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柔性钢棚洞结构在落石灾害防治中的应用研究

西南交通大学学报 2015年第1期50卷 110-117页

作者：刘成清陈林雅陈驰李俊君赵世春西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为了解决柔性钢棚洞结构研究和设计依据缺乏的问题,针对我国交通建设中落石灾害的广布偶发与集中群发的特点,比较了不同落石灾害防治措施在工程应用中的优缺点,分析了刚性和柔性棚洞结构的特点及在设计理论、动力性能及稳定性能等方面... 详细信息

为了解决柔性钢棚洞结构研究和设计依据缺乏的问题,针对我国交通建设中落石灾害的广布偶发与集中群发的特点,比较了不同落石灾害防治措施在工程应用中的优缺点,分析了刚性和柔性棚洞结构的特点及在设计理论、动力性能及稳定性能等方面的研究现状;并利用有限元软件ANSYS进行数值模拟,结果表明:在相同宽度、延伸长度和防护能级的条件下,柔性钢棚洞在结构受力、施工、环保和经济性等方面具有显著优越性,特别适用于隧道、公路进出口对落石的防护,尤其是快速抢修抢建工程.

关键词：落石灾害棚洞结构数值模型柔性防护结构研究进展

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季冻区棚洞结构建设技术

吉林大学学报（地球科学版） 2011年第1期41卷 168-171页

作者：王文华王清赵文丁吉林大学建设工程学院长春130026 长春工程学院土木工程学院长春130012 吉林省公路勘测设计院长春130021

为保护高速公路傍山路段的边坡和自然环境,将棚洞按三心圆拱加拱形顶板的斜柱支撑体系建设。根据棚洞的不同埋深,分别采取明挖、护拱和暗挖等开挖方式,避免由于大开挖引起的边坡或山体不稳定而产生的落石、滑坡、滑塌等灾害发生。对棚... 详细信息

为保护高速公路傍山路段的边坡和自然环境,将棚洞按三心圆拱加拱形顶板的斜柱支撑体系建设。根据棚洞的不同埋深,分别采取明挖、护拱和暗挖等开挖方式,避免由于大开挖引起的边坡或山体不稳定而产生的落石、滑坡、滑塌等灾害发生。对棚洞最不利位置的平面应变弹性数值模拟分析表明:在季冻区的气候条件下将棚洞按三心圆拱加拱形顶板的斜柱支撑体系建设是合理的,其主拉应力为1.440MPa,主压应力为3.240MPa,合位移为2.1mm,在安全上满足JTG D70-2004公路隧道设计规范要求。采用适合季冻区的三心圆拱斜柱式棚洞结构型式和防、排水措施,为季冻区傍山公路建设提供防灾环保型建设理念的经验。

关键词：季冻区棚洞结构建设技术数值模拟

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滚石对棚洞结构的冲击动力分析

交通运输工程学报 2012年第1期12卷 25-30页

作者：杨璐李士民吴智敏沈新普大连理工大学土木工程学院辽宁大连116023 沈阳工业大学建筑工程学院辽宁沈阳110870

以棚洞结构为原型,对滚石冲击作用下棚洞的接触力、位移、损伤与能量进行了研究。将滚石简化为刚性球体,围岩和土体为理想弹塑性材料,混凝土为弹塑性材料,通过ABAQUS有限元,模拟了不同速度与冲击角度下滚石冲击荷载对棚洞结构的动力响... 详细信息

以棚洞结构为原型,对滚石冲击作用下棚洞的接触力、位移、损伤与能量进行了研究。将滚石简化为刚性球体,围岩和土体为理想弹塑性材料,混凝土为弹塑性材料,通过ABAQUS有限元,模拟了不同速度与冲击角度下滚石冲击荷载对棚洞结构的动力响应。分析结果表明:在冲击角不变时,滚石速度越大产生的位移越大,在速度不变时,滚石的冲击角越小产生的位移越大;混凝土防护结构损伤最严重的地方发生在与滚石接触的区域,其次在斜腿柱上端和同柱子连接的横梁处,在实际工程中应加强柱子上端与横梁连接处的强度;棚洞主要通过混凝土防护结构来吸收和消耗冲击能,土垫层吸收和消耗冲击能很有限,为了缓解滚石冲击对混凝土防护结构的破坏,可在棚洞支座处增设耗能减震器。

