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大吨位悬索桥隧道式锚碇承载性能研究
| 论文题名： | 大吨位悬索桥隧道式锚碇承载性能研究 |
| 关键词： | 悬索桥;隧道式锚碇;承载性能;数值模拟 |
| 摘要： | 近些年来，随着我国交通建设的快速发展，大跨径悬索桥已广泛运用于高山峡谷地区道路建设中，隧道式锚碇作为悬索桥的一种重要锚固形式，其承载力及其影响因素是隧道式锚碇工程设计的基础。因此本文依托泸定大渡河悬索桥隧道锚工程，对隧道式锚碇承载力的计算方法和影响因素进行了分析，主要研究工作如下: 1)运用MIDAS-GTS软件建立了包含隧道式锚碇、下穿公路隧道、主墩以及山体的三维地质模型，通过FLAC3D有限差分软件模拟了泸定大渡河悬索桥隧道式锚碇在超张拉、极限超张拉、加卸载循环张拉以及围岩长期强度四种典型工况下围岩的变形、锚碇与围岩界面上正应力和摩阻力的分布规律、塑性区分布以及破坏模式，得出泸定大渡河悬索桥隧道式锚碇的极限承载力为7倍的设计缆力，锚碇系统的破坏模式为沿锚碇与围岩界面的剪切破坏，围岩长期强度和加卸载循环张拉工况下锚碇围岩变形均为毫米级，塑性区分布范围较少，锚碇系统承载性能良好。 2)通过三维数值分析，得到了当锚碇围岩强度降低为原来的60％、50％、40％时的塑性区分布特征，提出在隧道锚碇围岩强度较低时，有可能发生剖面上下非对称的组合式破坏模式。 3)采用极限平衡法分别推导了界面剪切破坏和组合式破坏时的锚碇承载力的近似理论计算公式，其中界面剪切破坏理论计算结果与数值模拟结果误差为2％。利用组合式破坏模式理论公式计算了在围岩强度分别降为原来的100％、70％、60％、50％、40％时锚碇系统承载力和不同缆力作用下系统的安全储备。 4)通过三维数值模拟，对隧道式锚碇承载力的影响因素进行了分析，主要包括围岩弹性模量、锚碇轴向倾角、长度及放大角，得出锚碇系统承载力分别随这4个量的增加而呈不同程度的非线性增大的规律;在此基础上考虑锚碇主要影响因素的可改变性对泸定大渡河悬索桥隧道式锚碇原设计的合理性进行了分析，并将原设计优化为:锚碇轴向倾角α=40°，锚碇长度L=50m，锚碇放大角α=3.6°。 本文的研究工作可为大吨位悬索桥隧道式锚碇的设计计算提供指导与参考。 |
| 作者： | 程富强 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 肖世国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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