到对侧张开,再到接头靠近施力侧表面混凝土先产生裂缝,紧接着侧面裂缝斜向上方发展逐渐贯通至顶面,混凝土压坏,最终接头破坏;接缝最大张开量和接头转角随着弯矩的增大,先线性增大后曲线形增大;轴力相同时,接头抗弯刚度随弯矩增加而减小;弯矩一定时,接头抗弯刚度随轴力增加而增加。研究成果可为公路隧道装配式仰拱接头设计及力学性能分析提供参考。 展开更多
关键词 隧道工程 装配式仰拱 模型试验 破坏特征 接头转角
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矿山法隧道预制仰供与边墙连接型式的受力特征比较
3
作者 杨斌 《国防交通工程与技术》 2024年第1期18-23,共6页
在矿山法隧道工程中,采用预制仰拱的方法可以加快施工速度、减少病害等,其中预制仰拱与隧道边墙的连接型式对隧道结构的安全性和施工的可操作性有影响。采用数值模拟方法,研究了平面连接、碗扣式榫槽连接、方形榫槽连接、螺栓连接或预... 在矿山法隧道工程中,采用预制仰拱的方法可以加快施工速度、减少病害等,其中预制仰拱与隧道边墙的连接型式对隧道结构的安全性和施工的可操作性有影响。采用数值模拟方法,研究了平面连接、碗扣式榫槽连接、方形榫槽连接、螺栓连接或预留钢筋连接和现浇二次衬砌连接等五种预制仰拱与隧道边墙连接型式的接头力学特性。研究表明:螺栓连接较为可靠,其力学特性与整体现浇类似,但施工较为复杂;方形榫槽连接型式力学特性虽弱于螺栓连接,但也满足强度要求,且施工方便,推荐采用方形榫槽连接。研究成果可为矿山法隧道预制仰拱与隧道边墙连接的设计与施工提供参考。 展开更多
关键词 矿山法隧道 装配式仰拱 连接型式 接头 力学性能
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公路隧道装配式仰拱结构形式优化设计 被引量：1
4
作者 刘泾堂 王迎超 +4 位作者 邱成虎 曲龙 袁文广 杜耀辉 郝英 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期55-64,共10页
为研究公路隧道装配式仰拱结构形式及其受力变形特征,基于收集的国内外不同装配式隧道结构应用案例,对钻爆法公路隧道预制仰拱结构形式进行优化设计,并分析了其受力特征;针对钻爆法公路隧道断面特点,以甘肃省某高速公路隧道工程为例,从... 为研究公路隧道装配式仰拱结构形式及其受力变形特征,基于收集的国内外不同装配式隧道结构应用案例,对钻爆法公路隧道预制仰拱结构形式进行优化设计,并分析了其受力特征;针对钻爆法公路隧道断面特点,以甘肃省某高速公路隧道工程为例,从施工难度、施工速度、防排水能力、造价成本等方面对弧形、箱型预制仰拱结构形式进行综合比选,并分析了仰拱分块数量、仰拱厚度以及幅宽对箱型预制仰拱结构的最大位移、混凝土损伤破坏、钢筋应力的影响。结果表明:箱型预制仰拱为较为合适的仰拱形式,7分块、上部厚度20 cm、下部厚度40 cm、幅宽1.2 m的箱型预制仰拱结构形式最为合适;装配式仰拱和二衬结构调整,改善了隧道受力,对保证整体支护结构稳定作用明显。 展开更多
关键词 公路隧道 钻爆法 装配式仰拱 结构形式 数值模拟
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运营公路隧道底鼓病害快速处治技术 被引量：3
5
作者 宋建军 朱小明 +2 位作者 郑万鹏 杜源 李国虎 《中国建材科技》 CAS 2022年第1期109-113,共5页
部分运营公路隧道的底鼓处治对交通干扰较大。为了实现不中断或少中断交通,通过对运营隧道隧底缺陷与病害类型的归纳分析,总结可减少交通干扰的运营公路隧道底鼓快速整治技术体系,并提出预制装配式仰拱及填充层拆换技术思路。
关键词 隧道 仰拱底鼓 装配式仰拱
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公路隧道箱型预制仰拱变形破坏的模型试验研究