关键词：棚洞结构滚石混凝土防护结构冲击能 ABAQUS有限元

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棚洞结构洞形优化计算分析

岩土力学 2007年第S1期28卷 490-492页

作者：刘元雪谢锋蒋树屏周家伍陈忱后勤工程学院建筑工程系重庆400041 重庆交通科研设计院重庆400067

随着国民经济的发展和社会的进步,公路隧道环保型建设技术日益受到重视。以南京—淮安高速公路南京江北段老山公路隧道为依托,提出了一种环保型结构——新型棚洞。采用大型通用有限元软件ANSYS对5种不同棚洞结构型式进行了优化。从弯矩... 详细信息

随着国民经济的发展和社会的进步,公路隧道环保型建设技术日益受到重视。以南京—淮安高速公路南京江北段老山公路隧道为依托,提出了一种环保型结构——新型棚洞。采用大型通用有限元软件ANSYS对5种不同棚洞结构型式进行了优化。从弯矩、轴力、剪力3个方面综合计算分析表明,全拱式棚洞是最优方案。

关键词：棚洞结构环保数值分析优化

基于理论与LS-DYNA耗能减震棚洞结构研究

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北京交通大学学报 2022年第1期46卷 115-122页

作者：梅华王星夏永旭董子文湖南工学院建筑工程与艺术设计学院湖南衡阳421002 湖南工学院安全与环境工程学院湖南衡阳421002 空军工程大学航空工程学院西安710038 长安大学公路学院西安710064

落石灾害是我国三大地质灾害之一,现有棚洞结构一旦遭遇落石冲击便导致结构损坏、失效.为了更有效地进行落石冲击防护,基于落石冲击棚洞结构的几何关系,推导出棚洞顶板极限抵抗力与落石平均冲击应力计算式,考虑弗拉索夫板原理得到落石... 详细信息

落石灾害是我国三大地质灾害之一,现有棚洞结构一旦遭遇落石冲击便导致结构损坏、失效.为了更有效地进行落石冲击防护,基于落石冲击棚洞结构的几何关系,推导出棚洞顶板极限抵抗力与落石平均冲击应力计算式,考虑弗拉索夫板原理得到落石最大冲击应力.通过建立落石冲击棚洞结构的LS-DYNA计算模型,获得在不同冲击速度下顶板腹部正中单元的应力波动曲线.研究表明:以落石平均冲击应力判断棚洞结构安全与否会存在一定偏差;理论与数值模拟算法下棚洞顶板腹部正中单元的最大冲击应力计算结果相吻合;抗冲击力算法、极限抗拉应力算法下,棚洞顶板结构均会在12 m/s落石冲击速度下发生破坏.

关键词：棚洞结构落石冲击理论计算 LS-DYNA

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高岭棚洞结构设计

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2011年第1期30卷 89-91页

作者：王文华赵文丁刘义河长春工程学院土木工程学院吉林长春130012 吉林大学建设工程学院吉林长春130026 吉林省公路勘测设计院吉林长春130021

为保护图们至珲春高速公路高岭傍山段的边坡和自然环境,将傍山边坡的锚喷支护与棚洞结构有机结合起来,从而最大限度地保护生态环境并保持山体稳定,避免由于大开挖引起的边坡或山体不稳定而产生的落石、滑坡、滑塌等灾害发生。最不利位... 详细信息

为保护图们至珲春高速公路高岭傍山段的边坡和自然环境,将傍山边坡的锚喷支护与棚洞结构有机结合起来,从而最大限度地保护生态环境并保持山体稳定,避免由于大开挖引起的边坡或山体不稳定而产生的落石、滑坡、滑塌等灾害发生。最不利位置处的平面应变弹性数值模拟分析表明:该种结构体系是合理的,其变形与受力满足相关规范要求。该结构设计采用了适合季冻区的傍山棚洞结构型式和防、排水措施,对季冻区此类结构的建设具有一定的参考价值和指导意义。

