黄土隧道大挖方段明洞拱墙衬砌快速施工技术研究

为减少边坡防护工程量,消除运营安全隐患,高速铁路高挖方路堑段多以隧道代替路基,即以隧道明洞的方式通过。传统的明洞拼装模板施工时间长、耗损多、且混凝土外观质量无法保证,进而影响防水施工。本文以银西高速铁路宁县一号隧道出口段175 m明洞施工为例,采用多作业面平行施工技术,利用钢筋绑扎台车,配合衬砌台车和外侧整体钢模板连续施工的方法,通过加强对模板拼装、衬砌浇筑及回填等关键工序的过程控制,在确保安全质量的前提下,实现明洞拱墙衬砌快速高效施工的目的。     

扁平特大断面隧道模板台车设计及施工

平潭牛寨山隧道扁平率为0. 691,开挖断面达260 m2,衬砌作业较普通隧道难度更大。以平潭牛寨山隧道工程为背景,对扁平特大断面隧道衬砌施工进行研究,为此,专门设计了一台液压隧道模板台车进行二衬结构施工。首先介绍该模板台车系统的总体结构,再基于初定尺寸计算浇筑混凝土对台车模板及门架的施力情况,验算台车刚度、强度及稳定性。结果表明:该台车模板和门架的最大挠度和弯曲应力等均小于允许值,可承受纵向长9 m、平均厚0. 7 m的混凝土施工载荷。最后,将该台车投入现场进行二衬施工,并对台车就位、立模、混凝土浇筑和脱模等施工流程展开分析。     

大断面切削式洞门隧道进洞施工方法

研究目的:本文针对大断面隧道洞门所在地层相对较差的情况,就如何解决进洞施工这一隧道施工中的难点和关键工序,对其施工方法进行总结,从而对类似隧道洞门进洞施工起到指导作用.研究结果:大断面隧道进洞施工时,洞口地形复杂、地质条件较差、结构受力状态复杂,需要采用不同于隧道正洞的施工辅助措施.本文给出了大管棚法、接长明洞法、小导洞进洞反向施工法、地层反压法等几种常用的隧道进洞施工方法,并结合工程实例对大断面隧道削竹式洞门进洞施工进行了分析.     

防风明洞预制构件接缝连接方式

兰新铁路第二双线百里风区、三十里风区核心区的浅路堑及路堤地段设置防风明洞,其结构形式采用分片预制构件。结合防风明洞荷载和结构特点,介绍预制构件接缝的刚性连接、螺栓连接和钢结构连接后浇筑混凝土的刚性连接,并从使用性能和安全、结构受力和投资、施工方面分析连接方式的优缺点,推荐采用浇筑混凝土的刚性连接方式,根据施工需要也可采用预制构件中预埋钢板与型钢临时连接方式。     

滦河特大桥双壁钢围堰三维有限元分析

滦河特大桥为铁路桥,其基础承台尺寸为6.6 m×5.0 m,水深6 m,采用双壁钢围堰排水浇筑施工。为了保证施工安全,并了解钢围堰结构的内力和变形情况,采用ANSYS软件对该围堰进行三维有限元模拟和分析。分析结果表明,该围堰结构的设计符合强度要求,顶部未设横肋、竖肋的部分虽然受力较小但位移较大,应增加刚度,从而说明对于这类复杂工程,进行施工全过程三维有限元模拟与分析是很有必要的。此次模拟与分析也为相似情况提供一定依据。     

长距离明洞钢筋绑扎台车设计及应用研究

针对长距离明洞施工中,钢筋绑扎不具备统一的施工设备与施工工艺,为提高施工时效,设计了钢筋绑扎台车。以京张铁路东花园隧道工程为例,通过对钢筋绑扎台车技术方案与指标、结构应力、安装操作的分析,介绍了钢筋绑扎台车的实际应用情况。实践表明:钢筋绑扎台车的应用使得单工作面的施工进度达到每月150 m,施工效率得到进一步提高。     

大断面黄土隧道洞口缓冲结构的设计及施工

研究目的:为解决客运专线高速列车通过隧道空气动力学效应的不良影响,本文结合郑西铁路客运专线秦东大断面黄土隧道的工程实例,就该隧道进口缓冲结构设计、地基处理和混凝土施工技术措施进行详细介绍.研究结论:水泥土挤密桩能够有效地消除黄土湿陷性,起到加固地基的作用;该隧道进口采用开孔等截面缓冲结构和帽檐式斜切洞门,充分结合了洞口环境要求,设计美观大方,和洞口地貌浑然一体,起到良好的缓冲作用;但考虑帽檐式洞门施工难度较大,模板台车投入大,周转次数极少,利用率低和工效低,建议设计单位考虑洞门取消帽檐式洞门,洞门和缓冲段设计统一断面多采用定型设计,以提高模板台车的利用效率.     

