公路隧道火災(zāi)后二襯結(jié)構(gòu)損傷程度研究.pdf

1、襯砌結(jié)構(gòu)作為隧道結(jié)構(gòu)受力的重要部分，在交通車輛火災(zāi)中的受損程度決定了隧道是否能正常運營。大量公路隧道火災(zāi)案例數(shù)據(jù)表明襯砌結(jié)構(gòu)防火的重要性，因此在大量公路隧道修建的同時，建立公路隧道不同交通車輛火災(zāi)下襯砌結(jié)構(gòu)體系的損傷程度評價指標(biāo)和評價體系對二襯混凝土防火具有指導(dǎo)性重要意義。
　　本文以成渝高速中梁山隧道新建左線為背景項目，主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)隧道不同交通車輛火災(zāi)場景模擬的火災(zāi)關(guān)鍵參數(shù)的確認。
　　(2)利用F

2、DS軟件以1∶1比例模擬了成渝高速中梁山隧道新建左線隧道ZK5+159.5～ZK5+279.5區(qū)間中部不同交通車輛的火災(zāi)場景。
　　(3)以襯砌壁面的溫度擬合曲線為基礎(chǔ)，利用ANSYS軟件分析襯砌結(jié)構(gòu)的溫度場分布。
　　(4)襯砌混凝土結(jié)構(gòu)在不同交通車輛火災(zāi)時的力學(xué)行為。
　　(5)不同交通車輛火災(zāi)高溫時襯砌混凝土的損傷評價分析。
　　在大量公路隧道火災(zāi)案例和試驗成果基礎(chǔ)上，本文取得了以下主要成果:
　　(

3、1)確定轎車、客車和貨車三種類型的交通車輛火災(zāi)關(guān)鍵參數(shù)后，建立了六個火災(zāi)工況的火災(zāi)場景;得到了隧道不同截面的溫度分布，以及拱頂、拱肩壁面的最高溫度;并根據(jù)溫度隨時間的變化數(shù)據(jù)擬合出了六個火災(zāi)工況下隧道壁面最高溫度點處的升溫曲線。
　　(2)將隧道二襯沿厚度方向的熱傳導(dǎo)簡化為一維的瞬態(tài)熱傳導(dǎo)問題后，以升溫曲線為荷載作用在二襯表面，得到了六個火災(zāi)工況下二襯混凝土內(nèi)部的溫度分布;在沒有設(shè)置防火板條件下，工況GK05下的拱頂二襯混凝土1c

4、m深處的溫度為252.65℃，拱肩二襯混凝土表面溫度為232.4℃;工況GK06下的拱頂二襯混凝土1cm深處的溫度為363℃，拱肩襯砌混凝土3cm深處處的溫度為292.9℃。
　　(3)以隧道二襯混凝土內(nèi)部的溫度場為荷載，計算出二襯混凝土的應(yīng)力變化及結(jié)構(gòu)變形。在沒有設(shè)置防火板條件下，工況GK05下拱頂二襯混凝土表面的拉應(yīng)力為2.587MPa，拱頂二襯混凝土1cm深度處的拉應(yīng)力為1.698MPa，拱肩二襯混凝土表面的拉應(yīng)力為1.38

5、4MPa;工況GK06下拱頂二襯混凝土表面的拉應(yīng)力為1.62MPa，拱肩二襯混凝土表面的拉應(yīng)力為2.419MPa，拱肩二襯混凝土1cm深度處的拉應(yīng)力為1.71MPa。
　　(4)建立了以二襯混凝土爆裂溫度和以二襯應(yīng)力分布為指標(biāo)的評價體系，對隧道內(nèi)轎車、客車和貨車發(fā)生火災(zāi)時二襯結(jié)構(gòu)的損傷程度進行了分析評價。在成渝高速中梁山隧道新建左線隧道ZK5+159.5～ZK5+279.5區(qū)間中部，隧道在無防火板隔熱措施時，貨車在隧道中線位置的3