【摘要】：組合框架橋作為一種新型橋梁結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)較大地表變形，在采煤沉陷區(qū)鐵路、公路工程中應(yīng)用較多。當(dāng)采煤引起的地表劇烈變形使橋梁遭受?chē)?yán)重?fù)p害甚至倒塌，因此應(yīng)對(duì)采煤沉陷區(qū)組合框架橋安全狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與評(píng)估，以及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)橋梁病害并做出預(yù)警，保證礦區(qū)正常生產(chǎn)生活需要，促進(jìn)礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展。 本文以礦區(qū)橋涵工程受開(kāi)采沉陷影響的安全監(jiān)測(cè)與評(píng)估為背景，通過(guò)數(shù)值模擬、理論分析對(duì)組合框架橋在開(kāi)采沉陷影響下的內(nèi)力演化規(guī)律進(jìn)行分析研究，得到了框架橋在曲率、傾斜變形作用下，橋體應(yīng)力集中區(qū)域和主應(yīng)力大小、方向的變化規(guī)律，提出了橋涵沉陷安全監(jiān)測(cè)閾值的確定方法。即在曲率、傾斜變形作用下，應(yīng)力集中區(qū)域出現(xiàn)在箱形框架橋頂板、底板、側(cè)墻的1/4或1/2處以及腋角中心和邊緣，且最大拉、壓應(yīng)力均出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面，其中主應(yīng)力方向一般與框架橋縱向（X軸）或豎向（Y軸）方向夾角小于4°，其中當(dāng)曲率半徑大于2000m時(shí)，曲率半徑圓心位置對(duì)橋體結(jié)構(gòu)受力基本沒(méi)有影響。 基于數(shù)值模擬研究結(jié)果并結(jié)合相關(guān)工程安全評(píng)估方法，，建立了采煤沉陷區(qū)組合框架橋安全狀態(tài)評(píng)估模型，提出了設(shè)立特殊結(jié)構(gòu)、地表變形等層次指標(biāo)和模型評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，為礦區(qū)橋涵安全評(píng)估提供了可借鑒的模型和方法。 基于安全評(píng)估模型和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)，提出由傳感器、數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)管理與評(píng)估三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并確定了系統(tǒng)工作流程、內(nèi)容以及適用于采煤沉陷區(qū)橋涵的安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，并采用Visual Basic6.0開(kāi)發(fā)了礦區(qū)橋涵沉陷安全監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了圖形顯示、安全預(yù)警、安全評(píng)估等功能。最后，將采煤沉陷區(qū)安全監(jiān)測(cè)與評(píng)估研究?jī)?nèi)容應(yīng)用于淮南某礦區(qū)鐵路橋的沉陷安全監(jiān)測(cè)工程中，驗(yàn)證了安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及評(píng)估方法的可行性。
【圖文】：

論troduction究背景及意義（Research Objective and Significance）年來(lái)，太陽(yáng)能、地?zé)崮�、風(fēng)能、海洋能等各類(lèi)新能源技術(shù)不斷成熟，但煤國(guó)最重要的能源[1]，隨著煤炭資源日益減少，煤礦開(kāi)采范圍擴(kuò)大至城市、橋梁下面，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴(yán)重的影響和破壞[2]。同時(shí)，在礦區(qū)條件的制路和橋梁只能建在采煤沉陷區(qū)地表，無(wú)法回避采煤沉陷地表變形的影響，礦濟(jì)河鐵路中橋建于謝橋礦首采區(qū)[3]，如圖 1-1，龍口運(yùn)煤專(zhuān)用鐵路在采[4]等。橋梁一旦建在采煤沉陷區(qū)的上方，由于繼續(xù)采礦或老采空區(qū)“活化大幅度下沉，部分地表變形量達(dá)到“米”級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)的橋體安全可能造成嚴(yán)重影響，如橋體開(kāi)裂、板橋錯(cuò)位等，受到的破壞不可

碩士學(xué)位論文運(yùn)輸運(yùn)能大，效率高，運(yùn)輸成本低[5]，對(duì)煤礦運(yùn)輸起著極其重要的作用，采空區(qū)“活化”后地表產(chǎn)生超大變形，對(duì)其上橋涵造成很大影響。箱形框表變形產(chǎn)生應(yīng)力集中，或者較大位移導(dǎo)致擠壓破壞，一旦這些病害出現(xiàn)，的正常生產(chǎn)，還極易引發(fā)礦區(qū)群眾群體性事件，加劇地礦矛盾。因此，在型橋體結(jié)構(gòu)形式、橋梁重要交通作用等多重因素下，組合框架橋的橋體安要，必須對(duì)其進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)和及時(shí)、客觀、科學(xué)的安全狀態(tài)評(píng)估。目的發(fā)現(xiàn)橋梁病害，內(nèi)力狀態(tài)的不利改變以便于實(shí)時(shí)掌握橋涵的安全狀況并做橋梁可能出現(xiàn)的病害做出及時(shí)預(yù)警。因此，對(duì)采煤沉陷區(qū)組合框架橋進(jìn)行估的研究對(duì)于橋體正常使用和預(yù)警具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：U446

【參考文獻(xiàn)】

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1 過(guò)靜s

本文編號(hào)：2535097