沉管隧道新型剪力杆组合结构的抗剪应用研究

为了提高节段接头施工效率和沉管隧道预制化水平，改善现有节段接头连接方案存在的接头截面利用率低、中埋式止水带安装困难、工效低和剪力键浇筑质量差等突出问题，提出以新型钢剪力杆组合结构替代传统剪力键的节段接头连接方案。通过开展剪力杆组合结构单杆、多杆剪切试验，测量剪切荷载、接头相对错动、钢套筒应变和钢筋应力，研究其抗剪性能。以大连湾海底沉管隧道工程为依托，基于材料塑性损伤本构模型，考虑节段接头的细部构造，根据剪力杆组合结构剪切试验对数值仿真方法的有效性进行验证。利用数值模拟研究了节段接头水平向、竖直向剪切，绕横轴、竖轴弯曲的变形规律和破坏特征，进一步建立三维仿真模型，研究剪力杆组合结构在大连湾海底沉管隧道工程中的工作情况。研究结果表明：剪力杆组合结构的失效由剪力杆的剪断破坏控制，破坏延性特征明显。剪力杆破坏荷载-位移关系可以分为弹性、塑性加强和塑性破坏3个阶段。接头存在间隙时，剪力杆组合结构破坏屈服特征明显。剪切试验数值结果与现场试验结果吻合良好。节段接头数值试验揭示，在剪切、弯曲作用下接头破坏过程较为复杂，且均呈现出阶段性特征。基于接头损伤分析，提出了节段接头位移安全评价指标。对控制工况下...