超浅埋软弱围岩隧道拱脚稳定性及其控制技术

隧道施工中,拱脚为洞身开挖拱和喷锚支护拱的基础,基础稳定与否,决定了隧道沉降收敛变形的严重程度。为研究软弱围岩隧道拱脚对其结构自身及围岩稳定性的影响,以福州某暗挖隧道工程为背景,基于拱的受力特性和塌落拱理论,分析了拱脚的变形失稳原因。总结归纳提出超前埋隧道拱脚稳定性控制技术措施,并对隧道拱顶沉降及收敛进行了现场测试。结果表明:从拱架连接间隙、拱脚与支撑基面间隙、拱脚基础沉降变形以及水平位移控制方面着手,隧道拱顶最终沉降为50mm,周边收敛为30mm,确保了该隧道施工的安全顺利进行。     

系杆拱拱脚节点应力有限元分析

系杆拱拱脚节点构造与受力复杂。以某一跨径168m系杆拱桥的拱脚节点为工程案例,采用有限元通用软件ANSYS建立实体计算模型,施加最不利荷载组合,研究与分析拱脚节点应力分布规律。研究结果表明,拱脚节点以纵桥向受力为主,且结构内部应力水平低;从系杆锚点处及拱肋与节点相交面往节点中心结构应力逐渐衰减,中心区域应力值仅为0.15Mpa;同时牛腿与拱脚以及拱肋与拱脚相交区域应力集中现象明显。     

特大跨钢桁拱拱脚段定位与安装技术

通过工程实例阐述了特大跨度钢桁拱拱脚预埋件精确定位施工工艺及关键技术操作要点,拱脚预埋件精确定位采用设计的定位胎架刚接在钢支架进行定位,保证了该桥拱圈精确定位,线形满足要求,保证了拱脚施工质量。     

某大跨度罩棚结构基于支座刚度的对比分析

某体育场西侧罩棚采用倒三角形空间桁架拱作为其长跨方向的主承重结构体系,屋面结构通过短跨方向的桁架梁支承于该桁架拱的下弦,主桁架拱的拱脚支撑于两端地面基础,结合独特的建筑造型,主拱桁架在竖向平面内还以一定的角度倾斜。针对主桁架拱在本工程中的重要性,设计中除了考虑满足各项常规要求,同时还进行了基于不同拱脚支座刚度的对比分析。分析结果表明,在拱脚支座刚度满足一定要求时,本工程罩棚钢结构的整体稳定性能和抗震性能可以得到保证。     

大跨度拱桁架支座应力分析

某县级体育中心的主体育场下部看台为混凝土框架结构,顶部钢罩棚为大跨拱桁架。论文基于实际工程,采用有限元分析软件Midas Gen和Midas Fea对桁架的拱脚支座进行应力计算分析和拱脚支座的基础设计,给相关工程提供参考。     

连续梁拱组合梁桥拱脚节点应力分析

结合拉萨河特大桥工程,对连续梁拱组合桥梁拱脚节点应力进行了光弹试验分析和有限元计算分析,对分析结果进行了对比,结果表明锚点、支座、拱肋与拱脚交接处及刚度突变处应力集中明显,注意加强这些部位的构造措施与配筋,并加强监控。     

软弱围岩结构隧道台阶法施工中采用拱脚稳定控制技术研究

结合某隧道工程实例,该隧道工程在软弱围岩结构区间应用台阶法进行施工,对施工期间软弱围岩拱脚变形问题进行仿真分析,对台阶法施工技术进行简要介绍,重点对拱脚稳定性控制技术进行探讨总结,望能够通过对拱脚稳定性的控制确保隧道结构在软弱围岩中的稳定性与可靠性。     

竖向荷载下弹性支承直墙拱反弯点理论分析

在工程实践中,直墙拱应用较多。由于拱脚位移的存在,合理假设拱脚约束为转角约束、竖向约束和水平弹性约束,应用力法推导出了在弯矩、剪力和轴力共同作用下直墙拱沿弧长的弯矩公式。研究了竖向均布荷载、竖向三角形荷载和竖向集中力荷载作用下,直墙拱沿弧长的弯矩分布及反弯点形成的规律;发现在3种荷载作用下,使得拱脚弯矩为零时的圆心角依次减小。取弹簧支座刚度为等效的下端固支、上端允许水平位移的直墙的抗推刚度,得出了随着直墙高度增加,圆弧拱拱顶弯矩增大而拱脚弯矩减小的变化规律。在直墙拱的设计中,建议选取合适的直墙高度和使得圆弧拱拱脚弯矩为零的圆心角大小,从而有利于提高结构抗弯承载力及拱脚抗剪承载力。     

下承式尼尔森钢管混凝土提篮拱拱脚定位施工研究

下承式尼尔森钢管混凝土提篮拱造型优美,跨度大,在铁路、公路桥梁中得到广泛应用,比平行拱横向稳定性好,可是拱肋施工定位难度大.针对下承式尼尔森钢管混凝土提篮拱所具有的以上特点,结合包河大道特大桥拱脚安装工程实例,介绍了拱脚定位的关键技术,包括悬链线方程、拱肋控制点坐标的空间变换方法,得出拱脚控制点定位坐标与悬链线方程和内倾角度之间的关系式和施工注意事项,并给出评估钢管拱肋对接安装时错边量的计算公式.     

