公路隧道火災后二襯結構損傷程度研究.pdf

1、襯砌結構作為隧道結構受力的重要部分，在交通車輛火災中的受損程度決定了隧道是否能正常運營。大量公路隧道火災案例數(shù)據(jù)表明襯砌結構防火的重要性，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下襯砌結構體系的損傷程度評價指標和評價體系對二襯混凝土防火具有指導性重要意義。
　　本文以成渝高速中梁山隧道新建左線為背景項目，主要研究內容包括:
　　(1)隧道不同交通車輛火災場景模擬的火災關鍵參數(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場景。
　　(3)以襯砌壁面的溫度擬合曲線為基礎，利用ANSYS軟件分析襯砌結構的溫度場分布。
　　(4)襯砌混凝土結構在不同交通車輛火災時的力學行為。
　　(5)不同交通車輛火災高溫時襯砌混凝土的損傷評價分析。
　　在大量公路隧道火災案例和試驗成果基礎上，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關鍵參數(shù)后，建立了六個火災工況的火災場景;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簡化為一維的瞬態(tài)熱傳導問題后，以升溫曲線為荷載作用在二襯表面，得到了六個火災工況下二襯混凝土內部的溫度分布;在沒有設置防火板條件下，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部的溫度場為荷載，計算出二襯混凝土的應力變化及結構變形。在沒有設置防火板條件下，工況GK05下拱頂二襯混凝土表面的拉應力為2.587MPa，拱頂二襯混凝土1cm深度處的拉應力為1.698MPa，拱肩二襯混凝土表面的拉應力為1.38

5、4MPa;工況GK06下拱頂二襯混凝土表面的拉應力為1.62MPa，拱肩二襯混凝土表面的拉應力為2.419MPa，拱肩二襯混凝土1cm深度處的拉應力為1.71MPa。
　　(4)建立了以二襯混凝土爆裂溫度和以二襯應力分布為指標的評價體系，對隧道內轎車、客車和貨車發(fā)生火災時二襯結構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