隧道洞口淺埋地段下穿公路明洞施工方法探討

趙光武

【摘要】國(guó)內(nèi)的北方區(qū)域氣象狀況較差，冬天易出現(xiàn)大學(xué)甚至是暴雪問題，該類災(zāi)害對(duì)國(guó)內(nèi)的鋼體系結(jié)構(gòu)工程形成了重大威脅。本文主要給出暴雪災(zāi)害狀況概述，并且給出鋼體系結(jié)構(gòu)廠房的暴雪問題解析，包含事故的實(shí)例狀況解析，進(jìn)而給出某工程概況，損毀模式，此外給出暴雪災(zāi)害之后鋼結(jié)構(gòu)形變的鑒別模式，分析問題產(chǎn)生原因，給出事故之后的加強(qiáng)操作。

【關(guān)鍵詞】暴雪；鋼體系；事故；形變；加強(qiáng)

【Abstract】Domestic northern regional meteorological conditions are bad， even in winter prone University Blizzard problems such disasters on the domestic steel architecture project formed a major threat. This paper gives an overview of Blizzard disaster situation and gives the steel plant architecture blizzard resolve the problem， including the situation to resolve instances of accidents， and thus gives an overview of the project， damage model， in addition to Steel deformation is given after the blizzard disaster identification model analyze the causes of the problem， to strengthen the operation is given after the accident.

【Key words】Blizzard；Steel system；Accident；Deformation；Strengthen

1. 引言

鋼體系結(jié)構(gòu)具備質(zhì)量小，安裝速率較快，建造價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，當(dāng)前的大型的民用以及工業(yè)建造結(jié)構(gòu)中，由于鋼結(jié)構(gòu)體系的自身的荷載效能較弱，并且容易出現(xiàn)荷載問題[1]。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)的北方區(qū)域氣象狀況較差，冬天的風(fēng)雪狀況作用效果明顯。譬如，二十一世紀(jì)初期，國(guó)內(nèi)的東北區(qū)域出現(xiàn)了幾十年一見的暴雪問題，暴雪形成了災(zāi)難，使得大量輕鋼體結(jié)構(gòu)模式出現(xiàn)不同層級(jí)的損毀。該類災(zāi)害對(duì)國(guó)內(nèi)的剛體系結(jié)構(gòu)工程形成了重大威脅，并且對(duì)國(guó)內(nèi)的剛體系結(jié)構(gòu)帶來了警示作用。本文主要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)體系的工業(yè)廠房發(fā)生的狀況進(jìn)行系統(tǒng)的解析。并且給出剛體系結(jié)構(gòu)的損壞狀況實(shí)現(xiàn)鑒別，給出事故因素，并對(duì)當(dāng)前的鋼體系結(jié)構(gòu)給出意見。

2. 暴雪災(zāi)害狀況概述

（1）二十一世紀(jì)的三到五月之間，發(fā)生了罕見的暴雪狀況[2]，大風(fēng)狀況，寒潮狀況，暴雨?duì)顩r以及風(fēng)暴出現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的東北區(qū)間。其中，黑龍江省的很多區(qū)域出現(xiàn)了從上世紀(jì)五十年代以來存在完全的氣象記載以后，給出了主要的暴雪以及大風(fēng)氣象狀況。其中，最大的降雪數(shù)量為79毫米左右，最大的積雪層度為45毫米。此外，采用氣象狀況評(píng)判能夠得知，該暴雪狀況為一級(jí)的暴雪災(zāi)難模式，層級(jí)嚴(yán)重。此外，該省受到重要的 損害，并且產(chǎn)生146億元左右，15人遇難，并且災(zāi)難存在于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)領(lǐng)域，建造領(lǐng)域以及人類生產(chǎn)生活的方向。

（2）針對(duì)輕質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)體系，本文統(tǒng)計(jì)某省中存在九十個(gè)企業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)廠房包含不同層級(jí)的損毀，并且損毀的設(shè)施中包含選取門結(jié)構(gòu)以及拱形屋等鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。其中，選取拱形屋的鋼結(jié)構(gòu)體系被損傷地程度較大。

