采动区可续建箱型结构承载特性研究

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1、硕士学位论文采动区可续建箱型结构承载特性研究StudyontheBearingCharacteristicsofContinuousBoxStructureinMiningArea作者：孙银荣导师：于广云教授盛平讲师中国矿业大学二○一五年五月中图分类号TU375学校代码10290UDC624密级公开中国矿业大学硕士学位论文采动区可续建箱型结构承载特性研究StudyontheBearingCharacteristicsofContinuousBoxStructureinMiningArea作者孙银荣导师于广云、盛平申请学位工学硕士培养单位力学与建筑工程学

2、院学科专业桥梁与隧道工程研究方向箱型结构答辩委员会主席东兆星评阅人刘希亮、王东权二○一五年五月论文审阅认定书研究生在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢时光似箭，三年的研究生生活转瞬即逝，在这三年里既有学习和成长，也有老师、同学、朋友陪伴的欢乐和幸福。本论文是在导师于广云教授的悉心指导下完成的。我三年研究生生活期间，在学习和生活上，于老师均给予

3、了我精心培养和深切关怀。于老师深厚的学术造诣、严谨的治学态度、谦和的为人是我一生学习的榜样，时刻激励着我在人生的道路上努力前行。在论文完成之际，向尊敬的于广云教授致以衷心的感谢和崇高的敬意。在三年的生活中也得到王东权教授、盛平讲师的关心和帮助，学习过程中王老师和盛老师带领我们对课题进行钻研和探讨，我们也逐渐成熟和积累知识。在王老师和盛老师的指导和帮助下，不仅让我学到了知识，更多的还有解决问题的能力，为我以后的工作做好了铺垫，在此表示由衷的感谢。衷心感谢课题组的师兄周长艮、于红周、臧贺、苑国强、崔景彦、王义川，师姐沈英男、李慧敏、齐静，师弟靖洪淼、王亚东

4、、崔灿、陈庆贺、霍洋洋、吕春阳，师妹薛玉洁以及和我一起即将毕业的同学曹海通、吴亚明、陈博、徐德志、王海洋对我在研究生期间学习和生活上的帮助。感谢我的父母和家人对我在上学期间的支持，他们时刻关心着我的生活和学习，也感谢我的朋友对我的关心和帮助、支持和鼓励。最后向百忙之中热心评审我论文的各位专家、教授表示衷心的感谢。摘要桥涵是连接交通的重要方式，箱型结构作为抵抗变形的重要结构形式，在采动区显得尤为重要。虽然箱型结构在采动区应用较为广泛，对箱型结构承载能力和抗采动变形研究也较多，但是对箱型结构可续建性研究较少，且多数都是过水箱涵的研究。本文以某矿北区铁路专用

5、线下4#箱型结构为例，对箱型结构的可续建性进行研究。由于该箱型结构续建完成以后总高度为11.6m，普通箱型结构难以满足承载要求，本文参考带扶壁挡土墙设计，提出在结构侧墙外侧设置扶壁的结构形式。本文以无扶壁箱型结构和带扶壁箱型结构两种结构形式为研究对象，运用软件ANSYS分析箱型结构在道砟厚度、倾斜影响下应力变化规律。然后分析带扶壁箱型结构受续建因素影响下承载特性和合理的顶板结构形式，并对箱型结构施工方法进行优化。箱型结构在采动影响下，随着道砟厚度增加，两种结构形式的应力最大值均呈现增大的趋势。两种结构应力值达到最大时约为对应箱型结构受采动影响前的1.2

6、0倍~2.50倍之间，但无扶壁箱型结构的应力值约为同条件下带扶壁箱型结构应力值的3.0倍。采动影响除下沉外还有倾斜和曲率，由于该箱型结构的横向尺寸较小，纵向设置了变形缝，因此本文中仅考虑了横断面上均匀倾斜对箱型结构的影响。两种结构形式箱型结构模型应力整体上随斜率的增大，呈现先增大后减小的趋势，一般在斜率为30‰或40‰时应力达到最大。在地表倾斜作用下无扶壁箱型结构应力为带扶壁箱型结构应力的2.30~3.00倍。因此扶壁结构对箱型结构起到很好的保护作用，得出带扶壁箱型结构较无扶壁箱型结构的承载能力有很大提高。带扶壁箱型结构在续建的过程中，还会受到续建次数

7、和建成后顶板和侧墙是否浇筑为一体对箱型结构应力影响。该箱型结构在采动影响下要续建3次，对每次续建后的模型进行数值分析，得到箱型结构随续建次数增加的应力演化规律：箱型结构侧墙的拉应力和X方向的应力在第一次续建后达到最大值，侧墙压应力随着续建次数而逐渐减小；箱型结构底板应力在第一次续建后达到最小，然后随着续建又逐渐增大。对比分析箱型结构顶板和侧墙闭合和不闭合模型，得出箱型结构采用搭板形式对结构较为有利。最后本文就该箱型结构的钢筋连接方法和箱型结构回填土先后顺序进行优化，得到箱型结构钢筋连接采用直螺纹连接方法较为合理，且给出了相应的实施方案；续建完成以后，应

8、先回填箱型结构内侧土体，更有利于保证箱型结构安全。该论文有图126幅，表36个，参考文献94篇