扬州瘦西湖盾构隧道衬砌结构受力的现场试验研究

以扬州瘦西湖盾构隧道为背景,对管片衬砌结构在施工期和后期的结构荷载和内力进行现场追踪试验,探讨施工阶段同步注浆对隧道衬砌结构受力的影响,总结隧道衬砌结构荷载和内力在施工阶段随时间的变化规律。研究结果表明:现场测试方法可以较为全面准确地得到隧道衬砌结构荷载和内力在施工期的分布;衬砌结构荷载总体随时间呈先减低后趋于平稳的规律,施工期的注浆作用会使衬砌结构荷载大于稳定后的结构荷载;衬砌结构内力在注浆阶段不稳定,注浆作用对结构的轴力影响较大。     

顶管法T接隧道结构受力足尺试验研究

为了探究机械法联络通道切削过程中由于结构体系变化导致主隧道衬砌内力重分布的变化规律,并总结其传力机制,通过基于无锡地铁顶管法施作联络通道案例的足尺试验,研究联络通道采用机械法施工时,主隧道衬砌结构在施工全过程中的受力性能。通过本文的分析,得出： 这一过程中各环的变形量较小,是较为安全的工法; 机械法联络通道中的内力重分布工况效应明显; 在内支撑等辅助设施的协同作用下,环内的内力重分布主要集中在被直接切削的衬砌环,环间的内力传递主要集中在切削位置的临近环,且主要发生在内支撑卸力工况。     

太原祥云桥施工控制计算

为有效指导太原祥云桥主桥(独塔钢-混凝土混合梁斜拉桥)施工、保证施工过程中结构的安全,需对施工过程中结构的内力进行验算、对结构参数进行影响量分析。采用有限元软件MIDAS Civil建立祥云桥各施工阶段有限元模型,对结构进行计算分析,并通过正装迭代法确定大桥合理成桥状态及斜拉索初张力。分析结果表明,成桥索力和钢箱梁重量属结构敏感性参数,在理论计算对结构参数修正时是需要重点识别的结构参数;祥云桥在施工过程及成桥阶段的内力均满足规范要求。成桥索力的测试结果及对大桥运营阶段的受力验算表明,成桥状态各结构参数均满足规范要求。     

复合地层条件下水下盾构隧道衬砌结构受力特征研究

针对工程中常用的无衬垫接头抗弯刚度非线性的特点,采用描述接头轴力、弯矩及转角关系的解析公式,提出盾构隧道衬砌结构受力计算的迭代计算方法。基于南京市纬三路过江通道的工程背景,分析了接头抗弯刚度的取值对盾构隧道衬砌结构受力及变形的影响,对工程中遇到的典型土岩复合地层中衬砌结构的受力进行了计算。计算表明,所提出的迭代计算方法简便易行,收敛较快,复合地层中衬砌结构的受力分布与均一地层中相差较大。复合地层的作用使得衬砌结构内力分布更不均匀,可能使得某一部分管片内力显著增大,设计时需要针对实际地层分布形式进行计算。     

维义大桥施工控制

柳州市维义大桥为主跨288 m的连续钢桁拱桥,该桥钢梁采用临时支墩搭设膺架半悬臂拼装法架设,为了解施工过程中的结构内力及线形状态是否满足设计要求,指导施工,运用无应力状态法,采用桥梁结构分析软件MIDAS Civil建立空间模型对该桥进行全过程施工控制.施工控制结果表明:在施工过程中各阶段线形、应力、索力、钢梁抗倾覆稳定性等控制指标与理论分析结果基本一致,成桥的线形和内力状态与控制的预期目标吻合良好.     

矩形盾构隧道管片衬砌施工期结构性能的现场试验研究： 结合上海虹桥临空11-3地块地下连接通道工程

本文以国内首条矩形盾构隧道工程为背景,对矩形盾构衬砌结构在整个施工期的荷载及结构响应进行现场追踪测试,探索衬砌结构在施工期的主要受力阶段、结构外荷载及其响应随时间的变化规律,以全面掌握矩形盾构隧道衬砌结构在施工期的受力行为。研究结果表明： 1）衬砌结构在施工期的受力可划分为自重阶段、脱出盾尾阶段、同步注浆阶段和稳定荷载阶段; 2）脱出盾尾阶段和同步注浆阶段的结构外荷载分别为稳定荷载阶段的1.5~3.0倍和1.5~2.5倍,为衬砌结构在施工期的2个不利受力阶段; 3）稳定荷载阶段的结构外荷载及其分布与理论计算较为吻合; 4）衬砌结构在施工期的内力基本满足左右对称,内力分布特征与运营阶段基本一致。     