3. 鋼體系結(jié)構(gòu)廠房的暴雪問題解析

3.1該事故的發(fā)生主要由于大量廠房在構(gòu)造策劃[3]中，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)建造規(guī)則，但事故因素能夠總結(jié)為以下幾個(gè)部分：

（1）降雪的過程中由于部分的積雪程度較厚，若出現(xiàn)暴雪類似為五十年一遇的災(zāi)害，則越過當(dāng)初的策劃標(biāo)準(zhǔn)。并且由于建筑物的外部因素形成部分積雪的層級(jí)較大，因而出現(xiàn)安全隱患。

（2）廠房由于積雪的處理操作不正確，若發(fā)生出乎意料的負(fù)載則會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)料的問題。

（3）融雪之后出現(xiàn)排水不 ，雪水融合在沒有融化的積雪之中，使得部分雪的容量增加，并且出現(xiàn)超負(fù)荷的狀況。

3.2上述的第2和第3點(diǎn)為暴雪問題之后的次要災(zāi)害。并且依照統(tǒng)計(jì)能夠得知，相關(guān)廠房的事故為該類暴雪災(zāi)害狀況，其因素的產(chǎn)生常被忽視。并且在廠房的策劃以及實(shí)施的模式中出現(xiàn)問題。

4. 事故的實(shí)例狀況解析

4.1某工程概況[4]。

某企業(yè)的修理車間的輕鋼廠房的概況為建造面積在11000平方米左右，建筑的總體高度為14米左右，輕鋼部分選取單層多個(gè)跨度的焊接工形構(gòu)建，該部分實(shí)現(xiàn)重量的承載，其表面的尺度為150*75米，一共包含七個(gè)跨度，八個(gè)柱間距離，各個(gè)跨度為22米左右，柱子之間的距離為10米左右，廠房的屋面選取薄壁模式的C型凜條實(shí)現(xiàn)兩個(gè)層級(jí)的鋼板保溫模式，其坡度大約為3%。

主要給出，廠房的給定高度為1.5米左右的女兒墻，其廠房的南部和超過廠房比較多的混凝土南部分倚靠，上述兩點(diǎn)和事故的發(fā)生作用相關(guān)。

4.2損毀模式[5]。

由于結(jié)構(gòu)發(fā)生部分損毀，則局部的承載模式產(chǎn)生重要形變。整個(gè)廠房的建筑物的邊跨屋面形變顯著，并且出現(xiàn)三個(gè)部分的坍塌。凜條發(fā)生屈曲狀況，鋼柱的上模塊產(chǎn)生破損，山墻出現(xiàn)顯著的側(cè)部彎曲形變。其余模塊的建筑物在雪荷載的影響下，各個(gè)承載構(gòu)造產(chǎn)生了相應(yīng)層級(jí)的形變，并且基于沒有均勻沉降的部分和因此產(chǎn)生的構(gòu)造變換。

4.3問題狀況給定。

4.3.1問題之后的暴雪實(shí)際狀況。

發(fā)生暴雪災(zāi)害當(dāng)天的降水量高達(dá)50毫米，此時(shí)的風(fēng)力也達(dá)到七到八級(jí)左右，使得屋面的積雪排布不均勻。之后對(duì)房屋的面積中的積雪實(shí)現(xiàn)測(cè)算，得到南部靠近房屋的最大的積雪程度為980毫米，其測(cè)算積雪的容量大約為289N/m3。

4.3.2損壞狀況。

整個(gè)房屋倒塌包含三個(gè)柱狀網(wǎng)絡(luò)，主要排布在屋體的南北兩側(cè)以及和房間相銜接的部分，此外還包含了山墻部分，女兒墻部分等積雪之處，該處的暴雪荷載出現(xiàn)過載，凜條的應(yīng)力多余鋼材的屈服程度，走入塑流模式，使得周圍的梁部分出現(xiàn)扭曲狀況，個(gè)別柱子出現(xiàn)彎曲以及坍塌，該損壞的出現(xiàn)為暴雪災(zāi)害所帶來的損害。