6
作者 王迎超 徐杭 +3 位作者 郝英 周鑫 刘泾堂 李元海 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1417-1426,共10页
基于自主设计的新型箱型预制仰拱结构,采用室内物理模型试验,结合数字照相量测技术,研究该箱型预制仰拱的力学特性及破坏模式,通过数值模拟研究实际工况中衬砌与仰拱共同作用的受力规律.结果表明:竖向荷载作用下产生的拉张效应是预制仰... 基于自主设计的新型箱型预制仰拱结构,采用室内物理模型试验,结合数字照相量测技术,研究该箱型预制仰拱的力学特性及破坏模式,通过数值模拟研究实际工况中衬砌与仰拱共同作用的受力规律.结果表明:竖向荷载作用下产生的拉张效应是预制仰拱裂纹产生及发展的主要原因,水平压力对预制仰拱的裂纹发展作用不明显.预制块接缝处以及各个预制块中柱转角处是预制仰拱结构的最薄弱部位,接缝处和转角处影响预制仰拱结构的安全.预制仰拱位移变化关于中轴部位呈对称分布,位移由大到小依次为中间预制块、左1预制块、左2预制块、左3预制块.箱型预制仰拱破坏可以分为加载压密、弹塑性变形和塑性破坏3个阶段.当仰拱与衬砌共同作用时,仰拱的上部主要承受拉应力,仰拱的下部主要承受压应力.试验结果表明,所设计仰拱结构具有良好的受力性能. 展开更多
关键词 公路隧道 箱型预制仰拱 室内模型试验 仰拱裂隙 仰拱接头
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高速铁路预制箱梁过小半径曲线隧道运架方案研究 被引量：6
7
作者 蒋海涛 钟建平 《世界桥梁》 北大核心 2021年第5期15-19,共5页
川南城际铁路某标段桥梁工程上部结构以预制箱梁为主,箱梁共433片,其中次架方向46片箱梁运架需经过平面半径仅1100 m的小半径曲线隧道。为确保架梁设备和预制箱梁顺利通过小半径曲线隧道,提出采用TTSJ900型隧道内外通用架桥机,搭配TTSJ9... 川南城际铁路某标段桥梁工程上部结构以预制箱梁为主,箱梁共433片,其中次架方向46片箱梁运架需经过平面半径仅1100 m的小半径曲线隧道。为确保架梁设备和预制箱梁顺利通过小半径曲线隧道,提出采用TTSJ900型隧道内外通用架桥机,搭配TTSJ900t型矮式运梁车的运架方案。对架桥机和箱梁过隧条件分别进行校核,确定采用分2层浇筑隧道仰拱填充工艺(第1层浇筑厚度111 cm、第2层浇筑厚度30 cm),并制定相关过隧保障措施。采用该运架方案,架桥机和箱梁均通过小半径曲线隧道后,按常规施工方法完成桥梁首孔、中间孔和末孔箱梁架设及架桥机过孔等施工。 展开更多
关键词 高速铁路 预制箱梁 小半径曲线隧道 架桥机 运梁车 隧道仰拱分层浇筑工艺 保障措施 运架方案
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预制装配式仰拱与衬砌接头直剪试验研究
8
作者 陈宗平 梁延 +1 位作者 叶培欢 张士前 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期654-667,共14页
装配式结构具有成本低、工期短和绿色施工等优点,因此中国正在大力推动装配式技术的应用.装配式技术应用于高速公路隧道建设中时,预制装配式仰拱与现浇衬砌接头处存在较大的安全隐患,容易发生剪切破坏.为了探究该类装配式结构接头处直... 装配式结构具有成本低、工期短和绿色施工等优点,因此中国正在大力推动装配式技术的应用.装配式技术应用于高速公路隧道建设中时,预制装配式仰拱与现浇衬砌接头处存在较大的安全隐患,容易发生剪切破坏.为了探究该类装配式结构接头处直剪受力状态下的抗剪力学性能,以接头的界面植筋率、界面尺寸和界面处理方式作为变化参数,设计并制作了21个“Z”字形试件开展直剪试验,观测了试件失效的全部过程以及破坏形态,获取了试件的剪切-滑移曲线,系统地分析了接头直剪力学性能的变化规律.