一种隧道衬砌模板支撑结构受力分析计算

混凝土二次衬砌在铁路及公路工程中被广泛采用,隧道衬砌模板支撑结构分析计算关系到衬砌结构的稳定性。为保障隧道二次衬砌结构安全和工程质量,采用一种带斜撑杆封闭框架结构作为模板支撑体系。并对结构受力进行分析,推导出结构内力,变形计算公式。在假定隧道二次衬砌处于稳定围岩压力作用下,采用斜杆支撑的框架结构,利用结构力学刚性连结型式,推导出结构内力、变形计算公式。经工程检算表明,计算方法简单明了,计算结果满足工程安全要求,可供类似工程设计施工参考。     

矿山法隧道的初期支护、二次衬砌受力分析

本文以单拱直墙矿山法隧道为倒,利用有限元数值方法和地层—结构模式、荷载—结构模式来计算研究矿山法施工隧道的初期支护与二次衬砌衬砌受力情况。通过分析发现,二次衬砌的受力远远大于初期支护的受力,由此可知矿山法暗挖施工的隧道其二次衬砌是主要承载结构。     

大田连拱隧道围岩与支护结构变形和受力分析

对大田连拱隧道洞口浅埋段的围岩变形和支护结构受力进行了现场监控量测,对围岩变形与地表沉降的特点及对应关系、初期支护、二次衬砌以及中隔墙的受力进行了分析,总结出浅埋段连拱隧道围岩变形和结构受力特点。     

大断面黄土隧道二次衬砌受力特性研究

以兰渝铁路胡麻岭隧道为工程背景,采用现场监测方法得到大断面黄土隧道初期支护与二次衬砌之间的接触压力,并讨论该接触压力随时间的发展规律和沿洞周的空间分布特性。根据铁路隧道设计规范计算得到作用于衬砌结构的计算荷载,采用荷载结构模型分别计算实测和计算荷载作用下的二次衬砌内力,并进行对比分析。研究方法和结论对分析软弱地层衬砌结构的受力特性、建立更加科学合理的隧道设计方法具有一定的参考价值。     

盾构隧道双层衬砌应用现状与受力性能分析

在调研国内外盾构隧道双层衬砌使用情况的基础上,对双层衬砌应用现状与受力性能进行分析。研究结果表明,双层衬砌主要应用于对耐久性要求较高的水工隧道及大直径跨江越海隧道工程中;与非封闭式二次衬砌相比,封闭式二次衬砌在管片结构抗弯、变形与衬砌结构抗弯方面具有一定优势,但在衬砌结构受压方面具有一定劣势;非封闭式二次衬砌兼具单层管片衬砌与封闭式二次衬砌的优点,可在提高结构耐久性的基础上,降低施工成本,缩短工期,具有推广应用价值。     

浅析地铁暗挖衬砌受力结构设计

隧道衬砌作为主要支护受力体系，断面的形式对衬砌结构受力有很大的影响。目前国内外地铁隧道衬砌大都采用等厚度形式，依照这样会造成结构受力上的不舍理和工程造价提高。本文通过某地铁六号线站后折返线暗挖隧道为例，通过对马蹄形断面进行不等厚衬砌断面优化设计，得到合理的断面形式。结构上受力合理、隧道的整体稳定性好、工程造价低等目的。     

公路隧道衬砌裂缝对结构受力分布影响规律研究

近些年我国高速公路隧道规模迅猛增长,与此同时也出现了较多的隧道病害和缺陷,其中二衬衬砌裂缝及渗漏水问题非常突出,大量运营隧道都出现了类似问题。本文结合依托工程,对隧道不同位置出现衬砌裂缝情况下的结构受力分布规律进行了分析与研究,探讨了裂缝对衬砌结构安全性的影响,得出结论如下：(1) 素混凝土隧道衬砌贯通型裂缝,隧道结构成为多铰环形结构,结构在断裂处轴向承载能力变化不大,但不能继续承受弯矩|(2) 通过计算分析发现,结构在某处断裂而不能继续承受弯矩时,其整个受力分布规律会发生改变,在其它局部会产生较大的弯矩,从而诱发新的开裂|(3) 裂缝的存在对隧道周边岩体的受力和变形存在着很大的影响,裂缝的存在改变了既有隧道力学分布规律。在隧道运营过程中,当发现存在裂缝时,必须加强监测并严控裂缝的发展。     