基坑支护支撑拆除过程的弹塑性有限元分析

明挖顺序法施作的地铁箱体，在基坑支护结构施工完后，从底部自下而上顺序浇筑混凝土，浇完底板后，需拆除最下面一道支撑，以便于浇筑侧墙和顶板，利用施工完的底板(达到一定强度)作为最下面一道支撑，本文利用有限元方法验算此过程中支护结构的安全性。     

高填土、软基础大跨明洞施工技术与数值模拟分析

介绍明洞施工地段的地形和地质概况，设计提出采用井点降水、水泥旋喷桩对软弱基础地层进行处理，以护拱作为安全储备，采用加厚衬砌厚度、增加二次衬砌配筋等方法。阐述明洞施工工法和工序，建立计算模型，对大跨明洞的数值模拟分析，采用Ansys二维有限元数值模拟，得出高填土明洞内力分布和变形规律。     

拱形明洞在短隧道群中洞口高边坡的安全应用

郑西客专为了有效地控制沉降,构筑物设计理念以桥隧为主,ZXZQ03标部分隧道之间为短路基桩板结构及单跨桥相连,洞口原设计为斜切式洞门,洞顶边坡为高边坡刷方,部分隧道口增设拱形明洞防护结构,采用拱形明洞接长及连接方案,确保动车运营安全。     

基坑支护支撑拆除过程的弹塑性有限元分析

明挖顺序法施作的地铁箱体，在基抗支护结构施工完后，从底部自下而上顺序浇筑混凝土，浅完底板后，需拆除最下面一道支撑，以便于浇筑侧墙和顶板，利用施工完的底板（达到一定强度）作为最下面一道支撑，本利用有限元方法验算此过程中支护结构的安全性。     

装配式明洞隧道拱墙拼装台车设计与施工

根据国内外装配式隧道技术发展现状发现,全预制装配式铁路隧道在国内尚无工程案例,其在实体工程中的应用尚在研究阶段,可供借鉴的经验不多。基于以上背景,本文主要依托星火枢纽工程铁科试车线全预制装配式明洞隧道施工,介绍了全预制拼装明洞隧道拱墙结构、仰拱结构及轨下结构预制块划分,分析了装配式隧道拼装施工难点,针对隧道环向节段划分重量差异大的特点,提出了"龙门吊+拼装台车"拼装方案,并给出了"真园矫正机+节段拼装机"拼装台车设计原理和构造,总结形成了龙门吊辅助吊装、拼装台车对接拼装工艺,以期对类似工程施工提供借鉴和思考。     

铁路隧道洞门体系极限状态及可靠度研究

研究目的:铁路隧道洞门结构体系受力极为复杂,本文从结构可靠度理论出发,建立一套系统完善的铁路隧道洞门极限状态研究方法,为铁路隧道洞门的设计和规范转轨提供参考。研究结论:(1)铁路隧道洞门结构体系可靠度是串联系统,可通过失效概率或可靠指标进行度量,采用近似方法计算铁路隧道洞门结构的可靠度是一种有效而实用的途径;(2)提出铁路隧道洞门体系可靠度分析和计算方法,实现了铁路隧道洞门的可靠度分析计算,并通过实例进行了验证,通过对时速为140 km单线铁路隧道端墙式洞门的安全概率进行计算,其安全概率在99.22%以上,倾覆极限状态是隧道洞门结构失效主要控制模式;(3)本文提出的铁路隧道洞门极限状态设计方法,可直接指导铁路隧道洞门设计。     

新型衬砌台车机械原理及其结构优化

为改善隧道施工通风环境,节约衬砌台车采购成本,本文对传统台车结构、通风性和无骨架台车构造、技术参数、安装方法及脱模工作原理进行介绍。以某无骨架台车为原型,利用有限元软件对其进行结构受力分析及汇总材料数据,并对结构优化设计,形成铰接式台车方案。结果表明:铰接式台车结构受力科学,内部空间大,自重轻,拆装快捷,通排风效果好,值得推广应用。     