结果表明:试件破坏分为植筋剪断和混凝土失效两种破坏形态;随着界面植筋率增加,试件极限抗剪承载力、延性和抵抗界面损伤演化的能力均随之提升;界面植筋率由0.7%增至1.1%时,极限抗剪承载力提升最大为66.4%;界面凿毛处理后试件的抗剪性能更优,其延性提升最大为41.5%;界面植筋率相同时,随着界面尺寸的增大,抗剪承载力随之提升,最大提升64.8%;试件抗剪性能存在一定的尺寸效应,界面尺寸较小试件的抗剪承载力随界面植筋率增加而提升的效果不显著.最后根据相关规范计算方法,基于试验结果和拓展的剪切-摩擦理论,提出了改进的预制装配式仰拱与现浇衬砌接头的抗剪承载力计算公式,计算值与试验值吻合度良好. 展开更多
关键词 预制装配式仰拱 衬砌接头 抗剪性能 抗剪承载力
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矿山法隧道装配式仰拱块吊装受力特征研究 被引量：2
9
作者 王飞 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2022年第12期79-85,96,共8页
研究目的:预制装配式结构具有施工速度快、机械化程度高、质量易于控制等突出优点.矿山法隧道采用全部装配式衬砌虽然还存在一些问题,但是仰拱部分采用装配式衬砌已有隧道进行尝试.当采用整体式仰拱装配式衬砌时,单个仰拱块的体积与重量... 研究目的:预制装配式结构具有施工速度快、机械化程度高、质量易于控制等突出优点.矿山法隧道采用全部装配式衬砌虽然还存在一些问题,但是仰拱部分采用装配式衬砌已有隧道进行尝试.当采用整体式仰拱装配式衬砌时,单个仰拱块的体积与重量大,预制和吊装过程中的受力问题应进行相关研究.本文以单线铁路隧道为工程背景,通过足尺试验和数值模拟的方式研究预制仰拱块在养护和吊装过程中的相关受力特征.研究结论:(1)浇筑后12~24 h,因水化热影响,仰拱块内部温度达到最高值,最大变化值为32.5℃;(2)养护期间钢筋和混凝土的应力变化主要受仰拱块内部温度变化的影响,顶板混凝土的拉应力普遍大于仰拱混凝土的拉应力;(3)仰拱预制块混凝土应适当采取措施降低水化热,避免养护期间产生过大拉应力导致表面开裂;(4)吊装过程中混凝土和钢筋应力变化不大,吊装过程中仰拱块不会发生破坏;(5)吊装时在顶板中点上侧混凝土压应力变化最大,在仰拱中点下侧混凝土拉应力变化最大,腹板和吊装孔处混凝土应力变化均很小,且实测变化值与模拟值基本吻合;(6)本文研究成果可为仰拱预制块设计、预制及吊装工艺的确定提供借鉴和参考. 展开更多
关键词 矿山法隧道 装配式衬砌 仰拱预制块 受力特征 足尺试验 水化热 吊装
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大跨径整孔预制箱梁张拉方式及反拱度设置研究 被引量：5
10
作者 姜鸿伟 《市政技术》 2021年第6期56-59,共4页
基于有限元分析法和工程实测法,对比研究了大跨径整孔预制箱梁张拉方式对其反拱度设置和后期挠度的影响。选择某案例中构成桥梁主体结构的5×70 m预制箱梁作为研究对象,通过有限元分析法在分次张拉和分批张拉2种张拉方式间进行选择... 基于有限元分析法和工程实测法,对比研究了大跨径整孔预制箱梁张拉方式对其反拱度设置和后期挠度的影响。选择某案例中构成桥梁主体结构的5×70 m预制箱梁作为研究对象,通过有限元分析法在分次张拉和分批张拉2种张拉方式间进行选择,在混凝土材料力学试验数据和有限元结构力学分析模式下,选择了箱梁的反拱策略,并在反拱策略下对比实测结果进行了效果分析。研究结果表明,分批张拉方式的积累挠度优于分次张拉方式,应力储备在安全区间范围内;选择的张拉方式和反拱度设置方法相配合,在大跨径整孔预制箱梁施工过程中,具有工程指导意义。 展开更多
关键词 大跨径 整孔预制箱梁 张拉方式 反拱度设置
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