软弱围岩隧道台阶法施工中拱脚稳定性及其控制技术

以铁路隧道为背景,采用数值分析手段,并结合部分现场监测资料,对软弱围岩隧道台阶法施工过程中隧道拱脚变形特征、上台阶基底围岩失稳形态及拱脚稳定性控制技术进行分析。结果表明:(1)软弱围岩隧道施工过程拱脚沉降和水平收敛均表现突出,在实际工程中,拱脚变形控制是软弱围岩大变形控制的关键之一。(2)拱脚部位围岩屈服程度相对较高是该处施工变形显著的根本原因。在台阶法施工过程中,基底围岩的破坏形式随台阶高度的增加由拱脚局部失稳逐渐向基底整体剪切失稳过渡。(3)从对隧道拱脚及洞周变形控制效果出发,IV级围岩可采用长台阶法施工,V级围岩宜采用短台阶法施工,而VI级围岩应采用微台阶法施工。(4)从不同台阶高度条件下极限位移的计算结果可以看出,对于软弱围岩隧道,施工中在确保掌子面稳定的前提条件下,适当增加台阶高度有利于围岩的稳定。(5)扩大拱脚和临时仰拱2种工法对控制拱脚及洞周变形均有明显的效果。扩大拱脚技术适用于拱部沉降显著的工程,而临时仰拱技术则更适用于水平收敛显著的区段。     

软弱围岩隧道台阶法施工中拱脚稳定性及其控制技术EI北大核心CSCD

以铁路隧道为背景,采用数值分析手段,并结合部分现场监测资料,对软弱围岩隧道台阶法施工过程中隧道拱脚变形特征、上台阶基底围岩失稳形态及拱脚稳定性控制技术进行分析。结果表明:(1)软弱围岩隧道施工过程拱脚沉降和水平收敛均表现突出,在实际工程中,拱脚变形控制是软弱围岩大变形控制的关键之一。(2)拱脚部位围岩屈服程度相对较高是该处施工变形显著的根本原因。在台阶法施工过程中,基底围岩的破坏形式随台阶高度的增加由拱脚局部失稳逐渐向基底整体剪切失稳过渡。(3)从对隧道拱脚及洞周变形控制效果出发,IV级围岩可采用长台阶法施工,V级围岩宜采用短台阶法施工,而VI级围岩应采用微台阶法施工。(4)从不同台阶高度条件下极限位移的计算结果可以看出,对于软弱围岩隧道,施工中在确保掌子面稳定的前提条件下,适当增加台阶高度有利于围岩的稳定。(5)扩大拱脚和临时仰拱2种工法对控制拱脚及洞周变形均有明显的效果。扩大拱脚技术适用于拱部沉降显著的工程,而临时仰拱技术则更适用于水平收敛显著的区段。     

三台阶大拱脚临时仰拱法在软弱围岩黄土隧道中的应用

本文通过软弱围岩黄土隧道工程实践,分析了三台阶大拱脚临时仰拱法的施工特点,结合蒙华铁路车新庄1号隧道的施工,介绍了三台阶大拱脚临时仰拱法施工的工艺流程及质量控制要点。     

支护桩桩间土拱效应及合理桩间距分析

支护桩合理桩间距的确定对桩基支护工程安全性和经济性具有重要意义。在合理拱轴线的假定下建立了土拱力学模型,分析了土拱拱脚处的受力特征,推导建立了拱脚在极限平衡状态下土拱极限跨度表达式,在考虑土拱侧向压力的条件下,分析了土拱拱高随土层深度的演化规律,研究结果表明:土拱跨度随土体力学参数的增大而增大,随桩后水平推力的增加迅速减小,同时桩后土拱极限拱高随着土层深度的增加而减小。通过工程实例对比验证了关系式的合理性,研究结果对支护桩设计有一定参考价值。     

拱架现浇拱圈混凝土拱桥的合理施工程序与方法

针对目前确定拱架现浇拱圈混凝土浇筑顺序主要考虑拱架变形而未考虑结构应力的现状,以贵州甘河沟大桥主桥为工程背景,结合其原施工方案初步确定了分环分段位置,利用MIDAS软件对拱架现浇拱圈混凝土的施工全过程进行仿真分析,综合考虑拱架变形和结构应力,通过多方案计算对比确定了合理的最优浇筑方案:第1环混凝土浇筑顺序为先拱脚段再拱顶段最后中间段;第2环混凝土浇筑顺序为先拱顶段再拱脚段最后中间段;第3环混凝土拱顶、拱脚和中间段均再细分成2部分,浇筑顺序为先依次施工拱顶段、中间段和拱脚段第1部分,而后再依次施工拱顶段、拱脚段和中间段第2部分;拱上建筑浇筑顺序为从拱顶向拱脚依次施工。拱架变形和结构应力的实测值与理论值总体上吻合较好,表明该程序与方法合理可靠。     

