BFRP筋增强RC隧道衬砌抗弯性能有限元分析

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中文摘要：通过建立RC衬砌有限元模型(FEM)并验证其准确性，分析了采用BFRP筋/网格增强衬砌和BFRP筋替代衬砌内部钢筋等不同方案对衬砌抗弯性能的影响。结果表明，BFRP材料增强衬砌方案提升了衬砌的开裂后刚度和极限承载能力，但该方案导致衬砌的承载能力冗余较高，造成材料浪费;BFRP筋替代衬砌内部钢筋方案能够在提升隧道耐久性的同时节约成本;采用BFRP筋等强度替代衬砌内环钢筋，开裂后刚度降低27％，影响了正常使用阶段的荷载设计值;而采用BFRP筋等刚度替代衬砌内环钢筋，承载能力提升135％，增加了结构强度冗余和工程成本。因此提出一种采用近似截面的BFRP筋替代衬砌外环钢筋的设计方案。采用此方案，衬砌开裂后刚度降低不超过10％，满足隧道正常使用要求，保持极限承载能力与现有衬砌相当;在有限的成本增加下，提高了衬砌的耐久性能，延长了隧道的使用寿命。

作者：

李达、常鑫泉、刘霞、汪昕、吴智深、严宗雪、林敬辉

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作者单位：

广州公路工程集团有限公司广州市 510075

东南大学土木工程学院南京市 211189

关键词：

隧道衬砌 BFRP筋增强有限元模拟极限承载力耐久性

出版年：

2024

公路

中国交通建设集团有限公司

公路

CSTPCD北大核心

影响因子：0.54

ISSN：0451-0712

年,卷(期)：2024.69(9)