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[2] 

机构地区：[1]山东省路桥集团有限公司,济南市250011 [2]中南大学土木工程学院,长沙市410075

出　　处：《公路》2021年第11期359-364,共6页Highway

基　　金：山东省技术创新项目,项目编号201931901021;浙江省交通运输厅科技计划项目,项目编号2020002;武汉铁路局科技研究开发计划,项目编号19G09。

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。

关 键 词：公路隧道 钢板加固 数值模拟 加固机理 结构优化 

分 类 号：U457.3[建筑科学—桥梁与隧道工程]