隧道衬砌模板支撑结构受力分析

假定隧道二次衬砌处于稳定围岩压力作用下,采用"田"字形支撑结构,利用结构力学刚性连接形式,推导出了结构内力与变形计算公式,并且通过实际工程案例作了计算分析,指出利用结构力学方法推导的计算公式为隧道衬砌支撑结构计算提供了新途径。     

鹙窝梁隧道二次衬砌数值模拟及衬砌安全性分析

采用有限元分析软件ANSYS对鹙窝梁隧道二次衬砌进行数值模拟分析,得出了衬砌结构受力变化规律,并通过衬砌强度的安全系数计算分析,寻求衬砌的合理施工厚度。     

深圳地铁某区间隧道二衬结构数值模拟分析

以深圳地铁某区间隧道工程为例,运用大型有限元软件通过数值模拟的方式对隧道二衬结构进行了简单的力学分析,进而了解了地铁隧道复合式衬砌四心圆断面形式的基本受力特征,对类似隧道设计有一定指导作用。     

黄土地区浅埋暗挖地铁隧道衬砌受力分析

为了解黄土地区浅埋暗挖地铁隧道衬砌结构的受力特征,得出荷载在衬砌结构各部分中的分担比例,以西安地铁 2 号线实体工程为依托,开展了较大规模的现场测试工作,对围岩与初期支护接触压力、初期支护与二次衬砌接触压力及二次衬砌结构应力进行了研究。结果表明：在三连拱大断面地铁隧道中先开挖洞室初期支护各部位所受的围岩压力均大于后开挖洞室初期支护所承受的压力;左、右线中墙顶、底部初期支护承受的压力较大,表明隧道中隔墙承担了较大的上部土体荷载;初期支护与二次衬砌承受的荷载比例为 52.81% 和 47.19% ;二次衬砌混凝土基本受压,左、右中隔墙二次衬砌混凝土受压最大。在标准断面地铁隧道中左、右线墙脚位置初期支护与围岩之间接触压力较大,表明这两位置承受了大部分垂直压力;初期支护与二次衬砌承受的荷载比例为 40% 和 60% ;二次衬砌混凝土基本受压,拱腰及以上位置应力较大,仰拱处应力较小。     

大跨度浅埋隧道二次衬砌结构静力分析

结合大跨度浅埋隧道衬砌的受力情况比较复杂的特点,通过对广乐高速公路某隧道的二次衬砌结构进行静力分析,验证了设计采用的二次衬砌厚度和配筋率是合理可行的,可为同类大跨度浅埋隧道的二次衬砌结构设计提供参考。     

盾构隧道双层衬砌横向力学结构参数优化研究

随着水下盾构隧道建设及运营环境日益复杂,安全要求日益提高,盾构隧道双层衬砌有望在工程中得到较为广泛的应用。本文依托武汉轨道交通8号线越江隧道工程,采用双层衬砌盾构隧道三维壳—弹簧力学分析模型,研究了不同工况下二次衬砌强度及厚度对双层衬砌内力及变形的影响,并对二次衬砌是否应当配筋的问题进行了探讨。研究结果表明:二次衬砌强度变化对管片衬砌结构内力影响甚微,但二次衬砌弯矩量值略有提高,同时通过提高二次衬砌强度来抑制隧道竖向变形的效果不明显,考虑到工程造价问题,二次衬砌强度不宜过高,取C40为宜;二次衬砌厚度增加对管片横向内力影响甚微,但对其结构受力有不利影响,综合考虑隧道运营期火灾以及列车撞击等因素,二次衬砌厚度取30~40 cm为宜;在外荷载增大情况下,二次衬砌拉应力量值显著增加,超过混凝土规范容许拉应力值,因此,实际工程中建议对二次衬砌进行配筋设计。研究结论可为盾构隧道双层衬砌的设计及施工提供有益的借鉴。     

管片厚度对隧道受力及使用性能的影响

管片厚度是盾构法隧道设计中的一项重要参数,其取值大小不仅影响隧道的造价,而且还直接影响着隧道受力及使用性能。隧道柔性衬砌设计理论认为,调整隧道本身与周围土层的相对刚度,可以改变衬砌与周围土层之间的相互作用,使衬砌上的荷载变得均匀些,从而有利于衬砌的受力,使衬砌设计更加经济合理。衬砌断面刚度与衬砌厚度的三次方成正比,故在一定地层中,调整衬砌厚度的大小将会较多地改变衬砌与地层之间的相对刚度,从而影响衬砌结构的受力性能。此外,管片厚度取值大小也对隧道衬砌的防水效果以及耐久性有重要影响。本文以某地铁区间隧道衬砌结…     

