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。     

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。     

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。     

基于CC工法建造的地下结构受力分析

CC工法作为一种新型地下暗挖技术,为地下工程暗挖施工提供了新的思路,其核心思想是将机械化暗挖小断面结构转换为大断面地下空间建筑结构。为了研究CC工法的结构受力情况,满足CC工法的工法特点需要,使结构安全可靠经济适用,故设计和分析其单元结构和整体结构,并结合CC工法的具体工程应用案例,选取CC工法的3个主要工况进行结构受力分析和设计,得到不同工况的弯剪轴力结果。结果表明： 设计方法和思路较为全面,设计结果安全可靠,能够较好地满足工程需要;同时,研究也为CC工法结构分析和设计提供了方法和依据,为今后相关工程提供了一定的参考。     

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。     

束合管幕结构结合缝压弯性能足尺试验研究

为克服管幕法钢管节之间无法协同工作、支护效率差等缺点,进一步拓展管幕法在浅埋大跨地下结构施工中的优势,提出一种依托横向预应力的新型地下结构形式——U-BIT束合管幕工法。但该工法的施工工艺以及结构性能的研究还处于初期阶段,其结构力学性能和受力薄弱点均不清晰,亟需开展系列试验及模型研究。在工程需求和前期文献调研的基础上,针对该束合管幕结构开展压弯性能足尺试验研究,探究束合管幕结构在压弯作用下的受力特性与承载能力。结果表明： 1）结构挠度、结合缝张开可划分为6个发展阶段; 2）结合缝脱开、混凝土局部破坏、CT型锁扣紧贴以及CT型锁扣脱开是结构的重要性能点; 3）结构破坏形式表现为上部CT型锁扣脱开,无法继续承担外荷载; 4）结合缝开裂荷载及结构承载力极限荷载的试验结果均与理论值相近。     

综合管廊U型盾构机械化施工工法研究与应用

为解决传统明挖法、矿山法、盾构法和顶管法在综合管廊施工中存在的不足和局限,根据国内管廊工程建设环境特点,通过分析传统管廊施工方法的优点和不足,结合装配式建筑的发展趋势,创新性地提出U型盾构机械化施工工法。该工法将明挖法开挖与在盾壳内完成主体预制拼装结构相结合,通过研制相应装备将传统固定支护结构转变为刚性可移动支护结构,实现了明挖法管廊施工的机械化、标准化和规范化。介绍U型盾构工法的原理、适用范围、工艺流程、操作要点和节点处理,对比U型盾构与传统明挖支护结构的受力特点和对周边环境的影响,分析U型盾构适用范围及其工法优势; 通过海口市椰海大道管廊试验,验证了该工法在明挖综合管廊施工中具有较高的进度优势、经济优势和推广应用价值; 最后探讨该工法在小曲线半径、矩形或U型断面工程以及明挖框架结构工程中的应用前景,以期为综合管廊及类似工程提供一种新的设计理念和施工工法。     

施工工法在翔安海底隧道中的应用研究

基于翔安隧道现场监测数据,并结合数值方法,对CD法、CRD法及双侧壁导坑法的应用情况进行了探讨.研究发现,在大跨度海底隧道修建过程中,施工工法对隧道结构的变形及受力具有重要的影响.应用双侧壁导坑法施工时隧道拱顶下沉量比CRD和CD法小,而CRD法施工引起的该值又比CD法小;在控制隧道结构水平收敛方面,CRD法效果最好,它所引起的隧道水平收敛量值明显低于双侧壁导坑法和CD法.在支护结构安全性方面,应用双侧壁导坑法施工时,隧道结构受力较好,结构安全系数较大,而采用CD法施工时,隧道边墙安全系数小于1.因此,在翔安隧道施工期间,双侧壁导坑法和CRD法为合理工法.     

