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隧道二襯欠(qiàn)厚檢測(cè)及結構安全性
更(gèng)新時(shí)間(jiān):2023-01-17 14:38
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結合當前鐵路隧道發展(zhǎn)的情(qíng)況,結合自身從事隧道檢(jiǎn)測工程實踐(jiàn)經驗,分析了隧道二襯檢測應該注意的要點(diǎn),並通(tōng)過實踐案例分析了(le)襯砌結(jié)構安全(quán)性評價方法,以及開展了(le)相關的計算工作,希(xī)望對於全麵提升隧道檢測水平有所幫助。

關鍵詞:隧道檢測(cè);二襯欠厚檢測;檢測方法;結構安全性

當前,我國的鐵(tiě)路(lù)事業在(zài)經濟社會快速發展(zhǎn)的背景(jǐng)下迎來了空前發展(zhǎn)機(jī)會,從實際(jì)情況下存在著施(shī)工(gōng)水平不高、地質環境負責等(děng)情況,部(bù)分隧道工程存在著質量缺陷。如果不加以重視,則會造(zào)成質量缺陷問題日趨嚴重,會造成隧道的安全性受到影響。針對當前二襯欠厚方(fāng)麵的(de)研究工作來看,二襯屬於保障隧道安全重要方麵,如果其存(cún)在著二襯欠厚的問題,則(zé)意味著承載力偏低、承受力不合理(lǐ)等情(qíng)況。考慮(lǜ)到二襯截麵為矩(jǔ)形梁的情況,存在著欠厚截麵的問題,這樣會造(zào)成明顯(xiǎn)降低慣性矩與剛度的情(qíng)況,也會造成偏離中性軸的情況,進而引發應力集中的影響,會造成容易出現高速列車運行引起的動力響應問題,也反作用在破(pò)壞襯砌方麵。考慮到二襯欠厚的成因,從實際來(lái)看,主(zhǔ)要涉及到土體塌落、超挖和(hé)欠挖、地質環境差和混凝土(tǔ)向下錯動等方(fāng)麵。

1 隧道二襯檢測

在具體檢測實踐中,選擇設備為SIR-3000 型探地(dì)雷達,並結合(hé)實際應用工況要求來配置高中低頻(pín)雷達天線,能滿足於16 MHz ~ 2. 2 GHz頻率範圍要求,並能配置相應的位置自動伺服係統,能有效進行相應信號的有效接受。在具體的檢測實踐中,能滿足於雷達主(zhǔ)機(jī)發射(shè)高速脈衝信號的要(yào)求,具體速度能實(shí)現64 次/ s,並結合實(shí)際需求來控製每米進行布測50個。

1. 1 探(tàn)地(dì)雷達測線布置(zhì)

隻有通(tōng)過(guò)合理化布置相應的探(tàn)地雷達檢測(cè)位置,方可進一(yī)步探測鐵路隧道襯砌病害問題。從實際情況來看,主要涉及到的關(guān)鍵位置為拱頂、左拱腰(yāo)、右拱腰、左邊(biān)牆、右邊牆以及仰拱等六個部分。同時,考慮到實際情況下的已經(jīng)運營隧道(dào)情況,難以開展探地雷達(dá)檢測,這裏僅通過實際來落實前麵五個關鍵位置的布置。

1. 2 探地雷達檢測結果統計

利用SIR-3000 型探地雷達來開展相應的隧道(dào)二襯厚度檢測工作,經過相關的統計(jì)數表明,存在著(zhe)二襯欠厚部位154處,襯砌背後(hòu)空洞位(wèi)置(zhì)有39處,而二襯欠厚且襯砌背後空洞情況為37處。這樣能有效表明借助於探地雷(léi)達檢測的有(yǒu)效(xiào)性。

通過相關統計數據來看,影響隧道結構安全運營主(zhǔ)要因素為二襯欠厚病害,其將近占到了總體病害數的七成。同時,結合二襯欠(qiàn)厚對隧道結構影響情況,重點統計相關(guān)的內容,其中,拱頂的缺(quē)陷分布率所占比例較大,究其原因,主要是考慮到建設實踐中,在重力影響作用下,特別沒有全凝固狀態下,可能存在著有效的(de)支(zhī)撐約束的過早拆除情況,容易出現向(xiàng)下(xià)塌落的問題,進而出現拱頂二襯缺陷的問題。