车辆荷载对隧道护拱衬砌安全性影响分析

为探讨施工车辆荷载对隧道护拱结构安全性的影响机制,以某高速铁路隧道下穿既有县道工程为依托,采用ANSYS进行施工车辆超载作用下护拱衬砌结构响应数值分析,系统分析了护拱结构的应力、变形特征,评价了护拱衬砌结构的安全性。研究结果表明:1)车辆荷载作用下,隧道护拱结构产生较大的拉应力和压应力,数值远超过填土自重荷载,车辆后轴作用在明洞正上方时为护拱衬砌的最不利工况;2)护拱衬砌拱顶产生竖向沉降变形,拱脚产生向内水平收敛变形,竖向变形最大值为0.037 mm,远大于水平变形;3)护拱衬砌拱顶承受拉应力,拱脚与围岩接触处也承受拉应力,拱脚有脱离围岩的可能性,护拱衬砌主应力最大值均未超过混凝土容许应力。研究成果可为类似工程提供参考。     

大跨度柔性拱架设及合龙施工新技术

文章介绍了(114.75+229.5+114.75)m合肥南环线经开区特大桥大跨度柔性拱顶推法架设及拱脚合龙的施工新方法;提出了一种新型柔性拱稳定支撑体系,并研发了新型抱箍装置,确保了顶推过程中大跨度桥梁结构安全;利用有限元软件Midas Civil对柔性拱合龙口进行敏感性分析,研究了合龙口在竖向起顶和温度荷载作用下的变化规律,制定了合理的柔性拱拱脚合龙方案。本工程在国内首次采用"柔性拱顶推法架设、拱脚合龙"的施工新方法,对国内类似工程有较大的推广价值。     

软弱围岩隧道台阶施工中拱脚稳定性及其控制技术

本文主要简单介绍了软弱围岩隧道台阶施工工程的相关内容,对软弱围岩隧道拱脚变形的特征进行了分析,探讨了软弱围岩隧道台阶施工中拱脚稳定性的有效控制技术,以保障软弱围岩隧道台阶施工水平,提高其施工质量和效益。     

简支钢管混凝土拱桥拱脚检测应注意的问题

以一座简支钢管混凝土拱桥为研究对象,针对在荷载试验过程中,该类拱桥拱脚截面拱脚负弯及最大水平推力工况,其实测的数据与MIDAS Civil 2006梁格法的计算结果趋势有差异,说明此类拱桥拱脚与一般拱桥受力不同.笔者通过试验重现和改用ANSYS实体单元模拟解决了这一工程问题,提出了今后检测此类拱桥的建议.     

基于拱梁法原理的深基坑拱形围护结构分析

基于拱梁法 ,通过把围护结构分析中常用的弹性抗力法与拱梁法有机地结合在一起 ,将拱梁法改造成为计算拱形围护结构的一种方法。这种计算方法能考虑拱脚桩变形的影响 ,能考虑有支撑的情况 ,在开挖线以下拱脚桩和拱壁假定由土弹簧约束 ,因此更合理地反映了拱形围护结构的实际情况。该方法计算所需准备的数据与弹性抗力法类似 ,所需输入数据少 ,计算速度快。通过工程实例计算表明 ,该方法的计算结果与实测结果吻合较好 ,可应用于工程实际     

隧道拱脚塌方施工加固及监测分析

 山岭隧道施工过程中经常会遇到隧洞塌方等事故,而拱脚塌方又具有破坏性大、隐蔽性强等特点,常在实际工程中被忽视。结合永宁高速高宝隧道施工过程中发生的拱脚塌方事故,分析隧道拱脚塌方的原因及所采用的加固措施;对拱脚塌方段周边断面及加固后塌方段断面的围岩位移和支护结构应力进行监测,确保围岩稳定及施工安全。结果表明：拱脚塌方加固处理方案实施可行,加固段围岩变形及应力均得到较好的控制,塌方段的小导管注浆加固效果较好;砂土状围岩的隧洞施工过程中应注意地下水位及降雨引起围岩吸水膨胀导致的拱脚塌方;发生拱脚塌方时应尽快封闭塌方围岩,对塌方段附近一定范围内的隧洞进行加固,并做好排水措施;对塌方段周边进行监测,待监测结果稳定后对塌方段采用单侧壁导坑开挖法进行短挖短衬施工。研究结论可为类似条件下工程的设计、施工和监测提供借鉴意义。