盾构隧道管片结构设计中几个问题的探讨

由于国内盾构隧道结构现有计算方法考虑因素不全面、部分计算方法不合理,造成盾构管片配筋量偏大,对管片预制及工程造价都带来了很大影响。为提高现有盾构隧道结构设计方法的准确性和可靠性以及优化管片配筋,通过大量的盾构隧道结构计算和工程经验,对多个设计问题进行了分析,结果表明深埋等复杂地质条件下长大盾构隧道结构计算需要考虑管片的环、纵向接头作用;极限状态法没有区分施工和运营工况受力特点等。通过研究提出了以下解决方案:1)采用改进管片接头单元的梁-弹簧模型,结合接头试验对抗弯刚度等取值进行优化;2)考虑盾构隧道施工阶段为短暂设计工况,运营阶段为持久设计工况进行安全校核;3)提出纤维梁单元模型,对管片配筋进行校核;4)提出多种管片配筋优化设计方法,减少钢筋用量。     

盾构隧道管片结构设计几个问题的探讨

由于国内盾构隧道结构现有计算方法考虑因素不全面、部分计算方法不合理,造成盾构管片配筋量偏大,对管片预制及工程造价都带来很大影响。为提高现有盾构隧道结构设计方法的准确性和可靠性以及优化管片配筋,通过大量的盾构隧道结构计算和工程经验,对多个设计问题进行分析,结果表明:深埋等复杂地质条件下长大盾构隧道结构计算需要考虑管片的环、纵向接头作用;极限状态法没有区分施工和运营工况受力特点等。通过研究提出以下解决方案:(1)采用改进管片接头单元的梁-弹簧模型,结合接头试验对抗弯刚度等取值进行优化;(2)考虑盾构隧道施工阶段为短暂设计工况,运营阶段为持久设计工况进行安全校核;(3)提出纤维梁单元模型,对管片配筋进行校核;(4)提出多种管片配筋优化设计方法,减少钢筋用量。     

花瓶式桥墩顶部结构分析与配筋

对花瓶式桥墩墩顶部受力进行空间计算,分析该类型桥墩墩顶的受力特点和影响因素,提出合理的配筋方式,并结合工程实例进行配筋计算,供类似结构设计参考.     

基于纤维梁单元的盾构隧道管片配筋优化技术

研究目的:盾构隧道钢筋混凝土管片配筋计算中一般采用统一的结构等效刚度进行内力计算,由于忽略钢筋分布对结构刚度的影响,配筋结果多偏于保守。本文对隧道管片配筋优化技术展开研究,以期在确保隧道结构安全的情况下减少钢筋用量,达到节约成本的目的。研究结论:(1)利用有限元方法建立了可描述钢筋与混凝土共同作用的结构力学模型(即纤维梁单元),通过将管片截面划分成微小单元,对截面刚度进行积分,获得了衬砌结构精确的弯曲刚度值;(2)在基于同济曙光三维数值平台而开发的盾构隧道管片结构计算与配筋软件中嵌入纤维梁单元模型,从而在管片配筋校核计算时对不同项目进行验算,进而对钢筋分布进行调整,使管片中混凝土与钢筋材料受力协调一致,实现对配筋方案的优化;(3)选用某地铁盾构隧道作为算例,考虑管片在施工期和运营期不同的受力特征,在初步配筋基础上比选优化得到最优配筋方案,所得优化方案在符合受力机理以及满足设计要求的同时,很大程度上节省了钢筋用量;(4)本研究成果可为盾构隧道管片配筋设计的优化提供参考。     

基于纤维梁单元的盾构隧道钢筋砼管片配筋优化研究

盾构隧道钢筋混凝土管片配筋计算中一般采用统一的结构等效刚度进行内力计算,忽略了钢筋分布对结构刚度的影响,配筋结果多偏于保守。本文对隧道管片配筋优化技术展开研究,利用有限元方法建立了可描述钢筋与混凝土共同作用的结构力学模型(即纤维梁单元),通过对截面刚度进行积分,获得衬砌结构精确的弯曲刚度值。此外,在基于同济曙光三维数值平台而开发的盾构隧道管片结构计算与配筋软件中嵌入纤维梁单元模型,在管片配筋校核计算时对不同项目进行验算,进而对钢筋分布进行调整,使管片中混凝土与钢筋材料受力协调一致,实现对配筋方案的优化。研究所得的优化方案在符合受力机理以及满足设计要求的同时,很大程度节省了盾构隧道的钢筋用量。     

