山区高速公路桥隧连接工程关键性技术研究

论文摘要

由于高速公路路线等级的提高,我国丘陵、山岭地区的桥梁和隧道数量逐渐增加,而且规模也在加大。但对于山区高速公路上桥梁和隧道连接工程的连接技术的研究还很不够,在桥隧连接的连接方式、桥隧连接部位的设计和施工优化、地质灾害的预防与处理、桥隧连接施工和运营安全研究等方面,还有待进一步研究。通过十漫高速公路中桥隧连接工程的实例,从工程地质、结构分析、施工和运营安全性等角度,论证山区高速公路桥隧连接方案的可行性和合理性,为制定桥隧连接工程的设计规范和施工优化,保证其安全性,提供参考。对桥隧连接工程结构的理论分析、有限元计算分析及施工经验的总结表明,桥梁与隧道连接部位在力学性能、施工技术、地质安全等方面的相互影响关系,是桥隧连接工程在设计、施工中应注意的主要问题。研究结果可为桥隧连接工程技术规范的制定提供参考。利用有限元分析软件MIDAS/GTS,对整体型桥隧连接工程的不同施工工况进行了三维数值计算分析。桥台基坑的开挖使桥台处隧道断面和相邻隧道断面内各类结构的应力和位移极值都有大幅度的增加,但远离桥台的隧道断面内的各类结构受桥台施工的影响较小。整体型桥隧连接工程中桥台的开挖表现出一定的空洞效应,除了主要影响桥台所在区域外将次要影响其邻近区域。由于桥台的开挖,使得围岩应力进一步释放,作用在支护结构上的荷载普遍增大,支护结构所受的轴力普遍增大。对于直墙隧道,除了拱顶、拱脚对受力变化比较敏感外,边墙腰部也是受力变化率较大的主要部位。研究分析了桥隧连接工程在设计和施工方面的特点、隧道洞门在不良地质条件下的施工方法和注意事项、桥台施工的基本步骤、难点及处理措施和桥隧连接下桥台的施工技术。以十漫高速公路桥隧连接工程为例,说明了桥梁隧道间短路基的施工技术及注意事项、箱梁的多种施工方法及架设技术等内容,对既有的及可能出现的桥隧连接条件下的设计和施工进行了总结和分析。探讨了桥隧连接工程安全运营的现状和制约因素,给出了桥隧连接工程安全运营的建议,同时对桥隧连接工程运营事故进行了分类,并提出了运用现代化技术进行应急处理的救援系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题
• 1.2.1 国内外研究现状
• 1.2.2 存在的问题
• 1.3 本论文依托工程概况
• 1.4 主要研究内容与创新点
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 创新点
• 第2章 桥隧连接工程类型和特点概述
• 2.1 桥隧连接的定义
• 2.2 桥隧连接的类型和特点
• 2.2.1 整体型桥隧连接
• 2.2.2 紧靠型桥隧连接
• 2.2.3 连接型桥隧连接
• 第3章 整体型桥隧连接工程有限元分析
• 3.1 有限元分析软件MIDAS/GTS简介
• 3.2 工程概况
• 3.2.1 庵沟隧道工程概况
• 3.2.2 庵沟高架桥工程概况
• 3.3 有限元模型的建立
• 3.3.1 单元类型及破坏准则的选取
• 3.3.2 有限元模型尺寸
• 3.3.3 计算参数的选取
• 3.3.4 计算工况及模型的建立
• 3.4 有限元计算结果及分析
• 3.4.1 岩土计算结果及分析
• 3.4.2 衬砌计算结果及分析
• 3.4.3 锚杆计算结果及分析
• 3.4.4 桥台及基础计算结果及分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 桥隧连接工程设计施工技术研究和经验总结
• 4.1 桥隧连接工程设计、施工特点
• 4.1.1 桥隧连接工程的相互干扰性
• 4.1.2 桥隧连接工程的综合性
• 4.1.3 桥隧连接工程的相对独立性
• 4.1.4 桥隧连接工程的后续性
• 4.2 隧道洞门施工技术
• 4.2.1 浅埋隧道洞口段的施工技术
• 4.2.2 岩堆洞口段的施工技术
• 4.2.3 偏压隧道洞口段施工技术
• 4.3 桥台施工技术
• 4.3.1 混凝土桥台施工的基本步骤
• 4.3.2 桥台施工的难点及处理措施
• 4.3.3 桥隧连接条件下桥台的施工
• 4.4 短路基施工技术
• 4.4.1 十漫高速公路短路基施工技术
• 4.4.2 桥隧连接条件下短路基施工注意事项
• 4.5 桥隧连接条件下箱梁的施工与架设方法
• 4.5.1 桥隧连接条件下箱梁的施工方法
• 4.5.2 桥隧连接条件下箱梁的架设方法
• 4.6 本章小结
• 第5章 桥隧连接工程运行安全及运营事故应急处理
• 5.1 桥隧连接工程运行安全现状
• 5.2 桥隧连接工程运行安全的制约因素
• 5.2.1 驾驶员特性对桥隧连接工程运行安全的制约
• 5.2.2 交通设施对桥隧连接工程运行安全的制约
• 5.2.3 路面状况对桥隧连接工程运行安全的制约
• 5.2.4 气候环境对桥隧连接工程运行安全的制约
• 5.2.5 交通量对桥隧连接工程运行安全的制约
• 5.2.6 道路线形对桥隧连接工程运行安全的制约
• 5.3 桥隧连接工程安全运行建议
• 5.4 桥隧连接工程运营事故的种类及应急处理
• 5.4.1 桥隧连接工程运营事故的种类
• 5.4.2 桥隧连接工程运营事故的应急处理
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 不足之处及展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文