山区高速公路隧道仰拱拆换结构变形机制

仰拱是隧道支护体系的关键构件,当运营隧道的仰拱结构因腐蚀等原因难以满足其受力要求时,就需对其进行拆换。为研究不同拆换工况下隧道结构的变形机制,本文拟通过数值计算的方法对不同拆换工况进行模拟。基于西南山区某高速公路隧道,本文使用Midas GTS NX有限元软件,建立了三维数值模型,分析了不同拆换距离、拆换顺序等因素对结构变形的影响。结果表明：（1）仰拱拆换造成隧道断面向内收缩,其中拱脚、拱顶、拱底的变形较大;（2）单次跳槽拆换的影响范围为3倍单次拆换距离;（3）应尽量选择能使新浇筑的仰拱尽早闭合成环的拆换方案,可以减小隧道因仰拱拆换产生的变形;（4）在不同的拆换距离情况下,单次拆换距离越小,隧道结构的变形就越小。在本文条件下,单次拆换距离在小于1.2D（D为隧道等效直径）时,隧道结构均处于稳定状态。研究成果可为类似工程提供借鉴和参考。