结构分割转换工法在地下车库建设中的应用研究

地下车库空间跨度大、建筑功能和结构复杂，通常采用明挖法建造，但在中心城区，明挖法受环境条件限制难以实施，而传统暗挖法建造存在难度大、风险高、效率低的问题。结构分割转换工法（CC工法）通过将大型地下空间结构分割成小型单元，分部实施机械化暗挖后再整体转换，最终形成大断面地下空间。将其应用于地下车库建设可有效减少建设过程对地面环境的影响，并且施工速度快、安全性好。如何将地下车库的建筑结构设计与施工工法进行结合，达到设计合理、施工安全便捷和造价经济的目的，是该工法应用的首要核心问题。本文针对这一问题开展研究讨论，并结合具体案例，提出建议和结论，以期对类似工程提供借鉴和参考。     

大型地下空间的结构分割转换工法研究

为解决当下地下空间开发难题，依托中铁工程装备集团地下停车场项目，提出建造大型地下空间的结构分割转换工法（CC工法），并成功应用。文章从传统各工法的特点出发，阐述CC工法的设想。基于工程实践过程，首先，从地下结构的分割与转换2个角度，重点介绍大型地下空间的形成过程、型钢和钢筋混凝土组合结构管节、节点处理措施等创新内容； 然后，针对B类节点的处理措施、整体背土现象等工程问题进行解决与优化； 最后，探讨该工法拓展应用的可能性，分别介绍多层、曲线、长距离、装配式结构大型地下空间的初步方案。CC工法的成功研发，旨在为城市大型地下空间开发提供一套新的解决思路。     

CRD＋CD法实现双联拱大断面暗挖施工的关键技术

针对双联拱大断面暗挖隧道中洞法不具备开设马头门条件、其它常规工法无法施工、影响结构洞通工期的难题,运用大断面暗挖＂划大为小、分部开挖＂的原理,结合断面的特点及各种暗挖工法的优点,独创性地采用CRD（右线、中隔墙、部分左线）＋CD（剩余左线）组合工法来实施;通过断面的多次过渡及转化,成功实现了标准断面向双联拱大断面的转化;研究了断面变化和工序转换的关键技术;优化了二衬结构的施工方案,解决了拆撑及二衬施工时初支与二衬间的受力转化难题;确保了施工安全,提前了工期,可为以后类似工程所参考。     

大跨度浅埋暗挖隧道安全评估及施工力学分析

针对武汉市地铁5号线终点武汉火车站后折返线区间大跨度浅埋暗挖隧道工程,采用数值模拟方法对隧道结构进行安全评估及开挖施工力学分析。研究结果及现场施工实践表明,设计采用的双侧壁导坑工法、衬砌支护参数及辅助措施可有效满足隧道结构受力、控制地层变形等要求。     

结构分割转换工法在地下空间开发中的应用及设想

为了更加快速、安全、高效地完成城市地下空间开发，以结构分割转换工法（CC工法）为研究内容，从工法内涵、工程实践和应用推广3个角度展开研究。首先，基于ＣＣ工法的最新研究成果，从结构分割、建造方案及节点处理3个方面详细介绍CC工法的核心内容；然后，结合工程实践对该工法进行验证性研究，重点比较跨中设缝与柱顶设缝方案的优缺点，介绍该工程地下结构分割、转换的过程，最终证实CC工法建造地下空间的合理性、灵活性及适用性；最后，进行CC工法在富水地层中应用的可行性研究，通过对CC工法与明挖法、暗挖法、型钢混凝土、地面预制装配式结构等技术进行结合应用研究，得出在特定的工程条件下，CC工法也具有与其他先进工法结合应用的价值。     

结构分割转换工法结构体系安全性分析

结构分割转换工法（CC工法）作为一种全新的施工方法，对其结构体系进行安全性评估具有重要意义。首先，基于CC工法的首个试验项目，介绍该工法的特点及原理。然后，根据各阶段结构特点，对结构体系进行杆系单元模型简化，分析各阶段结构的自由度，判断其安全性，并得出以下结论： 1）安全可靠的结构体系需具备一定的强度和刚度，能承受外荷载和抵御变形； 2）各阶段结构应满足在偶然荷载作用下保持整体稳定性的要求； 3）结构体系内部应有多余的约束，给整体稳定性提供一定的冗余； 4）结构体系应考虑时空效应，即采用增量法，充分考虑不同阶段荷载的相互影响。最后，通过对比增量法与全量法2种情况下结构的受力区别，并结合工法试验项目在设计、施工中存在的问题，提出相应的解决方案，指出优化方向。     