装配误差对山岭隧道装配式衬砌受力性能的影响

为研究装配误差对山岭隧道装配式衬砌受力性能的影响,文中以广东省某公路隧道为依托,通过采用荷载结构法分析了不同形式和不同大小装配误差对山岭隧道装配式衬砌受力性能的影响,研究结果表明,对装配式衬砌来说,最不利受力工况发生在装配式衬砌和底座的装配过程中;装配误差主要影响衬砌装配成功与否,装配完成后的衬砌与正常装配的衬砌受力性能差别不大。     

全液压自动行走混凝土衬砌台车结构受力计算

目前,我国隧道施工多数采用混凝土衬砌台车。混凝土衬砌台车是隧道施工过程中二次衬砌不可或缺的非标产品,主要有简易衬砌台车、全液压自动行走衬砌台车和网架式衬砌台车。全液压衬砌台车又可分为边顶拱式、全圆针梁式、底模针梁式、全圆穿行式等。在水工隧道和桥梁施工中还普遍用到提升滑模、顶升滑模和翻模等。全圆式衬砌台车常用于水工隧道施工中,不允许隧道有混凝土施工纵向接缝,在水工隧道跨度较大时一般使用全圆穿行式;边顶拱式衬砌台车应用最为普遍,常用于公路、铁路隧道及地下洞室的混凝土二次衬砌施工。现着重介绍公路隧道施工中常用的全液压自动行走混凝土衬砌台车结构受力的简单计算。     

新型铁路隧道门洞口段结构受力特征现场试验研究

现有的铁路隧道洞门的设计只是经验性地照搬标准图的模式,而对新型隧道门的研究是必要的。一种新型隧道门在满足它的美学效果、环境保护等功能外,更重要的是应保证隧道洞口结构受力后的安全性。对采用新型隧道门的洞口段围岩压力和衬砌内力进行现场测试,并将单线斜切式隧道门洞口段的现场试验结果与模型试验和有限元数值计算结果进行比较,探讨了洞口段围岩压力分布和衬砌结构受力特征。研究结果表明:斜切式隧道门洞口段围岩压力和衬砌内力从洞口向洞内逐渐增大,其大小随覆盖层厚度增大而增大,围岩压力在仰拱处最大;衬砌结构处于复杂的三维受力状态,既有横向轴力、弯矩,又有纵向轴力、弯矩,其受力特征类似于壳体结构,因此,按壳体结构设计比较合理。     

高水压公路隧道结构水压力与稳定性研究

富水区山岭隧道支护体系渗流场一直是学术界和工程界关注的焦点。以在建毕节—都格高速公路鸡公山隧道为依托,研究围岩、支护体系渗流场分布和二次衬砌受力特征。研究结果表明:初期支护背后孔隙水压力峰值出现在仰拱处,孔隙水压力最小值出现在盲管附近;随着盲管间距逐渐增大,二次衬砌水压降低效果减弱,盲管间距不宜大于10 m;水压作用下,隧道主体结构受力最不利位置为墙脚和仰拱;对于高水压隧道,应施加墙脚箍筋,避免墙脚压溃破坏,水压特别大时建议采用高位排水进行降压释能,提高隧道支护体系稳定性。该研究成果可为今后类似的富水区公路隧道的建设提供参考和借鉴。     

某油气管道隧道结构设计与分析

油气管道隧道断面形式小,荷载条件复杂,其衬砌的受力特性和普通的铁路、公路隧道有所不同。以某油气管道隧道为例,建立岩体结构平面应变分析有限元模型,对隧道围岩地层的应力、位移、变形和内力进行结构计算,得出隧道衬砌的强度安全系数及结构裂缝宽度,确定和验证了隧道围岩的支护方式。分析可知,用有限元数值方法对隧道进行结构模拟计算能较真实地反映隧道结构的内力和变形情况,可以用于对二次衬砌结构安全性能进行评价,为类似隧道的结构设计提供科学依据。     

软弱围岩复合式隧道衬砌模型试验研究

试验研究了软弱围岩直墙式和曲墙式隧道衬砌的变形、承载能力和破坏特征，发现曲墙式复合衬砌受力特性明显优于直墙式，为今后合理地设计该种衬砌结构提供了可靠的试验依据。