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采动影响下G309公路桥梁的变形分析及控制
| 论文题名： | 采动影响下G309公路桥梁的变形分析及控制 |
| 关键词： | 煤矿采动;国道桥梁;变形规律;实测分析;数值模拟 |
| 摘要： | 矿区公路桥梁作为与外界联系的交通要道，采动地表移动变形将严重影响其承载能力与稳定性。煤矿采动引起的不均匀沉降将导致桥梁的地基承载力降低，因此采动影响下公路桥梁的安全与稳定成了亟待解决的难题。本文基于现场监测数据，对S1203工作面推进175m停采后，国道桥梁受采动影响的变形规律进行研究，并建立数值分析模型，分析了工作面采动及车辆荷载对公路桥梁的影响，主要研究结论如下： 首先，在研究采动地表下沉移动变形的基础上，分析了西莲中桥的移动变形规律及可能出现的破坏形态。并基于概率积分法对西莲中桥走向及各墩台位置处地表下沉移动变形值进行了预计。其次，利用西莲中桥各墩台的实测数据分析了下沉、倾斜、水平移动对西莲中桥的影响，并根据相关规范对西莲中桥进行评价，评价结论为S1203工作面推进175m停采后，桥墩b1、b2、b3的总沉降值、倾斜值、水平变形值超过规范允许值，相邻桥墩的沉降差与曲率值满足规范要求。最后，对工作面采动及不同等级交通荷载对西莲中桥的影响进行数值分析，得出随S1203工作面向西莲中桥推进，公路桥梁桩基下沉值、水平移动值、相邻墩台沉降差呈上升趋势；桥板主应力及下沉值随工作面推进逐渐增大。在4种车辆荷载作用下各桩基均发生较大下沉，c1、c3桥墩下沉值最大；当工作面推进到170m时，在530kN车辆荷载作用下桥板最大主应力接近临界状态。在4轴530kN车辆荷载作用下桥板主应力最大，说明轴重是影响桥板主应力的主要因素。根据以上分析提出对桥墩、盖梁、桥面系相应的加固措施及监测方法。 为实现安全经济效益最大化，S1203工作面合理推进距离应为165m，此时的安全回采率为25.7％，采动地表下沉移动变形对桥梁的影响较小。为更好地保证桥梁的安全，建议相关工程安全回率宜在25%以下，既能保证公路桥梁的安全性，又减少了煤炭资源的损失。 |
| 作者： | 刘鹏飞 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 任连伟;何停印 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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