明挖预制装配式隧道结构拼装精度控制标准研究与制定

明挖装配式隧道结构建造技术的研究和应用在我国尚属起步阶段,拼装精度控制标准是装配式结构建造过程中衡量和控制工程质量的重要尺度,标准的合理制定,关系到工程建设的安全可靠性、经济合理性及实际可操作性。通过拼装精度影响因素分析,提出了理论指标,并结合工程实际应用情况和实测值正态分布曲线的分析和提炼,给出了明挖装配式隧道结构拼装精度主要控制要素的控制标准,包括轴线平面定位偏差、高程定位偏差、构件形位姿态偏差、接缝张开量、结构表面错台量、同一环构件纵向错位量、前后环纵缝平面错位量等允许值,并与明挖现浇隧道、盾构隧道及装配整体式等结构的相关标准进行了对比分析。研究和实际工程应用证明：控制标准总体合理,可作为后续工程建设和相关标准制定的参考。构件制作精度对拼装精度的影响较大,提高构件制作精度,对提高拼装精度具有重要意义;自重压紧方式对控制隧道纵缝张开量最为有利,而控制张拉荷载、提高构件制作精度、控制施工累计误差等,可有效控制隧道环缝张开量;接头设置定位销棒并严格控制定位精度和预留空隙量,对控制结构表面错台量起到关键性作用。     

预制装配式地铁车站施工技术与造价控制

装配式地铁车站是将事先预制好的装配式结构构件,用“搭积木”的方式将站体分块“搭”起来,完成整体结构的建设。文章结合我国首座预制装配式明挖地铁车站——长春地铁 2 号线袁家店车站的施工建设,介绍装配式地铁车站精平条带、预制构件拼装、榫槽注浆、防水等施工工艺,并针对装配式车站成本偏高的事实,提出规模经济、大力发展上下游产业链、建设产业化基地、加强技术人员培训等改进措施。     

桩-墙叠合全预制装配明挖地铁隧道建造方案及工程应用

明挖法施工的装配式地铁隧道基坑围护桩通常为现场浇注混凝土桩，且只作为基坑开挖阶段的挡土结构，不将其作为侧墙永久结构的一部分，这种结构设计方法偏于保守，导致资源浪费。为此，提出桩-墙叠合全预制装配明挖地铁隧道建造方案，其主要特点是：基坑围护桩和隧道结构均采用预制结构且叠合布置，围护桩既是基坑开挖期间的临时挡土结构，同时也是隧道侧墙永久结构的一部分。以济南市济阳有轨电车明挖区间隧道工程为背景，开展围护桩和隧道侧墙叠合方案的比选。基于不同叠合方案结构受力分析和叠合施工方便性的综合考虑，提出在围护桩和隧道侧墙四角点进行叠合连接的措施；详细讨论了“桩-墙叠合方案、基坑预制围护桩布置、隧道主体结构装配分块、桩-墙叠合连接方法”;最后结合本工程试验段的施工，阐述了桩-墙叠合明挖隧道装配施工的关键工序及解决措施。     

预制装配式地铁车站结构榫槽式接头力学性能研究

以明挖地铁车站预制装配结构的榫槽式接头为研究对象,通过有限元数值模拟方法研究接头构件的应力演变规律及其接缝变形和接缝张开角与加载弯矩的关系,并与接头构件的足尺加载试验结果进行对比分析。数值计算和加载试验的结果均表明:在设计最不利轴力为1 600kN的工况下,随着加载弯矩的增大,榫槽接缝部位的应力变化明显,而榫头端部的应力基本保持稳定,因此预制装配地铁车站结构采用榫槽式接头能够有效提高接头抵抗弯矩的能力;当加载弯矩小于300kN·m时,榫槽接缝部位的变形量很小,而当加载弯矩超过400kN·m以后,榫槽接缝部位的变形量发生突变,因此从结构的抗裂要求和榫槽式接头的整体力学性能考虑,维持榫槽式接头正常工作状态的弯矩值大约在350kN·m左右。     

山岭隧道预制拼装二次衬砌结构设计及计算方法研究

为探索地铁双线山岭隧道中采用预制拼装二次衬砌结构的技术可行性,首先,提出地铁双线山岭隧道结构设计方案,其中二次衬砌采用预制拼装及错缝拼装形式;然后,研究结构内力计算方法,推荐采用荷载-结构法,并采用梁-弹簧模型来模拟预制拼装二次衬砌结构内的接头力学行为,并推荐采用5环梁-弹簧整体分析模型。结构配筋分析结果显示,在3种围岩条件下,30cm厚度预制拼装二衬结构的配筋均在合理范围之内,可实现一套模具适应不同地层情况的效果。     

装配式圆形衬砌环结构变形特性试验研究

盾构隧道一般采用预制管片拼装的方式施做衬砌结构。荷载作用下衬砌结构的径向位移及管片间接缝内外侧的张合位移是衡量这类装配式结构变形状态的基本指标。通过圆形拼装衬砌环结构的极限承载试验,获得了衬砌环结构径向位移和接缝张合位移随荷载发展的曲线,分析给出了其关键性能点的荷载、整体变形、径向位移、直径变化率以及接缝张合位移。     

高速公路隧道装配式仰拱结构施工技术研究

针对高速公路隧道仰拱现浇施工工艺存在的工效慢、质量难以保障等缺点,提出了一种装配式仰拱结构施工技术.以贵州省兴义环城高速毛栗坪隧道为工程依托,详细介绍了装配式仰拱结构型式、分块方案及预制装配步骤及施工工艺;通过现场试验,监测装配式仰拱结构受力变化规律,并与现浇整体式仰拱结构受力特性进行了对比分析.研究结果表明:1)装配...     

