沉管隧道结构火灾力学行为研究

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1、分类号U451密级——单位代码10618学号!!QQ旦Q旦墨墨廑交通戈謦硕士学位论文论文题目：沉管隧道结构火灾力学行为研究Researchofmechanicsbehaviorforimmersedtunnelunderfireload研究生姓名：张祝永导师姓名、职称：蒋树屏研究员王晓雯教授申请学位门类：工学专业名称：建筑与土木工程论文答辩日期：2013年05月30日学位授予单位：重庆交通大学答辩委员会主席：王建宇评阅人：涂忠仁2013年05月郭军重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容

2、外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：络知犯日期：洲；年易月夕日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并

3、进行信息服务(包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等)，同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者签名日期：勿多年6Il枷13乙日本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊(光盘版)电子杂志社CNKI系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。／I学位论文作者签名：妇瓣日期：糊年易月夕日⋯⋯舯烯日期：如虚年易月P日缸柙h月摘要随着经济的快速发展，沉管隧道越来越多地应用于跨越江海湖泊，但由于其结构狭长、空间小、通风条件差，一旦隧道内发生火灾，很难及时扑灭，后果将非常严重。大火除了对隧道内的人员造成巨大伤害外，还会由于高温导致混凝土爆

4、裂和力学性能的劣化，对隧道结构产生不同程度的损伤，大大降低结构的承载力和安全性。本论文的主要研究工作如下：①基于热传导理论，采用大型有限元分析软件ANSYS，建立了沉管隧道火灾高温分析模型，在合理选择升温曲线与边界条件、正确设置随温度变化的材料热工参数的基础上，进行沉管隧道结构的火灾工况温度场模拟计算，研究得出火灾高温时沉管隧道结构的温度分布规律。②基于热弹性力学理论，建立沉管隧道温度．结构共同作用计算模型：根据结构的受火时间，在沉管结构内部施加对应的温度荷载；依据沉管隧道不同埋深段的外部条件，在结构外部施加对应的荷载作用。利用该模型进行沉管隧道结构火灾工况热应力计算，研究沉管隧道结

5、构在无隔热条件下的热应力变化规律及其造成的结构损伤深度。③基于沉管隧道管段构件模型火灾试验，可以得出构件模型在两层lcm厚(共2cm厚)玻镁防火板保护下构件表面及内部温度随时间的变化规律。然后将构件表面温度变化规律作为沉管隧道温度场数值计算的温度荷载，进行数值计算，分析隔热条件下结构内部的温度分布规律，进而开展隔热条件下沉管隧道火灾工况应力变化规律以及热应力损伤的研究。④基于高温下沉管隧道可能达到的承载力极限状态，在综合考虑结构内温度场分布以及混凝土与钢筋力学性能劣化的基础上，给出了火灾高温下沉管隧道结构设计方法及其表达式。关键词：沉管隧道；火灾；温度场；热应力：热应力损伤ABSTR

6、ACTWiththerapideconomicdevelopment，moreandmoreimmersedtunnelusedacrossrivers，seasandlakes，Butowningtothecharacteristicssuchaslonggallery，smallroom，poorventilation，oncefireoccurredinaimmersedtubetunnel，itCall’tbeputoutimmediatelyandconsequenceswillbeextremelyserious．Hightemperatureofthefirecanha

7、zardstheusers，anditwillleadtotheburstandthedeteriorationofthemechanicalfunctionofconcrete，anddothevariousdegreesofdamagestothepipestructure，whichwillreducetheloadcapacityandsafetyofthestructure．MainresearchworkofthisthesisiSasfoIl