4.3.3初始設(shè)計(jì)和施工狀況給定。

（1）初始設(shè)計(jì)采取89標(biāo)準(zhǔn)給定，其中雪部分的荷載給定結(jié)果為0.42KN/m2。通過當(dāng)場(chǎng)的核實(shí)能夠得到，現(xiàn)有廠房的構(gòu)造模式和初始給定標(biāo)準(zhǔn)契合，其構(gòu)造和支持模式構(gòu)建科學(xué)，并且構(gòu)造模式選取準(zhǔn)確，傳力的模式科學(xué)，構(gòu)造和銜接持續(xù)。鋼結(jié)構(gòu)模式的支持標(biāo)準(zhǔn)符合（2）《工業(yè)廠房的可靠程度準(zhǔn)則》的A層級(jí)的判別準(zhǔn)則。

由于主要鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)部分焊接均勻，并且形成模式良好，焊接縫隙和金屬之間的過渡平緩，其焊渣部分，飛濺物質(zhì)都可以處理完全，焊接縫隙的外部質(zhì)量較好，當(dāng)局部的屋體產(chǎn)生崩塌之后，節(jié)點(diǎn)銜接部分沒有損壞，并且材料為出現(xiàn)斷裂，構(gòu)造和鏈接持續(xù)，使得施工效能質(zhì)量?jī)?yōu)秀。

4.3.4暴雪災(zāi)害之后鋼結(jié)構(gòu)形變的鑒別模式。

屋面的凜條形變出去屋面倒塌的三個(gè)單位的屋面凜條形變程度較高之外，其余部分的凜條的形變的最大結(jié)果為45毫米，并且符合GBJ145-91中的第5條中關(guān)于凜條變形的標(biāo)準(zhǔn)。其中，外墻的架構(gòu)和鋼柱這一側(cè)的形變模式較大，實(shí)際的位移超過給定的H/180的極限結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)，并且符合鋼柱的策劃準(zhǔn)則。

4.4問題產(chǎn)生原因。

4.4.1檢查的結(jié)果能夠得到，整個(gè)過程在策劃和實(shí)施中是正常的，因而是暴雪災(zāi)害所帶來的作用。此外，暴雪災(zāi)害所帶來的事故中，不可避免地包含著人為的作用，此作用正是本文研究的重點(diǎn)。

4.4.2整個(gè)工程的因素不只出現(xiàn)在降雪容量上，還包含以下幾個(gè)問題：

（1）五十年一遇的暴雪，其荷載量大于當(dāng)時(shí)給定的標(biāo)準(zhǔn)，0.4KN/m2。該標(biāo)準(zhǔn)和GB 50010-2006相關(guān)，并且已經(jīng)被處理。所給出的荷載結(jié)果得到提升；

（2）基于整個(gè)工程中的女兒墻和附房所構(gòu)建的高低屋面部分具備顯著的堆積作用，使得積雪的荷載產(chǎn)生改變。部分荷載被擴(kuò)大了三倍之多，其分布系數(shù)達(dá)到4左右，超出了標(biāo)準(zhǔn)中給出的規(guī)范，該部分需要被工作人員重視。

（3）處理積雪問題時(shí)，若組織不合理，很多清理人員雜亂無章地在屋頂上清理積雪，并采用相關(guān)機(jī)械，會(huì)增加屋面的負(fù)載值。由于鋼體結(jié)構(gòu)的屋面設(shè)計(jì)時(shí)，充分考量了維護(hù)者的負(fù)荷，現(xiàn)實(shí)中的各個(gè)檁條所承載的重量?jī)H相當(dāng)于一個(gè)人。因而大量清理人員不能采用分布排位的模式，否則會(huì)產(chǎn)生屋面和設(shè)備的超負(fù)荷狀況。