铁路新型钢混组合独塔部分斜拉桥设计研究

以在建的银川机场黄河特大桥主桥为工程依托,结合国内外钢混组合结构的研究现状,推出一种新型大跨钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥结构。根据钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥的特点,采用空间杆系与实体有限元分析方法,对结构的构造细节及受力特征进行分析,以确定本结构应用于高速铁路的可行性。采用有限元仿真分析与概念设计相结合,对钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥的结构体系、承载形式、钢混结合形式、截面构造、拉索锚固等一系列技术重难点进行研究。研究结果表明:新型钢混组合独塔部分斜拉桥,可应用于高速铁路;结构受力合理,可充分发挥材料特性以减小结构自重;结构整体刚度好,可满足高速铁路行车要求;施工安全可控,可降低施工干扰;结构造型优美,经济性能佳;桥型新颖,技术先进创新性突出。     

张唐铁路观景台隧道露拱段施工技术

张家口至唐山铁路观景台隧道出口段谷壑较多,根据线路设计DK349+782—DK349+797 m段拱顶露出地面,经方案比选,最终确定采用明洞暗挖法施工,即先清理该段表层土,回填修整形成套拱土模,随后安装型钢拱架绑扎钢筋,浇筑混凝土完成套拱施作,最后在其保护下进行三台阶七步开挖法掘进施工。施工实践表明:套拱的提前施作避免了路堑式明洞方案的工序交叉和开挖方法转换,保证了施工安全和进度,节约了成本,可为类似工程提供借鉴。     

昌南大道跨京九线(90+132+90)m预应力连续梁设计

南昌市昌南大道跨京九线高架桥主桥为(90+132+90)m三跨预应力混凝土连续梁,主梁采用变截面箱形结构,施加三向预应力,挂篮悬臂浇筑法施工。详细介绍主梁结构尺寸拟定,预应力体系设计,并提供部分结构分析结果。     

跨营运铁路双层公路钢桁腹-板桁组合桥施工方案设计

以某上跨营运铁路2×85 m双层公路连续钢桁腹-板桁组合桥为背景，针对混凝土与钢结构施工先后顺序提出3种主梁施工方案：方案一为先浇筑混凝土，再拼装钢结构；方案二为先拼装全部钢结构，再浇筑混凝土；方案三为先拼装钢主桁，再浇筑混凝土，最后安装钢桥面板。通过建立有限元模型，对比分析3种方案在施工及运营阶段结构的受力性能，并对其转体施工安全性及临近既有线防护进行设计分析。结果表明：（1）方案一受力性能最优，但3种方案混凝土及钢结构应力均能满足规范要求，且应力水平差别较小；（2）综合考虑施工难易程度、施工风险、施工经济性、对铁路运营安全影响等因素，本桥采用方案二施工；（3）转体施工选用竖向承载力2.9万t级球铰，转体过程中结构的强度、刚度及稳定性均满足要求；（4）本桥采用的地基加固处理、防倾覆措施等一系列设计，确保临近既有线施工的安全性，可为后续此类临近既有线双层转体桥施工提供参考。     

组合式混凝土衬砌台车在深圳供水工程中的应用

在深水工程5#隧洞二次衬砌混凝土施工中,成功地采用自行设计、加工的组合式混凝土衬砌台车进行混凝土浇筑。文章介绍组合式混凝土衬砌台车的结构、工作原理和施工工艺,与整体式混凝土衬砌台车相比具有一定优势。     

H形路堑桩板墙结构计算及支护效果分析

以在建的阳平关—安康铁路二线工程为依托,采用解析法和数值模拟方法对新型深路堑支护结构H形路堑桩板墙进行结构受力和变形分析,并与明洞结构进行对比。结果表明:H形路堑桩板墙通过横向支撑将支挡结构连接成整体,横向支撑起到减少桩的侧向位移的作用;H形路堑桩板墙结构受力均匀,整体变形协调,稳定性较高,能达到常规挡土墙难以达到的支撑高度;H形路堑桩板挡土墙与明洞结构相比,较易施工且可缩短工期,节约工程成本。