装配式地铁车站预制中板梁柱设计方案研究

以深圳地铁内支撑体系下的装配式车站为工程背景,研究车站预制中板梁柱设计的关键技术：中板设计需同时满足基坑支撑的受力转换及车站流水拼装的工艺要求;中板设计需满足吊装、拼装、基坑受力转换、正常使用等工况的受力要求;中板设计需满足楼梯及扶梯开洞的受力需求。针对以上问题,研究车站采用预制+叠合型式中板结构的流水拼装步序,对拼装步序中围护、中板结构受力及变形进行分析;通过采用预制+叠合结构型式的中板结构以满足施工阶段和使用阶段的受力要求;针对中板开设大孔洞的设计难点,通过孔内设置型钢支撑来满足拼装及基坑受力转换的需求,车站拼装完成后在孔边现浇纵横梁、叠合层等形成孔边加强结构,然后切除孔内型钢支撑形成永久开孔;并通过设置抗剪连接、叠合层、纵横梁体系等措施满足开孔受力需要。预制中板的设计措施研究,实现了地铁车站的全断面装配,进一步提高了地铁车站的装配率及流水拼装的工效。     

大直径盾构隧道内部装配式箱涵拼装质量调查研究

对某在建超大公路和城市轨道交通合建盾构隧道共2 275环装配式大尺寸箱涵拼装质量开展调查研究，重点关注拼缝宽度、拼缝错台、螺栓质量和轴力变化等质量指标。研究结果如下：(1)拼缝质量存在较大的差异性，拼缝宽度在5～40 mm内数量呈正态分布，拼装错台主要在2～10 mm内，部分拼缝错台超过16 mm,连接螺栓基本完好，但连接螺栓轴力在外界因素影响下损失严重，100 d后平均损失率达到51.58%;(2)调查分析了拼缝质量差异性的原因，主要受箱涵预制精度、施工安装精度、后期变形、施工荷载等因素影响；(3)提出了研发自适应性强的预制箱涵、提高预制精度、提高施工质量和加强隧道结构变形控制等提高拼装质量的方法。     

软土地区地铁车站矩形顶管法施工方案研究

对上海轨道交通14号线静安寺站工程,提出了软土地区车站总体布置方案,重点研究了采用矩形顶管法施工所涉及的管片几何断面、管节材料、拼装方式、接缝防水、抗震性能等关键内容并给出了解决方案。经分析,站台层顶管横断面取8.85 m×7.65 m,可采用钢管节+后浇钢筋混凝土结构型式的复合管节;顶管管节纵缝采用刚接接头,环缝采用改进型的F型承插口;暗挖段防水关键在于环缝防水处理,施工阶段采用承插口处弹性密封垫与钢套环挤压防水,使用阶段采用后浇的一体型钢筋混凝土结构防水。经有限元模拟分析表明,14号线静安寺站两端明挖、中间顶管法施工的车站结构可以满足抗震要求。     

基于发明问题解决理论(TRIZ)的螺套锁紧力增强方法

运用TRIZ(发明问题解决理论)对螺套锁紧力不足的难题进行研究。通过TRIZ中的功能分析、因果分析、冲突区域分析等方法找到螺套连接技术系统中存在的矛盾,以螺套锁紧过程中的装配间隙和锁紧力为切入点,找到4个根本原因,分别运用TRIZ中的冲突矩阵、物质-场模型、效应知识库、专利检索等工具找到螺套锁紧力不足问题的解决办法。对解决方法进行现场试验验证,最终得到最优解,并将其应用于生产实际中。     

山区高速铁路隧道间桥隧连接结构探讨

研究目的:根据调整后的中长期铁路网规划,我国将建设1.6万千米以上的客运专线,而位于中西部山区的高速铁路需修建大量的桥隧工程,且大多桥隧相连、成群分布,高速列车运行对安全度要求极高,乘客舒适度也是必须考虑的问题,当两隧道间因地形条件及线路走向限制,明线间隔距离很短时,有必要对是否在桥上部设置连接防护结构及其结构型式进行深入研究,确保运营安全和提高乘客舒适度。研究结论:(1)两隧道洞口间距大于250 m时可将隧道看成独立隧道。小于250 m时,单列车通过隧道群中的每一座隧道时引起的车内压力波动相互间有影响,之间加设连接结构可降低车内3 s内最大压力变化值,有利于改善车内舒适度环境,可缓解列车频繁进出隧道,"黑洞"和"白洞"效应引起的乘客视觉疲劳问题。(2)隧道洞口坡面陡峻,存在危岩落石危害时,在采取坡面防护措施的基础上,设置连接防护结构可以有效防止小粒径落石对运营安全的威胁。(3)连接防护结构采用柔性防护网钢结构,具有安全可靠、经济适用的优点,在进行落石冲击试验后可以用于实际工程。     