软弱地层超大断面暗挖隧道施工力学行为研究

采用多台阶分部开挖法,选取超大断面暗挖隧道为研究对象,分析隧道各部开挖引起的支护结构受力、变形及对地表的影响情况等,为隧道暗挖段设计施工提供参考。     

关于结构分割转换工法不同分割方式的探讨

为研究结构分割转换工法（CC工法）中不同结构分割方式对设计、施工的影响，丰富CC工法的相关研究，首先对CC工法跨中设缝和柱顶设缝2种典型分割方式相应的结构体系、受力特性进行分析和比较，并采用数值分析的方法，研究2种分割方式下不同节点位置和节点性质对结构受力的影响。然后对施工环节2种不同分割方式施工步序、节点施工质量控制、经济状况进行分析比较。结果表明： 1）柱顶设缝时，节点的设计、施工较为困难，施工措施费较高； 2）跨中设缝时，节点处理较为简单，经济优势较为突出，但跨中节点的性质在设计时较难把握，宜视构造特点具体考虑。     

结构分割转换工法结构组合梁可行性研究

为解决结构分割转换工法（CC工法）首个试验项目内部结构设计不经济、施工工序繁琐等问题，文章研究其结构设计优化的可行性。首先介绍CC工法原理，分析该CC工法试验项目施工过程中存在的问题； 然后总结组合梁的构造特点，分析该CC工法试验项目结构设计为组合梁的可行性，并提出相应的关键构造措施； 最后对比试验项目纵梁的理论应力数值与工程实测数值，并分析两者差异的原因。研究结果表明： 1）CC工法的混凝土预制顶板与二次施作的型钢顶纵梁在采取相应的构造措施后，是可协同受力、按组合结构设计的； 2）抗剪连接件、型钢局部稳定性、混凝土翼缘的纵向连接构造措施是CC工法采用组合结构设计的关键点； 3）试验项目的纵梁结构按组合结构考虑时，应根据具体情况对混凝土翼缘的有利作用进行适当折减。     

软土地区管幕暗挖施工之钢管顶进工法解析

暗挖法作为一种有效降低环境影响的技术,在我国部分城市的岩石及复合地层中得到了应用,在软黏土地区做科研试验项目实施软土地区管幕暗挖施工。以某管幕结构段土建工程为例,对钢管顶进施工进行工法解析。钢管顶进施工工法是管幕暗挖施工的第一步,通过带锁扣的钢管间连接形成一个闭合帷幕,将内外水土体隔离,然后在管幕的围护下进行暗挖,最终形成大断面地下空间,为后续开挖与结构施工提供条件。     

城市大断面明挖隧道断面形式研究

断面形式对城市大断面明挖隧道结构内力、施工方案、工程造价等有较大影响,在统计分析我国已建成城市大断面明挖隧道断面形式特点的基础上,对郑州市渠南路隧道工程可能采取的断面形式进行研究,分析直墙平顶、直墙圆顶和直墙折板3种断面形式的受力和断面特点,并采用荷载-结构模型对影响直墙折板隧道断面内力的参数,如折板折起角度、斜板跨度和结构自重等进行研究。结果表明:渠南路隧道采用直墙折板断面可提高断面利用率,改善结构受力条件,且上述3个参数均会影响直墙折板断面内力计算结果。     

洞内大轴力大跨径拱式桩基托换在地铁建设中的研究与应用

广州地铁某新线区间矿山法隧道，因线站位设置需近距离下穿某大型地下空间，与其5根既有桩基冲突，需要进行托换。受各制约因素影响，工程采用洞内拱式托换方案，然而本次托换的桩轴力、隧道跨径和现场条件的复杂程度，均远超一般洞内托换。以洞内大轴力大跨径拱式桩基托换为研究对象，通过工程类比的方法总结出托换结构断面高宽与托换跨径和桩轴力之间的经验关系（尺寸初拟规律），并进一步通过2D荷载结构法进行内力分析和3D地层结构法进行变形模拟，对托换结构的承载力和正常使用极限状态进行验证，证明了洞内拱式托换可适用于大轴力大跨径情况，验证了托换结构尺寸初拟规律的可应用性。     

应力流守恒原理及地下洞室群支护结构设计方法

为解决复杂洞室群各洞室之间岩墙、岩板的受力计算和稳定性分析的难题,基于力学平衡的思想提出应力流守恒原理,即隧道开挖前后任意水平剖面围岩竖向应力流和任意竖直剖面的水平应力流将保持不变,从而计算洞室群中各个岩墙、岩板、岩柱的受力,并根据其稳定性设计支护结构措施。京张高铁八达岭长城站地下洞室群支护结构设计结果表明,与传统经验法和数值模拟法设计相比,基于应力流守恒原理的洞室群支护结构设计方法具有计算便捷、安全可靠的优点。     

