大断面隧道拱顶脱空钢板加固机理及效果研究

• 作者: 迟作强 邵帅 梁广山 伍毅敏
• 来源期刊: 公路
• 学科: 交通运输
• 关键词: 公路隧道 钢板加固 数值模拟 加固机理 结构优化
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 隧道
• 页码范围: 359-364
• 页数: 6页
• 分类号: U457.3
• 语种: 中文

摘要

为研究黏钢加固对大断面隧道拱顶衬砌脱空的加固机理,基于某大断面隧道拱顶脱空加固方案,建立三维有限元模型.模型考虑结构胶固定、化学锚栓固定、结构胶与化学锚栓共同固定钢板3种工况,分别分析化学锚栓、钢板与衬砌的受力特性,探究钢板加固机理,并在此基础上优化加固方案.结果 表明:钢板加固是一种有效的拱顶脱空病害处治措施,可降低脱空衬砌不利拉应力,提高了结构的承载能力,防止衬砌掉块脱落.不同的钢板加固方案对衬砌的加固效果有所差异,当仅使用化学锚栓时,衬砌最大主应力下降22.7％;当仅使用结构胶时,最大主应力下降了41.6％;当同时使用结构胶和化学锚栓时,衬砌最大主应力下降了49.3％.在加固结构中,化学锚栓主要受环向剪力,钢板主要受环向拉力.在加载过程中,结构胶先于化学锚栓起到传递衬砌应力的作用.当存在结构胶时,化学锚栓对钢板的锚固效果有限.基于模拟结果,对现有的加固方案进行了优化,并设计了相应的施工流程,提高了化学锚栓的使用效率.