盾构下穿拱桥数值模拟及安全措施研究

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1、国内图书分类号：U239.5密级：公开国际图书分类号：624.9西南交通大学研究生学位论文盾构下穿拱桥数值模拟及安全措施研究年级：二〇一五级姓名：余乐申请学位级别：工学硕士专业：桥梁与隧道工程指导老师：周佳媚教授二零一八年五月ClassifiedIndex:U239.5U.D.C:624.9SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisStudyontheNumericalSimulationofShieldTunnelingunderanArchBridgeandSafetyMeasuresClass:2015Candidate

2、:YuLeAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:BridgeandTunnelEngineeringSupervisor:Prof.ZhouJiameiMay2018西南交通大学硕士研究生论文第I页摘要盾构法是地铁建设的主流方法，随着地铁建设的大面积开展，盾构施工中所面临的问题也日趋复杂。成都地铁5号线面临盾构施工中下穿连拱桥的工程问题，施工无可避免会造成地层扰动，而拱桥却对基础稳定性要求颇高，而国内对此类问题的研究也很匮乏。数值模拟是研究近接问题的一个重要手段，有效的研究必须建立在对盾构施工正确的数值模拟之上，而盾

3、构掘进过程本身却很复杂，想将其正确模拟并不容易。针对上述问题，本文结合盾构下穿西北桥近接施工的工程实例，采用查阅文献、数值模拟等手段，主要进行了以下研究：1、总结了盾构施工数值模拟中掌子面压力、刀盘扭矩、盾壳模型、盾周空隙、盾尾注浆、千斤顶推力、管片衬砌、拖车荷载等因素在数值模拟中的实现方法。2、对砂卵石地层土压平衡盾构施工建立了数值模型，分析了盾壳——土体摩擦接触对数值模拟的重要性。3、建立了盾构施工下穿西北桥的数值模型，分析了下穿过程中基础沉降、支座位移、拱圈内力等指标影响规律。4、分析了工程中采用的内拱式加固法，评价其加固效果，研究了加固拱的内力及配筋，研究了加固拱不

4、同厚度对加固效果及配筋的影响。关键词：地铁；盾构法；近接施工；数值模拟；拱桥；安全措施西南交通大学硕士研究生论文第II页AbstractTunnelshieldmethodhasbeenthemainmethodofmetroconstruction.Withtheexpansionofsubwayconstruction,theproblemsfacedbyshieldtunnelinghasbecomemoreandmorecomplicated.ChengduMetroLine5isfacedwiththeproblemoftunnelingunderanarchbr

5、idgeduringconstruction.Itcannotbeavoidthattheprocesswillcausedisturbanceonthefoundation,whilethebridgeisverydemandingonthestabilityofthefoundation.Theresearchonsuchproblemsisscarceathome.Thenumericalsimulationisanimportantmeanstostudytheproblemofadjacentconstruction.Aneffectiveresearchmust

6、bebasedonthecorrectionofnumericalsimulationofshieldtunneling.Whiletheprocessitselfisverycomplicated,makingithardforacorrectsimulation.Inviewoftheaboveproblems,thispaper,basedontheprojectexampleofshieldtunnelingundertheXibeibridge,usesthemeansofconsultingliteratureandnumericalsimulation,and

7、mainlycarriesoutthefollowingresearch,whichincludes:(1)Thefactorsrequiredforanumericalsimulationsuchasfacepressure,cuttertorque,shieldmodel,shieldclearance,shieldtailgrouting,jackingforce,segmentlining,trailerloadandotherfactors,andtheirimplementationmethodsfor