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题名公路隧道竖井波纹钢支护设计——鹦哥岭隧道实例分析
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作者
曹校勇
张梦涵
奚魏征
徐平
叶飞
韩兴博
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机构
长安大学公路学院
中交第一公路勘察设计研究院有限公司隧道与地下工程设计研究院
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出处
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2025年第S1期182-192,共11页
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基金
陕西省创新能力支撑计划资助(2023-CX-TD-35)
陕西省重点研发计划项目资助(2023KXJ-159)。
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文摘
为研究采用波纹钢新型结构进行公路隧道竖井支护设计的技术与经济可行性,首先,探讨波纹钢在隧道初期支护、加固衬砌、保温套衬以及作为通风导洞中隔墙的应用特点,明确其在隧道竖井支护中的应用可能性。然后,基于鹦哥岭隧道的工程地质条件,通过理论计算与数值模拟相结合的方法对钢波纹管结构进行力学性能验证。基于结构承载力理论开展手算校核,重点分析混凝土轴心抗压强度和土压力合力;依据荷载-结构模型原理,使用ABAQUS有限元构建考虑土体-结构相互作用的钢波纹管三维数值模型,分析模拟实际工况下的力学响应,提出基于波纹钢的竖井支护设计方案。最后,详细阐述波纹钢竖井支护的施工工艺,并对比传统设计方案,进行成本效益分析。研究结果表明:1)波纹钢应用于隧道竖井支护具有良好的技术可行性,其构件在地层结构中安全可靠;2)波纹钢支护造价虽比传统方案增加10%,但显著提高了结构强度和承载能力,增强了变形适应性;3)波纹钢支护有效封堵了围岩涌水,缩短了施工周期,施工效能提升显著,具有综合经济优势。
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关键词
公路隧道
竖井
波纹钢支护
支护结构
承载力验算
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Keywords
highway tunnel
shaft
corrugated steel support
supporting structure
bearing capacity checking
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分类号
U45
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名方钢加强式波纹钢初期支护结构模型试验与数值模拟
被引量：8
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作者
孙希波
刘保东
李春昊
李铁生
左晓
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机构
北京市轨道交通建设管理有限公司
北京交通大学土木建筑工程学院
北京市轨道交通设计研究院有限公司
北京市轨道交通工程技术研究中心
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出处
《隧道建设（中英文）》
CSCD
北大核心
2021年第12期2058-2065,共8页
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基金
北京市国资委市属企业优秀科技创新团队项目。
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文摘
为研究波纹钢板与方钢管组合成的新型装配式波纹钢初期支护结构的受力性能与变形模式,通过缩尺试验对该结构的变形、应变及土压力进行测试分析,同时建立三维有限元数值模拟,研究结构在受压状态下的应力分布情况与承载能力,并通过修改模型波纹钢板厚度与土体弹性模量等参数,研究土体性质及结构几何参数等对衬砌结构受力状态的影响。结果表明:1)方钢加强式波纹钢初期支护结构与传统柔性管涵仍有相似之处,在承受竖向荷载总量约236.24 kN时产生10.01 mm竖向收缩及9.18 mm水平扩张,波纹钢板产生的最大环向压应力为24.24 MPa,应力水平仍然较低;2)加载模式下结构的极限承载能力为1411 kN左右;3)在加载过程中,方钢相比于波纹钢板产生了更大的内力,具有较好的荷载分流效果及加强效果;4)土体性质对于方钢应力水平具有较大影响,调整波纹钢板厚度对结构整体受力性能的影响较小。
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关键词
方钢加强式波纹钢支护
衬砌结构
缩尺试验
数值模拟
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Keywords
support with corrugated steel and square steel pipe
lining structure
scale test
numerical simulation
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分类号
U45
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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