明挖车站盾构井环框梁的受力分析及优化设计

以长沙市地铁3号线某明挖车站为研究对象,探讨盾构井环框梁在施工阶段的受力状态及优化设计方法。按承载能力极限状态进行荷载组合计算,分别应用三维立体模型和平面模型计算盾构井环框梁结构内力。对比分析三维立体模型和平面模型计算结果,结合工程经验总结认为可以通过考虑侧墙刚度、弯矩调幅、弯矩削峰的方法优化平面数值计算,并介绍考虑侧墙作为翼缘对盾构井环梁刚度增大系数的计算方法。     

大直径盾构隧道下穿南水北调中线总干渠设计研究

以新郑机场至郑州南站城际铁路盾构隧道下穿南水北调中线总干渠为例,研究下穿段盾构隧道结构、沉降、防水、加强措施、监测方案等设计关键问题,以指导盾构下穿施工。通过模拟不同工况下盾构隧道结构受力,计算确定盾构管片的配筋方案;通过三维数值模拟分析盾构下穿施工对南水北调中线总干渠的影响。考虑南水北调工程的重要性,设计中采取一系列确保总干渠安全的措施。盾构隧道安全、顺利穿越南水北调中线总干渠,各项监测数据及指标满足预期,表明本文提出设计措施有效地控制了盾构下穿施工对总干渠的影响,确保了盾构施工安全和南水北调中线总干渠安全。     

并行地段铁路斜交连续刚架桥设计研究

结合与既有结构相接的三孔连续刚架桥的设计，利用有限元程序MIDAS／Civil建立该三孔刚架桥整体计算模型，计算基础反力，通过方案对比分析，解决了由既有结构的影响造成该桥的基础偏压问题。采取了有效措施降低了混凝土收缩及温度变化作用对结构的不利影响。通过对结构的受力分析，结合构造要求，提出了该结构在配筋中应该注意的要点。在配筋设计中，需要考虑钝角区应力集中问题及墩梁固结角隅处受力情况，对该区域加强配筋。     

中低速磁浮承轨梁结构选型研究

研究目的:我国已开通运营两条中低速磁浮系统线路。相比长沙中低速磁浮线,北京中低速磁浮S1线采用桥上承轨梁结构,是该种结构形式在国内的首次工程应用。为指导类似工程的承轨梁结构设计工作,本文通过对承轨梁断面形式、纵向长度、荷载类型、受力特性等方面的研究,提出适用于桥上双线的承轨梁结构型式及结构配筋计算,以期为承轨梁结构设计提供依据。研究结论:(1)考虑接触轨、承轨台、轨排布置、限界要求等因素,承轨梁采取门型结构型式;(2)其纵向长度根据接触轨授流可靠性及"以直代曲"要求确定,以沿线路纵向长度2.9 m的结构为主要铺设类型;(3)根据承轨梁结构型式的荷载分类以及不同工况下的受力分析,提出了桥上承轨梁结构配筋方式,可为类似工程设计及建设工作提供参考和依据。     

地铁高净空盾构隧道接触网预埋槽道方案研究

目前地铁工程中开始大量采用预埋槽道技术,传统低净空盾构隧道内一般每环管片均预埋全环单槽道,但高净空盾构隧道内需根据接触网安装方案及受力计算确定预埋槽道方案。通过对高净空盾构隧道内3种接触网槽道安装方案的比较分析,采用ANSYS软件建模,对盾构隧道预埋单槽道、双槽道悬挂接触网结构进行有限元受力计算分析。研究表明,高净空盾构隧道采用单槽道悬挂接触网时存在安全隐患,为保证接触网供电的安全可靠性,建议采用双槽道悬挂接触网的方案。在杭绍线工程中的应用实践,为后续地铁工程高净空盾构隧道内接触网预埋槽道的设计方案提供一定的借鉴和参考。     

