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原文传递山区公路路基缺失段栈道型应急修复方法及其车用性能试验研究

论文题名：	山区公路路基缺失段栈道型应急修复方法及其车用性能试验研究
关键词：	山区公路;路基缺失;应急修复;道路荷载
摘要：	山区公路是我国交通系统的重要组成部分，在山区社会经济发展中起着非常重要的作用。但是山区公路迂回曲折，直线距离短但是线路长，而且各路段的地形差别比较大，地质条件也比较复杂，这就导致山区公路经常出现一些灾害，尤以公路洪灾的破坏程度最为严重，其中最常见的是以强降雨为诱因形成的泥石流、滑坡等地质灾害引发的路基缺口、路基缺失、混凝土路面板悬空、等3大类。据不完全统计，我国每年因为道路损毁所造成的直接经济损失每多达30亿元人民币。因此，开展山区公路洪灾导致的路基缺失段的应急修复方法研究有着重大的现实意义。但国内外对于山区公路路基缺失段的修复方法尤其是应急修复方法的研究还是不能满足现实的需求。特别是每年的汛期过后，大量山区公路路基在洪水或泥石流的作用下出现垮塌、路基缺失等现象，其应急修复远远不能满足实际的需要。本文以山区公路水毁断道形成的路基缺失段为研究对象，针对长路段路基缺失的这种断道类型，采用现场调查观测、地质学、工程力学以及结构设计原理等研究方法，采用理论分析法、物理试验法以及数值模拟法等科学研究手段，遵循山区公路路基缺失段应急修复技术路径，形成的山区公路路基缺失段栈道型应急修复技术，为求能在实际抢险救灾中得到应用，将人民群众的生命财产损失降到最低。　　本研究主要内容包括：⑴在分析山区公路路基缺失国内外研究现状的基础上，进行了山区公路路基缺失类型机制的研究，指出了当前研究中的不足，关于应急抢修技术方面的研究还处于起步阶段，提出了本文的研究思路和方法。⑵针对山区公路路基缺失断道灾害，基于工程力学和结构设计原理，研发出栈道型应急修复结构，主要由锚固装置、栈道悬挑梁、下部斜撑、木塑板以及栏杆组成，并进行了整体结构以及各个构件稳定性分析，得出计算公式和具体的设计方法，以宜昌市远安县境内的花横公路为实例，分析得到在无下部斜撑的情况下，结构可以满足12吨以下车辆的通行，最后给出了栈道型应急修复结构的施工工法。⑶针对栈道型应急修复结构悬挑梁与锚固装置连接处的极限承载力研究，采用简支形式的钢管混凝土试件等效代替悬臂形式的钢管混凝土试件，据此通过物理试验分别分析了抗弯和抗剪情况下的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线以及抗弯试验的弯矩—曲率曲线，总结了两个试验构建的破坏过程，得出钢管混凝土悬臂梁的极限承载能力，其结果与理论分析结构计算的结果趋于一致。⑷针对提出的无下部斜撑的栈道型应急修复结构，基于ANSYS Workbench平台，在九种不同工况下对栈道型应急修复结构进行数值模拟研究，获得了最大位移图、弯矩图、剪力图和典型工况的应力图，找出了最不利行车位置，为结构优化提供科学依据。⑸钢管混凝土悬臂梁的固定端承载力是结构承载力的控制性因素，通过以上三种研究手段得出的极限承载力结果趋于一致，所以对于无下部斜撑的栈道型应急修复结构，数值模拟中的九种工况均可满足通行要求。
作者：	高雨
专业：	水利工程
导师：	唐红梅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文