文档介绍：石家庄铁道学院
硕士学位论文
大跨公路隧道结构受力特性行为分析
姓名:高桂凤
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:冯卫星;刘尧军
20040101
摘要在大跨度高速公路隧道中,虽然衬砌截面尺寸较大,多为铡筋混凝土结构,但隧道结构常常出现丌裂、整体变形大,影响隧道的诈常使用。引起隧道结构质量问题的原因固然是多方面的,但隧道结构断面本身的合理性‘褚彩恰ā8不容忽视的重要因素,因此,极有必要对大跨度高速公路隧道的结构做的研究,提出合理的结构形式,实现隧道探峁沟暮侠砩杓朴胧┕ぁ本文以京珠高速公路靠椅山隧道为计算和室内静态模型试验的原型,研究了大跨公路隧道结构的受力特性。首先,研究了公路隧道衬砌结构的内力,应用结构力学方法对目前我蚓采用较多的扁平单心圆大跨高速公路隧道的结构形式,用不同的工况及荷载组合进行分析计算。在计算中,根据相关规范的规定,按照以文克尔假定为基础的局部变形理论,在韠,嚎7ⅰ白编制相应的程序,自动计算了衬砌各截面的内力,再将墙角与仰拱的接合部位蚓顺过渡以改善受力状态。以衬砌各截面中的偏心距的最大值达到最小为优化日标,找到最优的隧道截面形式。进行了室内静态模型试验,通过模犁试验来揭示特殊部位结构的受力特征,找出结构的薄弱环节。最后将试验结果与理论计算结果进行比较,考虑国内隧道施工实践,再借鉴国外经验,提出合理的大跨高速公路隧道结构形式。研究结果表明,以合适的圆角在墙脚过渡可将墙脚弯矩大大减小,从而改善隧道衬砌结构受力状态,证明本学位论文对公路隧道一程设计确实有一‘定的实际意义。关键词:公路隧道,衬砌,内力计算,仰拱,优化设计,模型试验
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期:卫。生旦签名:南趣垒口期:签名:§监坚际η┟耗牵独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特另员曜⒑椭滦坏牡胤外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得石家庄铁道学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解石家庄铁道学院有关保留、使用学位沦文的规定,即:学院有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制于段保存论文。C艿穆傥脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑莞嵋日
第一章绪论我国隧道发展的概况随着经济建设、国防建设、西部大开发及旅游业的发展,交通运输需求将日益加大,国家对铁路、公路建设的投资也会逐渐提高。因此,高速公路作为一种方便、快捷、高效的交通运输方式必将在我国篷勃发展起来,大跨、长大隧道的修建也越来越多。人类修建公路隧道已有几百年的历史,建成的隧道小计其数。年美困纽约哈德逊河底的荷兰盾构隧道为双洞单线交通隧道,长度分别为叻逍∈苯煌荆芄狗ㄊ┕ぃ⑶沂状尾捎没等ê嵯蚴角迫通风。其后随着隧道施工新奥法、挪威法以及等方法的应用,诈多长大公路隧道相继建成。到年底,长度超过墓匪淼酪延薪座,⒓和修建过程中存在的问题和发展趋势,对今后长大公路隧道的成功修建和提高质量都有十种匾5南质岛屠芬庖濉我国的“十五”规划中已经将加强公路国道主干道建设、完善公路删络、丌发人西北、逐步提高路网通达深度等发展计划提卜议程,在这样的大好形势下,我国高速公路将会穿越祖国的崇山峻岭、大江、大河迅猛地发展起来。公路隧道作为高速公路中必不可少的组成部分也将会越来越多地被修建。因此,公路隧道建设前景广阔,但同时也会出现一系列艰难复杂的技术问题有待我们去解据统计我国在世纪已建成的公路隧道超过座,草洞总长度超过=昀矗缭酱蠼⒋蠛印⒑M濉⒑O康奶爻に淼酪脖惶岬揭槭仑⒊蘾来;在城市建设方面,大量修建立交桥、采用公路跨越公路,会有碍城丁的市容市貌。本着以人为本与环境协调的思想,给桥址附近居民多留一些空划,少带来一些污染,宜修建地下通道或隧道,来创造‘个安宁舒适的生存环境。从上述情况来看,公路隧道的建设任务是繁重的,摆侄我们商魏的问题也很多。根据近年来在隧道设计施工中遇到的问题,’些公路隧道特别是人跨度决。
隧道结构的国内外研究现状公路隧道结构断面形式及其优缺点公路隧道塌方案例以及’’些科研试验积累的可靠数据的分析研究,在总结以往经验,把握研究前瞻性方向问题的基础上,进行本次关于大跨度公路隧道的结构分析研究,以求得良好的效果,用于生产施工,解决实际问题,以促进公路隧道工程的发展。高速公路目前在我国发展比较迅速,大跨、长大隧道越来越多。我困隧道界对铁路隧道的研究相对较多、相应的理论与施工实践也比较丰富,而对于大