100m跨连续梁高支架设计与施工

黑石大桥第三联为66/60m+100m+66/60m变截面预应力混凝土连续箱梁,最高墩高38.5 m。为保证高墩大跨度桥梁现浇梁的施工安全与质量,支架采用螺旋钢管+贝雷桁架+碗扣式脚手架组合支架设计,通过对组合支架结构进行优化组合,确定了一个经济合理,安全可靠的支架方案。实践证明,该支架设计可为同类桥梁施工提供参考经验。     

曲线异型变截面钢箱梁制造及架设施工技术

钢箱梁制造及架设施工受钢箱梁结构形式影响较大,由于钢箱梁断面结构复杂,顶板较宽、底板较窄,梁顶面有横坡,匝道位置钢箱梁还有纵坡,线形控制困难,常规方法加工难度大。本文重点研究了变截面钢箱梁的加工制造方法,通过对箱梁结构的分析研究,较好地控制了钢箱梁的几何尺寸及整体外观线形,简化了桥位施工难度,有效地保证了钢箱梁的施工质量,总结得出一套变截面钢箱梁的加工制造及架设施工工艺,对类似工程提供借鉴意义。     

哈尔滨市尚志大街至海城街高架桥设计

哈尔滨尚志大街至海城街高架桥采用刚构连续板及连续钢箱梁等新型结构形式 ,结合设计情况 ,介绍其结构特点、设计要点、技术指标 ,并对施工问题进行探讨。     

恶劣海况下大型钢吊箱围堰施工关键技术

钢吊箱围堰作为一种成熟的深水承台施工方式已经被广泛采用,而在受潮汐、暗涌和风浪影响的恶劣海况下,大型钢吊箱围堰的施工安全风险极大,封底混凝土漏水现象、吊箱结构整体失稳等现象频发。针对上述安全和质量问题,在大连南部滨海大道工程星海湾跨海大桥钢吊箱施工中,采取了在吊箱结构上增加内支撑、防落钢带、侧板与底板间用型钢斜撑等措施。实践证明,通过这些加固措施,有效地提高了在恶劣海况下钢吊箱围堰施工的安全、稳定性能,以及承台混凝土的浇筑质量。     

自锚悬索桥钢箱梁膺架施工技术

江心洲右汉大桥设计为独塔自锚式悬索桥,其主桥采用钢箱梁,通过对钢箱梁膺架吊装施工技术的运用实践,分析了膺架结构的工艺特点及相应施工安全质量控制上的技术要求,对整体施工的组织安排进行了阐述。     

杭州湾跨海大桥南滩涂区承台钢吊箱围堰设计与施工

本文介绍了在杭州湾海域风大、流急、冲刷严重、潮差大等特殊的施工环境条件下,根据南岸滩涂区地貌及承台结构设计特点,通过对单壁钢围堰、钢板桩围堰和钢吊箱围堰施工方案的系统分析,说明了钢吊箱围堰施工的经济性,合理性,实用性和安全可靠性。提出了利用装配式砼吊箱底板钻孔桩钢护筒支撑和潮水涨落间隙,进行水中承台钢吊箱围堰的设计与施工技术。     

哈齐客专松花汀桥深水四线0#块钢管支架设计与施工

松花江桥主墩连续箱梁0#块采用钢管混凝土临时固结支墩和钢管支架组合结构法施工方案，解决了悬臂施工中不平衡荷载的不利影响，保证了结构稳定和安全。同时通过MIDAS程序建立模型进行钢管支架设计并进行强度、刚度和稳定性检算，并对支架预压进行了详细介绍。     

交叉梁法在现浇混凝土空腹楼盖结构分析中的应用

现浇混凝土空腹楼盖是在楼板内按照一定的规则布置一定数量的薄壁箱体形成网格状的空腔,以得到较低的结构自重和较高承载力的组合结构体系.这种楼盖空隙率大,施工方便、快捷,特别适用于大柱网、重荷载的楼盖结构体系中.本文在真型试验的基础上研究其受力分析,并提出了一些处理建议.