2 襯砌結構安全性評價方(fāng)法

結合素混凝土二次襯砌截麵的(de)安(ān)全驗算的實際情況,在進行相關(guān)的破損過程中的驗算來看,可以明確相(xiàng)應的安全係數,反映出 襯砌結構安全性。在具體的結算過程中,結合(hé)初始偏心距(jù)的情況來進行處理,當其值(zhí)超(chāo)過0. 2d範(fàn)圍,則按(àn)照(1)計算;而小於0. 2d則(zé)按照(2)計(jì)算(suàn)相應的混凝土截麵偏心受(shòu)壓。

考慮到(dào)相應的隧道結構特點,在進行地層壓力計算過(guò)程中,結合地層特點以及圍岩對襯(chèn)砌(qì)結構(gòu)的約束影響,選擇發揮出Winkler 地層模型的優(yōu)勢來進行相關(guān)推斷。具體可以選擇相應的有限元的分析方法,能實現襯(chèn)砌結構上(shàng)的分布荷(hé)載(zǎi)轉化為集中荷載作用於節點的要(yào)求,可以選(xuǎn)擇相(xiàng)應的彈簧(huáng)模擬的圍(wéi)岩約束的方案,通(tōng)過集中荷載方式作用在節點來進行相關的受力分析。

3 隧(suì)道二襯欠厚計(jì)算模型及二襯安全性分析

從現(xiàn)場勘查的情況表明,高速鐵路隧道(dào)所穿(chuān)越大(dà)都(dōu)是Ⅳ級的地(dì)層圍岩,屬於深埋隧道(dào)的範疇。結(jié)合SIR-3000 型探地雷達檢測的數據,整體上結合相應的情況,落實在拱頂、拱腰、邊牆(qiáng)等(děng)關鍵位置存在著不同(tóng)程度的缺陷問題。於是,選擇有限元分析軟件來進行相(xiàng)應的模(mó)型構建,其中,可以按(àn)照實況參數(shù)要求來構建模型,進行(háng)二襯(chèn)結構的(de)計(jì)算。利用有限元仿真的(de)方式,能明確展示出(chū)結構各部位的內力情況,並落(luò)實相應的(de)安全係數。參考《鐵路隧道設計規範》的標準(zhǔn)要求,應結合相應的襯砌截麵受力(lì)形式的不同來確定相關安全係數。通過(guò)相關的(de)計算,落實各部位安全係數(shù)的函數擬合操作,這樣能有效保障最小安全厚度的要求。從相應的結(jié)算結果來(lái)看(kàn),其中。二襯整體(tǐ)欠厚h0/ h<0. 479的情況下,意味著拱頂受到拉力作用而遭到破壞,此時臨(lín)界厚度為19.8cm;同(tóng)樣的方式,確定拱頂欠厚的厚度為16. 7~ 26. 3 cm範(fàn)圍;左拱腰欠厚情況下,並(bìng)沒有出現拉壓破壞的(de)情況;在左邊牆(qiáng)欠厚的(de)情況下,臨界厚度(dù)為3.5cm。

4 結論

結合(hé)工程實踐(jiàn)案例,在具體的二襯結構缺陷檢測的實踐中,重點探討了基於二襯欠(qiàn)厚部位、欠厚程度等情況(kuàng),並就相應的應力結構部分以及安全性(xìng)問題進行探討(tǎo),探討了二(èr)襯主要的缺陷表現(xiàn)為欠厚缺陷(xiàn),並(bìng)落實了不同結構(gòu)所(suǒ)造成的內力(lì)分布的具體情況,落實了二襯整體欠(qiàn)厚的情況下,相關各個部門的臨(lín)界厚度的情況。總體來看,本文提出的方法(fǎ)對於提升(shēng)隧道二襯欠厚檢測及結構(gòu)安全性(xìng)水平有(yǒu)所幫助。


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