不同等级水泥混凝土路面板块划分研究

水泥混凝土路面在摊铺时需要考虑板块的划分,以便进行滑模施工时幅宽安排和纵向切缝.由于现行的JTG F30-2003《公路水泥混凝土路面施工技术规范》并未明确规定纵向切缝的位置,现场施工中经常出现切缝与路面标线位置重合的情况,或者其他一些不利于结构受力的工况.因此该文针对不同等级、不同车道数以及不同设计车速下的水泥混凝土路面滑模施工时幅宽和纵向切缝位置提出建议.     

钢与混凝土组合弯梁桥不同施工方法对结构内力的影响

随着经济和交通建设的发展,组合弯梁桥逐渐成为城市桥梁建设中的优选桥型。组合弯梁桥与直桥的受力特点不同,不同的施工方法涉及不同的体系转换问题,因此施工方法的选择会对结构的力学性能产生影响。基于组合弯梁桥的三种施工方法——先简支后连续、先支点后跨中和满堂支架施工,通过有限元软件模拟不同施工方法的施工过程,研究了不同施工方法对组合弯梁桥结构力学性能的影响,针对预制组合弯梁桥提出合理主梁、横梁施工方法,对组合弯梁桥从结构受力角度选择合理的主梁施工方法具有指导意义。     

部分斜拉桥施工力学性能分析

为了解多跨部分斜拉桥施工过程中结构力学性能的演变过程,从而对桥梁进行有效的施工控制,以开封黄河二桥主桥为例,采用有限元程序MIDAS Civil建立全桥有限元模型,进行施工过程仿真计算,分析其施工力学性能。分析结果表明,主梁成桥时压应力最大,次边跨初步和最终合龙对边塔塔底应力影响较大;中塔偏位较小,边塔在次边跨初步合龙阶段易产生较大纵向偏位;索力变化较小,可一次性张拉到位;桥梁整体稳定性较好;桥梁在各施工阶段的第1阶失稳均为桥塔面外反对称失稳。     

深圳地铁人民南站复杂环境下设计与施工

地铁工程设计与施工常受到地面建筑、交通、地下管网或构筑物、施工场地和地质条件等复杂因素的影响,工程实施难,工期不可控。本文针对上述问题并结合工程实例提出以下解决方案： 1）通过优化结构设计,将大跨度无柱结构与叠合墙结构相结合,满足狭窄空间下的车站净空要求; 2）采用盖挖逆作法,解决交通疏解和管线改迁困难,并提高基坑安全性; 3）采用盖挖逆作+先隧后站技术解决个别站点工期不可控问题。该方案在工程实施中取得了显著效果,保证了工程在狭窄空间和复杂环境下按时、安全实施。     

受限条件下超大跨明挖隧道横向分幅实施方案设计研究

城市核心区明挖隧道的建设受地下管线迁改等因素的制约日趋严重,合理的分幅、分区设计对工程的可行性及进度等具有重要意义。以上海某明挖隧道工程为例,采用沿长条形基坑横向分幅施工的方法,避让了现状110 kV电力排管。通过在超大跨度段反弯点附近设置纵向施工缝,实现隧道主体结构两阶段浇筑,并采用临时隔墙、临时肋板、临时牛腿及传力带等一系列措施,实现两阶段施工结构体系的转换,确保了深基坑的安全。通过结构受力分析,验证了纵向施工缝位置选取的合理性,可为今后类似工程的实施提供参考。     

MIDAS/Civil分体式小箱梁湿接缝模拟方法

以由3片分体式组合箱梁组成的30 m三跨连续梁桥为研究对象,利用大型有限元软件MIDAS/Civil,建立了3种湿接缝模拟方法的梁单元模型,分别为湿接缝换算法、刚接梁法、横向虚拟梁法。对比分析3种计算模型在3种荷载工况下各片箱梁的边跨跨中与中跨跨中位移解。计算结果表明:实体模型计算结果准确但建模复杂,与之相比,湿接缝换算法、刚接梁法、横向虚拟梁法模型建模较简单,最大误差为6.4%;湿接缝换算法、刚接梁法、横向虚拟梁法是分体式组合小箱梁桥的较合适建模方法,可用于分体式组合小箱梁桥结构分析。