沉管隧道临时支承系统设计与施工控制

文章论述了沉管隧道管段临时支承系统的三点支承、四点支承、五点支承等几种主要形式,并进行了分析对比;同时介绍了五点式支承系统在越南西贡东西高速公路过江沉管隧道工程中的应用情况以及支承系统的设计与施工控制。研究结果及工程实践均表明:五点式支承系统在管段安装后始终能保证有三个支承点,可确保管段水下姿态稳定,同时具有更高的安装精度,尤其适合线路长、管段多的沉管隧道。     

沉管隧道结构构件耐火试验研究

依托国家科技支撑计划项目,自行设计建立了高温烧蚀试验平台,并针对沉管隧道特点,通过采用C50混凝土制备的局部1∶1结构试验构件,以及不同的耐火保护技术(防火板与防火涂料)和不同的耐火保护方案进行了构件的高温烧蚀试验。文章通过试验分析,得出了在满足HC或RABT升温曲线条件下,适于受火2 h的混凝土结构的耐火保护技术方案,同时还针对实际工程提出了实用性的建议。     

沉管隧道结构耐火保护技术数值模拟研究

沉管隧道由于其结构特殊性,空间密闭,存在管节及节段接头,一旦发生火灾,给人员安全带来威胁的同时也会对隧道结构造成严重破坏。本文从数值模拟方面,分别针对沉管隧道局部1:1结构、管节接头,在RABT升温曲线下,不同厚度防火板保护下模拟受火2h,进行了模拟计算,并对计算结果分析,通过分析可为以后相关科研及实际应用提供参考。     

沉管隧道结构耐火保护技术数值模拟研究

沉管隧道由于其结构特殊性,空间密闭,存在管节及节段接头,一旦发生火灾,给人员安全带来威胁的同时也会对隧道结构造成严重破坏。本文从数值模拟方面,分别针对沉管隧道局部1∶1结构、管节接头,在RABT升温曲线下,不同厚度防火板保护下模拟受火2h,进行了模拟计算,并对计算结果分析,通过分析可为以后相关科研及实际应用提供参考。     

沉管隧道的进展

对沉管隧道的国内外发展情况、结构形式、防水技术、地基处理技术及其优点等几方面进行了回顾和介绍。     

沉管隧道地震响应分析

文章采用田村重四郎和冈本舜三提出的沉埋隧道地震响应分析的数学模型,对南京长江越江隧道(沉管段)方案进行了地震响应的纵向受力分析。分析中采用了隧址处100年超越概率为2%的人工合成地震加速度,考虑了不同管段的联结方式和不同的计算参数,对初步设计中沉管段结构的安全性进行了论证,所提供的数据曾为设计单位所采纳[1]。     

沉管隧道测量技术

文章针对大型曲线沉管隧道的特点,论述了曲线沉管隧道的平面及高程控制测量、管段特征点标定测量、管段沉放测量,以及管内测量的方法,并给出了相应的计算公式.     

沉管隧道的勘察方法

以仑头-生物岛隧道工程和生物岛-大学城隧道工程的勘察工作为基础,并通过研读国内外沉管隧道的勘察方法,再结合国内相关规范的规定,总结出了沉管隧道的勘察方法,包括资料收集、工程地质勘察和水文勘察,并详细阐述了每种勘察方法的内容和要点以及基本规定.     

水容重对沉管隧道管段浮运沉放的影响及检测

文章讨论了水容重在沉管隧道设计、建造和运营中对浮力计算与控制的影响,其中尤以对管段浮运沉放的影响最为关键;提出了应根据各工况的不同需求对水容重的变化加以监测,以及采用卡盖式取水器对水下水体进行取样,并以阿基米德原理测定水样容重的方法;最后介绍了水下水体取样及容重测定法在天津海河沉管隧道管段沉放中的应用情况及检测结果.     

沉管隧道节段接头剪力键受力阶段与沉降控制标准研究

当沉管隧道节段下部的地基由于荷载或地层因素产生差异沉降时,剪力键是抵制节段接头张开与扭转的主要受力构件,也是接头防水的重要结构保证。文章在1∶4.69大比尺模型试验和有限元三维数值模拟中,将差异沉降作为可变荷载,对地基差异沉降下的沉管隧道节段接头剪力键受力规律进行了研究。试验及分析结果表明:在纵向与横向差异沉降下,沉管隧道节段接头剪力键的受力过程可以分为三个阶段。第一阶段为剪力键榫与剪力键槽间的缝隙及橡胶垫初步压缩阶段,应力增长速率较低;第二阶段为剪力键充分受力阶段,应力增长速率较高,当差异沉降达到一定量值后,节段接头会通过局部挤压或摩擦的方式帮助剪力键受力;第三阶段,剪力键进入屈服状态,此时剪力键仍能够继续受力,但已有微裂纹产生。根据剪力键在正常使用极限状态下的剪力值,所确定的沉管隧道节段允许纵向与横向差异沉降值分别为11.5 mm和11.1 mm。建议在沉管隧道沉放完成后,保留部分顶、底板位置的拉索,以提高节段接头剪力键的结构安全。     

