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高强钢筋格栅在铁路隧道中的适用性与施作技术研究
| 论文题名： | 高强钢筋格栅在铁路隧道中的适用性与施作技术研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;高强钢筋格栅;支护刚度;施工质量 |
| 摘要： | 高强钢筋相对于普通钢筋具高强度、延性好、强屈比高、应变时效敏感性低、焊接和冷弯性能好等诸多优点，其优异的力学性能有利于减少钢筋用量、提高混凝土结构的施工质量，目前已逐渐应用于采矿，建筑，道路，地铁车站等领域。然而在铁路隧道工程中尚无应用先例，对高强格栅在铁路隧道工程中的适用性研究尚处一片空白，探究高强钢筋格栅在铁路隧道中的适用性对高强钢筋在铁路工程中的推广应用具有重大意义。本文依托成兰铁路柿子园隧道，通过资料调研，理论分析，现场对比试验，数值仿真模拟分析，对高强钢筋格栅在铁路隧道中的适用性进行一系列研究，并对高强钢筋格栅的施作技术进行总结，为高强格栅在铁路隧道工程中的应用推广借鉴参考，主要工作与成果如下: (1)通过查阅文献与现场调研，发现高强钢筋除强度等级高之外还有延展性好，强屈比高，冷弯性能好等力学性能优势，且拥有与混凝土粘结效果好，承载力更高的工程特性，并总结了不同类型钢架的支护特点与适用范围。 (2)通过理论分析对试验所用钢架喷射混凝土支护体系刚度进行计算分析，探究各试验段围岩与支护之间的相互作用关系，并结合柿子园隧道工程概况用数值模拟手段分析支护刚度与围岩收敛的关系，发现理想状态下各试验段高强格栅喷射混凝土支护刚度理论计算值最小，但与其他钢架差别并不明显，而各类型初期支护刚度均能满足实际应用要求。 (3)在刚度能满足实际工程需要的情况下，以成兰铁路柿子园隧道为依托，开展高强钢筋格栅在隧道初期支护的现场对比试验研究，并对围岩与初期支护间接触压力，钢架应力，围岩收敛等进行监测，整理数据分析发现，高强钢筋格栅初期支护呈现出围岩压力小，钢架应力大，快稳定，早收敛，变形小的支护效果，并非一般认识的单纯柔性支护特点。 (4)考虑喷射混凝土的弹性模量的发展过程，并根据钢架与喷射混凝土之间的粘结效果和现场施工效果，对不同类型钢架喷射混凝土支护刚度进行修正，采用动态参数模拟初期支护刚度发展，对隧道施工进行三维仿真数值分析，模拟结果显示高强钢筋格栅具有初始变形大，降速快，收敛小，“先柔快刚”的支护特点，与现场试验比较吻合，高强格栅的适用性得到很好验证。 (5)根据现场应用经验总结出高强格栅加工、拼装架设工艺流程以及技术要点，并分析优化合理开挖参数，为高强格栅在铁路隧道工程中的应用推广提供经验借鉴参考。 |
| 作者： | 丁远振 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 谭忠盛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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