（4）清雪的過程中，主要選取相關(guān)設(shè)施實(shí)現(xiàn)融雪的清理，被融化的雪水從屋脊模式向屋檐模式運(yùn)動(dòng)，并且由于屋面的凍結(jié)，其排水通道也沒有被解凍，使得排水狀況不佳，積水不能被清理。事實(shí)上，若水融合到屋檐部分的積雪中，則積雪的重量增加，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠得到，天然雪的容積為1560到2160N/m3之間，如果溶解水達(dá)到5500到7500N/m3之間，則由于部分雪在融化的過程中增加使得屋面的構(gòu)造出現(xiàn)形變，如果沒有及時(shí)處理則會(huì)出現(xiàn)相鄰構(gòu)造的安全威脅。

4.4.3在后期的設(shè)計(jì)調(diào)整中，由于下陷威脅的西南角部分以及東南角部分出現(xiàn)開孔使得烤鴨水槍能夠?qū)⑷谘┖头e水排出。

4.5事故之后的加強(qiáng)操作。

事故產(chǎn)生之后，施工單位給出三種修復(fù)模式，最后給定一種科學(xué)合理的方法，要求在廠家不停歇的模式下實(shí)現(xiàn)加工操作，其具體的方案如下：

（1）修復(fù)的固化處理應(yīng)當(dāng)依照新的荷載標(biāo)準(zhǔn)，并且考量現(xiàn)有的積雪排布；

（2）首先修復(fù)由于事故出現(xiàn)塌陷以及變形嚴(yán)重的模塊，并且替換受損的梁體和柱子，給出檁條，支撐模塊以及抗風(fēng)部分。

（3）在積雪負(fù)荷很大的方位，去除物體的外部板塊，保存內(nèi)部板塊，該過程不會(huì)作用于場(chǎng)內(nèi)的生產(chǎn)模式，及時(shí)更替和增加檁條。

（4）針對(duì)變形狀況較小的融雪模式需要復(fù)原的部分，采用當(dāng)場(chǎng)測(cè)試荷載的模式，并且實(shí)現(xiàn)部分的固化操作，增加桿體系以及支撐部分的穩(wěn)定效能。

5. 本文總結(jié)

本文給出暴雪災(zāi)害狀況概述，并給出鋼體系結(jié)構(gòu)廠房遇到暴雪問題的解析，分析事故的實(shí)例狀況，給出某工程概況，損毀模式。給出發(fā)生暴雪問題之后的暴雪實(shí)際狀況，分析損壞狀況，依照初始設(shè)計(jì)和施工狀況給定暴雪災(zāi)害之后鋼結(jié)構(gòu)形變的鑒別模式

，分析問題產(chǎn)生原因，給出事故之后的加強(qiáng)操作。

參考文獻(xiàn)

[1]Jullien J F， Limam A. Effects of Openings of the Buckling of Cylindrical Shells Subjected to Axial Compression [J]. Thin-Walled Structures， 2012， 31（5）：187 -202.

[2]Wang Dengfeng， Cao Pingzhou. Study on Reinforcement Method of Rectangular Opening in Large Cylindrical Shell[J].鋼結(jié)構(gòu)，2006，21（2）：510 -520.

[3]Martin Pircher， Russell QBridge. Buckling of Thin-Walled Silosand Tanks Under Axial Load -Some New Aspects [J]. Journal of Structural Engineering， 2011， 127（10）：1129 -1136.

[4]PircherM， Berry P A， Ding X， et al. The Shape of Circumferential Weld-Induced Imperfection sin Thin-Walled Steel Soilsand Tanks [J].Thin-Walled Structures， 2012， 39（5）：999 -1014.

[5]Berry P A， Rotter J M， Bridge RQ. Compression Tests on Cylinders with Circumferential Weld Depressions [J]. Journal of Engineering Mechanics， 2012， 126（4）：405 -413.