山区装配式悬挑路基结构力学行为分析

发布时间：2020-06-14 14:13

【摘要】：山区公路的建设对促进地区经济发展,提高社会效益有着重要作用,随着越来越多的山区公路工程的建设,其中遇到的一些问题也被越来越多地提出。在山区地形多变的环境下,传统公路路基设计方案多需要大方量挖填方,这使得路基稳定性并不像平原地区那样容易得到保证,而有学者提出的装配式悬挑路基方案可以在一定程度上解决这些问题。装配式悬挑路基的设计理念是利用悬挑结构以减少土石方工程量的同时,又利用预制配件现场装配,以节约时间成本,并能够通过标准预制件保证部件质量,且预制挑梁具备可调底座用来调整梁柱连接位置,使得预制件有较好的兼容性。但该结构实际研究成果较少,因此其结构受力性能有必要做进一步的研究。本文以实际工程为背景,以山地条件下四跨悬挑路基结构为研究对象,通过对悬挑路基实际约束条件及荷载情况进行数值模拟,开展了悬挑路基结构力学行为分析的研究,通过分析各部件受力状态及位移情况,对比对比各跨挑梁及立柱状态,发现荷载作用下结构各部件位移分布规律,基于强度折减法计算坡体整体稳定性,得到其稳定性安全系数,并针对薄弱部位提出相应应对措施。针对山区可能面对的地形起伏情况,通过对施加悬挑路基方案进行修改,以不同悬挑长度为变量分析结构力学行为的变化,总结出了土体及悬挑路基力学行为变化与悬挑长度之间的联系。通过将不同悬挑长度的挑梁组合到一个悬挑结构中形成组合结构,进一步对比了不同类型的组合悬挑结构在同种工况下的力学行为,结果表明不同挑梁长度组合的悬挑路基在一定程度上可以使各梁柱构件受力更加均匀合理。通过设置不同入射角度及不同布置数量不同布置位置,分析不同锚杆布置方式对悬挑结构整体稳定性的影响,尤其是对中间立柱及中间挑梁的影响,结果表明锚杆的设置可以明显控制路基整体位移,且结构稳定性对锚杆入射角不敏感,并针对本文结构形式提出较优的锚杆布置方式。建立了单榀悬挑结构,包括锚栓装配节点的有限元模型,从梁、柱应力分布上分析装配式结构装配节点工作性能,并通过改变节点细部构造进一步探讨了锚栓装配节点的设置。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U416.1
【图文】：

图 1.1 山区公路建设挖方施工Fig 1.1 Construction and excavation construction of mountain roads本控制公路路基施工的挖填方较多，在岩石地质需要挖方时需要人工带来的人工机械成本及时间成本会产生较多费用[2]。另一方，对现场支模浇筑等工作的进行带来较大难度，且混凝土运输离问题也会产生较多费用。上述问题，近年来有部分学者提出将悬挑结构应用到山区公路是通过悬挑形式路基来解决山区路基宽度不够问题，并通过这过程中对周围环境产生的破坏，也间接减少施工成本的产生，济的施工水平。而且其中多数山岭地区需要进行的挖填方工程的应用可以最大程度的减小施工面进而减少施工过程对周围环

图 1.3 边坡格构基础悬臂结构复合道路Fig 1.3 Section slope lattice foundation cantilever structure compos

【参考文献】

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本文编号：2712902