高速铁路隧道拱顶二次衬砌背后存在空洞时气动荷载对其的影响
本文选题:高速铁路隧道 切入点:气动荷载 出处:《中国铁道科学》2017年06期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为了探索隧道拱顶二次衬砌背后不同范围内存在空洞条件下高速列车气动荷载对隧道二次衬砌结构的影响,采用隧道空气动力学的流体力学分析方法及结构力学分析方法,对二次衬砌结构的受力进行研究。研究结果表明:在气动荷载作用下,隧道二次衬砌结构处于"拉—压"的循环受力状态中;在隧道拱顶二次衬砌背后存在空洞时,衬砌结构上产生的瞬态应力变化规律与其受到的气动荷载变化规律一致,当列车运行速度为350km·h-1时,二次衬砌结构上产生的最大瞬态应力是同一时刻气动荷载的约39倍;在最大正峰值气动荷载作用下,随着拱顶二次衬砌背后空洞范围的增大,拉应力范围逐渐变小,拉应力值先增大后减小;在最大负峰值气动荷载作用下,隧道拱顶二次衬砌第一主应力仅有压应力而无拉应力作用,而且随着拱顶二次衬砌背后空洞范围的增大,二次衬砌受压区的范围逐渐变小,压应力值先增大后减小;二次衬砌结构上产生的最大应力绝对值随着列车运行速度的提高而增大,且与列车运行速度的平方成二次函数关系。
[Abstract]:In order to explore the influence of high-speed train aerodynamic load on tunnel secondary lining structure under the condition of void in different range behind the secondary lining of tunnel arch roof, the aerodynamics analysis method and structural mechanics analysis method of tunnel aerodynamics are adopted in order to explore the influence of high speed train aerodynamic load on tunnel secondary lining structure. The stress of secondary lining structure is studied. The results show that the secondary lining structure of tunnel is in the state of "tension and compression" under the action of aerodynamic load, and when there are holes behind the secondary lining of tunnel arch roof, The variation of transient stress on lining structure is consistent with that of aerodynamic load. When the train speed is 350 km 路h ~ (-1), the maximum transient stress on secondary lining structure is about 39 times of aerodynamic load at the same time. Under the action of the maximum positive peak aerodynamic load, with the increase of the void range behind the secondary lining of the arch roof, the tensile stress range gradually decreases, and the tensile stress value increases first and then decreases, and under the action of the maximum negative peak aerodynamic load, The first principal stress of the secondary lining of the tunnel arch roof has only compressive stress but no tensile stress, and with the increase of the void range behind the secondary lining of the arch roof, the range of the compression zone of the secondary lining becomes smaller, and the compressive stress increases first and then decreases. The absolute value of the maximum stress on the secondary lining structure increases with the increase of the train speed, and the quadratic function is formed with the square of the train speed.
【作者单位】: 中铁十八局集团国际工程有限公司;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51678036)
【分类号】:U455.91
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,本文编号:1613512
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