魏墙煤矿一盘区开采对马家石畔沟大桥的影响评价研究

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地下资源开采对桥梁的影响是近几年国内外广泛关注的问题之一,主要在于桥梁结构的独特性和其在交通中的重要意义。210国道榆阳至靖边段的马家石畔沟大桥在建设中和建设后均受到不同时期开采沉陷影响,研究魏墙煤矿开采地表移动变形对马家石畔沟大桥的影响对210国道安全运营具有重要意义。针对矿山地质、采矿和桥梁工程地质条件,在分析桥梁移动观测数据的基础上,应用概率积分预计、数值模拟方法及理论分析方法,计算模拟分析采动地表移动变形对桥梁的影响程度及损坏特征。主要研究结论如下:通过分析受采动影响桥梁的移动监测数据,得出马家石畔沟大桥经历了初次沉降—稳定—再次沉降三个过程,确定目前大桥受损程度远小于Ⅰ级损坏程度;针对公路桥梁建设中和建设后受到不同时期开采沉陷影响的复杂情况,应用动态地表移动变形的方法进行预计评价,得出桥梁各幅现阶段以及剩余移动变形量,为评价大桥的安全提供依据。运用FLAC3D软件计算模拟开采覆岩移动破坏规律以及桥墩受力变形,得出地下开采引起覆岩与地表移动经历了非充分采动-充分采动-超充分采动三个阶段,确定了 1305和1307工作面开采对大桥影响较大。桥墩最大下沉值达到44.5mm,但各幅桥梁南北两端桥墩下沉差值均未超过2mm,大桥呈整体均匀沉降状态;作用于桥墩最大正剪力为1151.1kN,最大负剪力为3986.9kN,桥墩受力在允许范围内,确定桥墩在采动影响下尚未发生变形。观测数据分析和计算模拟结果表明,截止目前,桥面整体下沉最大达到43mm,桥面最大水平移动值达到54mm,桥梁整体受损程度在Ⅰ级范围内;预计地表剩余移动变形量均小于简支结构桥梁的允许的变形值,剩余地表移动变形对桥梁损害在Ⅰ级范围以内;应用理论分析结合数值模拟方法确定了桥梁地基处于稳定状态。研究成果对矿区公路桥梁受损评价具有重要的参考价值。
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