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大断面箱涵顶力分析与姿态反馈控制技术研究
| 论文题名： | 大断面箱涵顶力分析与姿态反馈控制技术研究 |
| 关键词： | 地下穿越工法;微扰动施工;顶进箱涵;顶力分析;姿态控制;优化分析 |
| 摘要： | 随着国民经济的持续高速发展，近年来我国出现了大量新建线路与既有线路发生立体交叉的工程，由于地下穿越方案具有施工期间不阻断既有路线交通、工期短、较少影响城市环境等优点，越来越受到重视，并得到广泛应用。而如何实现地下穿越微扰动施工，也已成为近年来的一个研究热点。 顶进箱涵工法，包括由其发展而来的管棚—箱涵法、管幕—箱涵法，是地下穿越工法的一种，适用于埋深不大、穿越距离较短且为直线的工程，广泛应用于穿越铁路和公路的工程。顶力分析与控制以及姿态控制技术是该工法的关键技术，也是实现微扰动施工的关键问题。 本文结合河南省交通厅项目《超大断面箱涵斜穿越顶进技术研究》和国家高技术研究发展计划(863计划)项目《大深度大断面地下穿越工程与微扰动施工研究》(2006AA11Z102)，通过广泛的设计与施工调查、理论方法研究、程序编制以及对监测数据的计算、分析和比较，取得了一些成果。本文完成的研究工作和取得的创新成果主要包括： 1.提出了顶进箱涵法实时受力分析方法，该方法相较传统顶力计算方法，主要特点在于考虑了施工工况对箱涵受力的影响，如箱涵顶进距离、偏位、挖土范围和部位、顶进速率等。在工程中使用该方法进行顶进实时受力分析，可以对现有施工参数进行评价并随时作出调整。该方法也是本文后续研究工作的基础。 2.对箱涵受力计算参数反演方法进行了研究。该方法的思路是通过现场实测数据，使用前述箱涵受力计算模型，进行优化反分析以确定摩阻系数和侧向土压力系数这两个箱涵受力计算中的关键参数。工程中使用该方法可以对这两个随时进行修正和调整，使之接近实际情况，进而提高受力正算的准确性。 3.提出了基于实时受力分析的箱涵姿态控制和纠偏优化分析方法。该方法的思路是通过对千斤顶参数(各顶镐窝千斤顶的顶力大小和方向)进行优化分析，使箱涵受力达到预定状态来控制箱涵水平姿态。 4.基于前述研究成果，在Matlab平台上编写了顶进箱涵法施工反馈分析和控制程序，该程序包括3个模块：(1)箱涵实时受力分析模块(正算)；(2)受力计算参数反演分析模块，包括摩阻系数反演和侧向土压力系数反演；(3)箱涵姿态控制和纠偏优化分析模块。并使用该程序对郑开大道顶进箱涵下穿京港澳高速公路工程进行了计算、验证和分析。 |
| 作者： | 费纬 |
| 专业： | 隧道及地下建筑工程 |
| 导师： | 丁文其 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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