盾构隧道施工对管片受力性能影响及管片防破损对策研究

盾构隧道广泛应用于交通基础建设领域。由于施工环境影响及隧道结构受力复杂综合原因,造成管片破损开裂的现象在盾构隧道施工阶段频繁发生,这直接影响到盾构隧道的耐久性,盾构管片在施工过程中的受力过程和受力特性的分析研究显得尤为重要。笔者经过长期的工程实践,以多个盾构隧道工程项目为依托统计分析施工阶段管片开裂致因,并基于有限元数值计算软件ANSYS建立盾构隧道二维-三维模型对盾构衬砌管片的受力性能进行了详细分析,并针对导致管片破损主要原因的典型施工工况提出了预防管片破损的指导原则和控制措施,以期做到事先预防、事中控制以及事后养护的全过程控制的目的。     

盾构法T接隧道结构受力足尺试验研究

在盾构法施作联络通道的过程中,由于主隧道的结构体系发生变化,衬砌内力发生重分布,对主隧道结构稳定不利。为了解结构安全性以及结构响应,开展盾构法联络通道的结构受力足尺试验进行模拟。试验采用7环管片错缝拼装进行模拟,在模拟真实水土压力荷载后,通过运用盾构直接切削管片,模拟真实盾构法联络通道施工过程中的出洞过程,得到如下结论： 1）通过模拟的方法得出该工法施工过程中的关键工况节点; 2）通过模拟得出隧道在整个切削过程中各环的收敛变形整体性较好,工法是安全的; 3）试验过程中,除切削位置以外的其余位置发生内力重分布,内力重分布的过程与工况变化过程息息相关。     

斜拉桥施工过程中的索力控制与优化研究

根据斜拉桥结构受力特性和施工控制的需要，在模拟斜拉桥实际施工过程计算的基础上，通过建立斜拉桥施工初始索力和主梁（或塔）内力关系的数学模型，以成桥时主梁内力最小为控制目标，以各施工阶段的塔梁受力及塔梁变形为约束条件，采用有限元方法优化出斜拉桥施工初始索力和成桥恒载时的最终索力，保证了结构受力合理和施工安全。     

活动断层粘滑错动条件下地铁隧道结构的受力特性分析

为探明拟建的乌鲁木齐轨道交通1号线在主城区通过九家湾断层粘滑错动条件下地铁隧道结构的受力特性,基于断层形成机制与连续介质分析方法,建立表征围岩与支护结构共同变形关系的地层结构模型,研究不同构造条件下隧道衬砌结构横向内力分布、纵向受迫影响效应,分析整体式隧道衬砌结构的内力、变形及塑性区分布规律。     

大直径江底盾构隧道衬砌结构受力现场测试与分析

以长沙南湖路湘江隧道为背景,对管片衬砌在施工期和后期所受外荷载和结构内力进行长期现场追踪测试,总结衬砌结构外荷载和内力随时间的变化规律,并采用梁-弹簧计算模型对不同施工阶段管片结构内力分布形态进行研究,与现场测试结果相互验证。研究结果表明:1)施工期管片衬砌脱环后容易形成偏压状态;2)注浆对管片内力影响较大,受注浆影响,管片内力增幅明显;3)随着监测的进行,管片内力特别是轴力仍然有小幅度增长。     

软土地基大直径地铁盾构隧道运营期衬砌结构受力特性现场测试研究

为了解大直径地铁盾构隧道衬砌结构的受力性能,基于广州轨道交通4号线南延段大直径地铁盾构隧道工程,采用水土压力计和钢筋应力计传感器对衬砌结构运营期间的外荷载和钢筋应力进行现场测试,得到衬砌结构外荷载和内力的响应规律。通过衬砌结构计算模型理论值与现场测试结果的比较,说明衬砌结构计算模型的合理性。研究结果表明:1)衬砌结构顶部的水土总压力实测值和上覆土柱的重力基本一致;2)衬砌结构底部的水土总压力呈现中间小、两边大的分布形态,计算模型中可在衬砌结构下部半圆周范围内布置土弹簧模拟衬砌结构的实际受力情况。     