关键词：季冻区棚洞结构环境保护

装配式钢波纹板棚洞结构的施工与结构监测分析

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工业建筑 2023年第S2期53卷 893-895页

作者：谢峻峰揭庆芳郭建昆张馨艺中交路桥华北工程有限公司北京101100 昆明理工大学建筑工程学院昆明65000

与传统现浇混凝土棚洞相比,装配式钢波纹板棚洞具有施工周期短、造价低、施工作业面积小、可操作性高等特点。其更适用于山区、高海拔及严寒地区。依托云南德钦至贡山公路提升完善养护工程中1号钢波纹板型棚洞,研究了钢波纹板棚洞的施... 详细信息

与传统现浇混凝土棚洞相比,装配式钢波纹板棚洞具有施工周期短、造价低、施工作业面积小、可操作性高等特点。其更适用于山区、高海拔及严寒地区。依托云南德钦至贡山公路提升完善养护工程中1号钢波纹板型棚洞,研究了钢波纹板棚洞的施工过程以及对施工过后的棚洞结构进行了应力监测规律分析,结果表明:装配式钢波纹板的施工过程更加简便,可以极大节约人力物力财力,同时在监测测量中,各埋设点在监测后期的应变测量值稳定在一定范围内,均表现出了良好的稳定性,说明该工程的施工工艺具有很强的可借鉴性,具有较好的实用性和运用前景。

关键词：装配式钢波纹板棚洞结构施工过程应力监测

橡胶缓冲垫层保护下棚洞结构落石冲击力学响应研究

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铁道建筑 2017年第2期57卷 64-67页

作者：王琦王玉锁耿萍西南交通大学土木工程学院四川成都610031

采用以橡胶为原料的废弃轮胎作为垫层材料,利用有限元软件建立落石冲击棚洞结构模型,研究落石冲击速度、橡胶缓冲垫层厚度对棚洞结构最大等效应力、结构动能、节点位移等的影响。结果表明:在竖向落石冲击作用下,棚洞结构中间跨的横梁端... 详细信息

采用以橡胶为原料的废弃轮胎作为垫层材料,利用有限元软件建立落石冲击棚洞结构模型,研究落石冲击速度、橡胶缓冲垫层厚度对棚洞结构最大等效应力、结构动能、节点位移等的影响。结果表明:在竖向落石冲击作用下,棚洞结构中间跨的横梁端部为受力不利位置;落石的冲击速度越高、橡胶缓冲垫层越厚,橡胶垫层的缓冲作用越显著;在冲击荷载作用下,棚洞结构横梁下部会承受较大的拉应力,应加强横梁底部的钢筋布置。

关键词：隧道落石橡胶缓冲垫层有限元分析棚洞结构动力响应冲击荷载

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滚石冲击下新型组合棚洞结构的动力响应分析

建筑结构 2018年第S2期48卷 546-549页

作者：吴长丁金伟黄贵武兰州理工大学土木工程学院兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心兰州730050

棚洞结构是防止滚石灾害的有效措施之一,传统意义上的钢筋混凝土棚洞结构已经不能更好地解决这一问题。因此提出了一种以索网和钢桁架组合而成的新型组合棚洞结构的方法来阻拦滚石冲击。本结构中钢拱梁及格构柱为主要传力构件,主要承受... 详细信息

棚洞结构是防止滚石灾害的有效措施之一,传统意义上的钢筋混凝土棚洞结构已经不能更好地解决这一问题。因此提出了一种以索网和钢桁架组合而成的新型组合棚洞结构的方法来阻拦滚石冲击。本结构中钢拱梁及格构柱为主要传力构件,主要承受拉力、压力、弯矩,而钢丝网及下部索网为主要的耗能构件,具有很大的变形能力,能够吸收滚石的冲击能。利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对该结构进行数值模拟,从加速度响应、能量耗散、应力传递三方面进行了动力分析,研究了滚石冲击对棚洞结构破坏的影响,为新型组合棚洞结构的设计提供了理论依据。

关键词：滚石冲击棚洞结构数值模拟动力响应分析能量变化