宽墩窄塔独塔斜拉桥塔梁墩结合段设计与受力分析

为了解决柱式塔斜拉桥在塔柱横向尺寸受限情况下的塔梁墩结合段设计难题,以沪武高速公路罗埠河大桥为依托,通过理论分析和数值模拟的方法,对一种宽墩窄塔的塔梁墩结合段构造设计与受力性能进行研究。研究了宽墩窄塔的柱式塔与主梁结合段的合理构造及相应设计方法,并对这种新型构造进行了受力分析。结果表明,通过在结合段内设置合理的连接横梁和过渡构造,宽墩窄塔结合段可形成合理的构造形式,满足局部传力的要求;通过纵桥向设置刚度过渡段,增加主梁高度,配合横向弧形过渡结构,提高主梁和宽墩之间的刚度连接,使得主梁的内力可以直接传递至宽墩,降低对窄塔的影响;研究提出的宽墩窄塔塔梁墩结合段的传力可靠,应力传递平顺,应力状态均处于合理范围。形成的宽墩窄塔结合段构造形式及其设计方法可为类似在塔柱横桥向尺寸受限情况下的结合段设计提供参考。     

大型全地下刚性填埋场结构设计

本文通过工程实例,分析了四川某大型全地下刚性填埋场结构设计的要点。结合工艺设计需要将扶壁式挡土墙和箱型截面悬臂式挡土墙运用于全地下刚性填埋场中,并分析了两种挡土墙结构在填埋场中的受力状态,为截面设计选型和配筋设计提供充分依据。根据场地条件,将填埋场底板依据受力情况的不同进行分区设计,兼顾经济性和工程可靠性。     

软弱围岩隧道机械化全断面爆破开挖初期支护受力特性研究

软弱围岩隧道开挖后自稳能力差,易发生大的变形、钢架扭曲等现象。为降低安全风险,依托郑万高铁高家坪隧道进口机械化全断面爆破施工,对支护体系下的围岩压力、钢架应力、初喷混凝土应力、锚杆轴力、围岩内部位移、掌子面挤出变形等进行系统试验研究。试验结果表明： 围岩压力、钢架应力、初喷混凝土应力受岩性条件、施工扰动等因素影响显著,随时间推移均呈现“急剧增大、缓慢增大、波动变化、稳定收敛”的变化规律; 通过锚杆轴力峰值位置可以初步判定围岩塑性区范围约为距洞壁3.0 m。基于现场试验监测,通过数值模拟分析了初期支护结构压应力、轴力和弯矩的分布情况,与现场量测数据相符,较好地反映了初期支护受力特征。本次试验的相关方法、手段和结论对隧道机械化大断面施工软弱围岩变形与支护体系受力研究具有借鉴作用,同时也为建立科学合理的支护结构体系提供了参考。     

基于AM桩盖挖逆作地铁车站施工力学有限元分析

盖挖逆作地下结构施工过程中，地下连续墙水平位移及各围护结构之间差异沉降过大，均会对结构造成不利影响。为解决围护结构之间差异沉降的控制难题，探索施工过程中结构的受力规律，以某采用盖挖逆作法施工的大型地铁换乘车站为研究背景，采用通用有限元软件ABAQUS进行数值模拟，研究盖挖逆作地下结构施工过程中结构受力及变形规律，计算分析施工过程中地下连续墙的变形、地下连续墙与相邻立柱桩的差异沉降、AM桩轴力分布情况，探讨运用AM桩对控制结构隆起和差异沉降的优势。结果表明： 1）楼板在施工过程中起到了良好的支撑作用，有效限制了地下连续墙的变形； 2）差异沉降随施工进行逐渐增大，在开挖底层土体时达到最大值，此为最不利工况，应及时进行封底； 3）在桩长和桩径参数相同的情况下，与等直径桩相比，采用AM桩能够有效减小结构的隆起以及差异沉降。     

不同火灾规模下地下共用结构安全性研究

为探明在不同火灾规模下地下共用结构的整体安全性，进而为类似地下结构防火设计提供参考依据，以义乌商城大道隧道工程为依托，采用有限元软件ANSYS建立火灾下地下共用结构非线性瞬态热-力耦合分析模型，重点研究地下共用结构在不同火灾规模下的位移、应力变化规律以及结构各截面的安全系数。研究结果表明： 1）隧道内火灾规模的扩大会使混凝土力学性能劣化程度愈加严重，在地层荷载作用下受火结构顶板位移急剧增大，而其相邻水平共用结构顶板位移逐渐减小，进而改变共用结构的整体变形形态；且火灾高温作用会使得隧道共用结构发生应力重分布，其应力变化程度随火灾规模的增大而显著增大。2）隧道内大型客车发生火灾时，受火结构对其相邻的水平共用结构应力及安全性有较大影响，而对竖向共用结构影响较小，但可保证共用结构整体安全。