钢壳混凝土沉管隧道管节结构热量传递规律试验研究

为了解钢壳混凝土组合结构的耐火性能,进而为其结构设计、防火保护提供依据,利用自主研发的多功能大型耐火试验炉,在不同防火保护方案下,进行局部全尺寸构件耐火试验,研究钢壳混凝土沉管隧道管节结构在火灾高温下的热量传递规律。结果表明,火灾中防火板对管节结构有明显保护作用,无防火板保护情况下构件竖向位置出现明显的混凝土脱空现象;防火板背火面测点温度值均随炉膛温度变化呈现规律性变化,但两者并不完全同步,防火板背火面测点温度变化滞后于炉膛温度变化;火灾高温下管节结构的温度影响深度达到距离底板上表面约550 mm,混凝土断面热量传递高度约400 mm。     

沉管隧道基础处理方法研究分析

为了给沉管隧道基础处理方法的选择提供相应的参考信息,文章调研了国内外沉管隧道基础施工技术和应用效果,并结合基础处理的方法和特点,从技术、经济、风险、工期等方面综合研究分析了沉管隧道采用先铺法和后铺法进行基础处理的优缺点。通过深入分析研究国内外工程实例,针对相应的施工环境和沉管结构等指标,提出了不同地质和工况等条件下选取基础处理方法的原则,并进一步提出了清淤装备开发的必要性。研究结果对沉管隧道工程设计与施工具有一定的借鉴意义。     

大型沉管隧道模型试验相似材料研究

为研究沉管隧道在不均匀沉降及不均匀荷载作用下的节段接头作用机理,参考试验平台尺寸确定了试验模型相似比,根据相似定理推导了相似判据。采用高水灰比、高砂率并选取低标号水泥、低弹模骨料、膨润土、聚丙烯纤维、粉煤灰等材料制成相似材料混合料,经试配试验最后确定相似材料混合料配合比。应用万能压力机、应变仪、引伸计等对试件强度与弹性模量进行了力学测试。配合比试验研究表明,通过调节膨润土的掺量,能够配制出弹模低于10 GPa,而强度高于8 MPa的相似材料混凝土。所配制的相似材料混凝土的力学性能稳定,与普通混凝土的力学性质相似,满足试验要求。     

大型沉管隧道管段沉放施工技术

以上海外环沉管隧道管段沉放对接为例,介绍"双三角形"布置锚缆管段平面定位和双浮箱四点竖向吊沉系统及设备,简述管段沉放对接工艺流程及测量定位技术,最后分析管段沉放对接施工过程中遇到的问题.     

大型沉管隧道干坞的设计与研究

文章主要从干坞的选址、方案比选、防汛体系、边坡、基底处理以及边坡稳定计算和基底变形计算等方面总结了干坞设计的一些经验.     

从广州地区沉管隧道建设谈沉管隧道的建造设想

文章从广州市沉管隧道的建设及国内沉管隧道的发展.分析制约该技术推广应用的因素,提出改进管节预制方法的设想和优化隧道护岸工程的建议,力求降低工程投资和提高环保和土地利用率,促进沉管隧道技术的发展.     

天津海河沉管隧道岸壁保护方案研究

沉管隧道沉放前所进行的基槽浚挖往往会对护岸结构、防汛设施及临近建(构)筑物的安全构成影响。因此,岸壁保护已成为沉管隧道设计关键技术之一。介绍了沉管隧道岸壁保护结构常用的结构形式以及国内外典型岸壁保护结构的设计经验。根据天津滨海新区海河沉管隧道的地质及场地特点,通过比较分析,建议采用格构式地下连续墙和搅拌桩重力式挡墙相结合的岸壁保护方案。     

大型沉管隧道管节接头刚度特性研究

沉管隧道管节接头具有调节沉管隧道受力性能以及适应隧道不均匀变形的功能,在隧道运营中起着非常重要的作用。文章以港珠澳沉管隧道管节接头为研究对象,建立了管节接头刚度的三维非线性有限元计算模型,对管节接头的受力变形特征进行了分析,分别得到了管节接头轴向压缩刚度、弯曲刚度与轴向压缩荷载、压缩弯矩之间的变化规律。结果表明:轴向压缩刚度随轴向压缩荷载增大而增大;轴向弯曲刚度随轴向荷载增大而增大,但在相同轴压下,弯曲刚度随弯矩增大而减小。此外,结合管节接头模型试验进一步研究了管节接头轴向压缩刚度和弯曲刚度的变化规律及影响因素,并对比分析了有限元计算结果与模型试验结果,模型试验得出的接头刚度变化规律与有限元模拟结果一致。研究得到的管节刚度对沉管隧道整体计算研究具有重要参考意义。     

隧道局部欠厚衬砌对结构受力影响 与加固技术研究

某高速公路隧道存在衬砌局部厚度小于设计值的情况,利用数值计算对局部欠厚衬砌进行了结构受力分析与验算,结果表明衬砌局部欠厚会造成其内力分布左右不对称,衬砌截面翼缘应力极值出现在缺陷位置。经综合比选,采用粘贴钢板方案进行了加固补强,有效避免了欠厚衬砌对结构安全带来的潜在威胁。     

海底沉管隧道管段海上系泊方式研究

海底沉管隧道管段海上系泊阶段的结构运动响应及布缆方式,直接影响其水上施工的安全性和经济性。针对某沉管隧道管段系泊工程,文章利用基于三维势流理论的水动力软件AQWA建立管段海上系泊仿真模型,分别对五种不同的系泊方式进行时,频域分析,探讨了布缆方式对沉管管段运动响应及缆索受力的影响。结果表明:管段在高频区域内稳定性较好,响应幅值很小;四缆系泊方式在实际工程中不可采用;八缆系泊方式较安全;在海况较好的情况下,可以采用更加经济的六缆系泊方案。