浅埋隧道下穿既有铁路爆破施工方法

结合工程实例，介绍了浅埋软弱地层条件下穿越既有铁路双连拱隧道的爆破开挖方案设计、爆破振动控制方法以及爆破振动监测等安全技术措施。     

盾构法过江隧道埋深的确定方法

作为加速城市化进程和改善交通现状的重要途径,地铁线网日益密集,地铁建设进入高潮阶段,随之而 来的地铁区间穿江过海的情况逐渐增多,所以该类地铁隧道的设计技术问题需要重点深入研究。以哈尔滨地铁某 过松花江区间为依托,对过江隧道埋深的主要控制因素及过江隧道合理埋深进行研究。过江区间盾构隧道上方覆 土层过薄,可能会出现塌方或者涌水等严重事故。通过分析过江隧道埋深的主要控制因素,如两端车站埋深、隧 道纵向线路坡度、施工期间安全覆土、运营期间抗浮要求等,得出过江盾构隧道的设计埋深,总结出一套完整的 盾构法过江隧道埋深的确定方法,以期为类似工程提供借鉴和参考。     

侵入蚀变岩隧道大变形控制技术研究

针对侵入蚀变岩隧道施工期洞周变形过大、施工功效低等问题,以玉磨铁路安定隧道为工程依托,采用现场调研、数值模拟等方法研究侵入蚀变岩隧道大变形控制措施,分析掌子面喷砼封闭和拱脚大直径锁脚锚管对隧道洞周变形的控制效果;探讨隧道施工功效降低原因,并提出改进方法。研究表明:(1)采用掌子面喷砼、?76大锁脚锚管、加大预留变形量三种措施对隧道洞周变形可进行有效控制且效果明显。(2)掌子面喷砼措施对洞周水平位移控制更为显著,而锁脚锚管对拱顶沉降的控制较为明显。(3)导致隧道施工功效降低的主要原因为围岩级别变化与不良地质频繁出现,提出增设斜井辅助施工通道和变更钢拱架支护方案两种措施,极大提高了隧道施工功效。     

从黄龙村隧道施工探讨黄土隧道施工方法

研究目的:黄龙村隧道的围岩状况在郑西铁路客运专线具有一定的代表性,通过对黄龙村隧道施工过程进行总结,进而探讨并总结黄土隧道的施工方法。研究结果:黄龙村隧道的弧形导坑预留核心土短台阶法是可以用于黄土隧道施工的有效工法之一。     

大断面矿山法隧道开挖对小净距盾构隧道的影响分析

以厦门地铁1号线集美中心站站后停车线隧道工程为背景,采用FLAC3D三维有限差分软件,对此大断面矿山法隧道开挖对小净距盾构隧道的影响进行了三维数值分析。分析了CRD(交叉中隔墙)四步开挖法、CRD六步开挖法(靠近盾构隧道部分后开挖)及CRD六步开挖法(靠近盾构隧道部分先开挖)对盾构隧道的影响,揭示了盾构隧道位移和管片弯矩的变化规律:大断面矿山法隧道开挖时对先施工的小净距盾构隧道产生4~9 mm的位移值,盾构管片产生80~170 kN·m的弯矩值。另外,CRD四步开挖对盾构隧道不利,盾构隧道的位移和弯矩分别增大约33%和6%,并且靠近盾构隧道的部分对盾构扰动更大,因此,推荐使用CRD六步开挖法(靠近盾构隧道部分后开挖)。最后对比分析了盾构隧道的现场监测位移值和数值模拟结果。     

铁路道岔外锁闭装置的强度分析

对 18号单开道岔外锁闭装置建立有限元接触计算模型 ,分析心轨的变形对道岔锁闭钩的受力影响 ,给出不同载荷作用下锁闭钩中的应力随车轮行进距离的变化规律。     

螺栓强度分析方法研究

阐述了承受轴向载荷的螺栓联结的强度校核分析方法,并对相关步骤做了较为详细的介绍,可为工程结构整体设计和校核螺栓联结提供参考。     

一种道岔外锁零件疲劳寿命的分析方法

探讨了一种道岔外锁零件疲劳寿命的分析方法。利用理论分析、手册资料和现场测试三者的优势,建立道岔零件疲劳寿命的分析方法。从薄弱位置、S-N模型、应力换算以及环境因素等方面,实例分析了道岔心轨第二牵引点锁钩的疲劳寿命。结果表明,利用理论计算、手册资料和现场测试的方法,评价道岔零件的疲劳寿命是切实可行的。结合分析结果,讨论了零件疲劳寿命分析的可靠性以及改善的方法。