超浅埋偏压小净距隧道的施工力学行为分析

浅埋偏压隧道是山岭隧道中常见的一种隧道类型,隧道受偏压影响衬砌结构受力复杂,山坡岩体稳定性差,施工难度极大。以广乐高速大源一号隧道为工程背景,针对双洞并行隧道复杂的受力状态,采用有限元方法对超浅埋偏压小净距隧道进行了考虑施工顺序的数值模拟,对隧道衬砌结构的受力及变形进行了分析,对围岩的加固处理方式对衬砌结构造成的影响进行了计算分析。结果表明:对浅埋偏压小净距隧道,先施工埋深较浅一侧的洞室可使得衬砌结构所受到的内力较小;对大源一号隧道采取灌浆等措施可有效减小衬砌结构所受到的内力。     

隧道洞口结构新形式

提出了一种新的隧道洞口结构形式。通过对洞口开挖和支护过程中的围岩及衬砌内力计算分析，证明这种洞口结构从受力和施工方面更为有利。     

钢管混凝土系杆拱桥施工中受力性能及稳定性分析

为给钢管混凝土系杆拱桥施工监控提供理论依据,以南水北调工程南阳市姚湾跨渠公路桥为背景,采用有限元软件建立全桥三维空间模型,详细考虑混凝土灌注次序、混凝土徐变效应、吊杆张拉次序、系梁多次张拉等环节,对结构施工全过程的内力和变形历程及系梁浇筑过程中支架受力进行分析.结果表明,施工过程中拱肋钢管及管内混凝土应力满足规范要求;各分支钢管中混凝土的压应力与混凝土灌注次序有关;钢管内灌注混凝土的徐变会使钢管混凝土截面发生应力重分布;拱肋支架满足整体稳定性和分支稳定性要求.     

围岩蠕变和同步注浆浆液硬化的盾构斜井衬砌结构内力模拟分析

以鄂尔多斯市的补连塔煤矿#2盾构斜井为工程背景，基于Burgers模型，研究在围岩蠕变和同步注浆浆液硬化作用下考虑接头非线性特性的盾构斜井衬砌结构内力分布，并将内力分析结果分别与考虑围岩蠕变效应及同步注浆浆液硬化效应两种情况进行对比。结果表明:考虑围岩蠕变效应的结构内力极值呈自然对数增长，同步注浆浆液硬化效应可减小斜井衬砌的受力；由于考虑了接头的存在，采用双段折线非线性抗弯刚度的斜井结构内力分布呈现不对称现象。     

明挖装配式隧道结构整体作用效应计算分析方法

明挖装配式隧道结构力学行为复杂、影响因素多、施工过程内力转换频繁，且尚无成熟的结构整体作用效应分析方法可借鉴。从影响结构体系受力、变形和稳定性的因素入手，提出主要分析思路、荷载作用和关键分析工况； 针对接头刚度、地层约束、基坑支护体系、基坑肥槽回填、拼装误差等主要影响因素，论述计算模型的确定方法和计算分析要点，并强调从施工到使用期间各阶段的实际工作状况逐一展开作用效应分析，是获取结构趋于实际受力特征的必要过程; 实际工程设计中，应采取合理的手段和方法计入各要素和施工过程的影响。提出的多次迭代分析方法用于变刚度接头的装配式隧道结构的整体作用分析准确、快速。     

基于混合施工方案的独塔斜拉桥仿真分析

针对工程工期和气候条件要求的实际情况,将满堂支架法和全挂篮悬臂施工法相结合。文章探讨了混合施工方案对桥梁结构受力状态的影响。采用施工全过程空间数值分析方法,对比研究了全挂篮施工方案和采用混合施工方案所得到的桥梁内力及变形变化特征。研究结果表明,在设计目标确定的前提下,不同的施工方案均能使桥梁成桥阶段内力和线形逼近设计状态。     

沱河大桥施工控制研究

以沱河大桥为例,介绍了桥梁施工监控的实施方法。桥梁监控中主要控制梁的内力(应力)和挠度,分析了施工过程中和成桥状态的主梁的挠度和应力。根据已知资料建立有限元模型,对相应施工阶段进行模拟,计算桥梁结构在各个施工阶段和成桥状态的受力状态和工作情况。通过分析挠度、应力在实际和理论上的吻合度得出主桥成桥线形过渡自然,达到了施工监控的预期效果。     

近距离施工条件下盾构隧道开挖的相互影响研究

文章通过数值分析对上部隧道施工造成下部隧道内力及位移发生变化的规律进行了全过程仿真模拟。从分析结果来看,下部左隧道受力最不利为上部右隧道施工完成后;而下部右隧道受力最不利为上部左隧道施工完成后,右隧道施工前;从隧道开挖过程中位移变化来看,量值总体较小,基本控制在安全基准范围内,下部左、右隧道的内力满足衬砌受力要求,该交叉隧道处于安全状态。