【摘 要】
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近年来,预制装配技术在我国地下工程建设中得到迅猛发展,有着改善施工期作业环境、提高施工质量和效率等诸多优点,但目前山岭隧道仰拱仍采用现浇施工,不仅工序复杂,效率低,且易发生开裂、上鼓和翻浆冒泥等病害,因此仰拱是未来隧道装配式发展的重点。本文采用室内试验和数值计算等研究方法,依托甘肃省某公路隧道工程,对山岭公路隧道装配式仰拱接头及结构力学特性进行系统研究,论文主要研究内容和成果如下:（1）对采用直螺
【基金项目】
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甘肃省交通运输厅科技项目（2021-09）
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近年来,预制装配技术在我国地下工程建设中得到迅猛发展,有着改善施工期作业环境、提高施工质量和效率等诸多优点,但目前山岭隧道仰拱仍采用现浇施工,不仅工序复杂,效率低,且易发生开裂、上鼓和翻浆冒泥等病害,因此仰拱是未来隧道装配式发展的重点。本文采用室内试验和数值计算等研究方法,依托甘肃省某公路隧道工程,对山岭公路隧道装配式仰拱接头及结构力学特性进行系统研究,论文主要研究内容和成果如下:（1）对采用直螺栓、弯螺栓连接的装配式仰拱接头进行压弯试验,系统地研究了在不同的轴力、弯矩组合作用下装配式仰拱接头侧面混凝土表面应变、接头张开量、转角等变化规律;获得弯螺栓和直螺栓在不同荷载组合下抗弯刚度变化规律,建立装配式仰拱接头抗弯刚度经验公式;通过对其进行破坏试验,得到不同形式装配式仰拱接头受弯破坏特征,具体表现为施力侧接缝受压产生裂缝,随后裂缝斜向发展并贯通,最终接头混凝土发生受压破坏,螺栓变形量较小。（2）运用大型有限元软件ANSYS,建立装配式仰拱接头的三维精细化有限元模型,模拟装配式仰拱接头连接形式及螺栓接触状态,研究不同轴力、弯矩组合作用下装配式仰拱接头转角、位移、螺栓和混凝土应力以及接触压力发展规律;对接头的抗弯刚度进行了对比分析,总结出接头在轴力、弯矩荷载作用下抗弯刚度变化规律,对装配式仰拱接头力学试验结果进行验证和补充。（3）建立围岩-隧道三维耦合有限元模型,研究装配式仰拱在围岩荷载作用下的受力和变形特征;探讨了装配式仰拱结构对整体预制结构的折减作用,得到整体预制仰拱接头刚度折减系数为0.7;对比分析了螺栓预紧力对衬砌位移和应力等典型指标的影响,得到螺栓预紧力可以有效增强结构稳定性的结论。（4）在盾构隧道管片拼装工艺的基础上,根据现场施工情况,提出对公路隧道预制装配式仰拱可行性的拼装施工建议,结合山岭公路隧道现场施工实际情况,明确装配式仰拱块吊装、定位、安装等施工工艺,并开展工程示范,为公路隧道预制装配式衬砌结构发展提供了施工设计基础。该论文有图127幅,表24个,参考文献82篇。
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