上海外环沉管隧道设计(十一) --管段接头设计

介绍上海外环沉管隧道管段间柔性接头构造特点以及最终接头的设计思路和方法,重点对管段接头预应力钢拉索的设计、试验和安装方法进行论述,希望能为今后同类型隧道的设计施工提供有益的借鉴。     

装配式管片接头受力平面有限元分析

在盾构法隧道设计中,评价接头刚度对管片内力的影响是隧道设计的一个十分重要的内容.由于管片接头或整环管片试验资料过少,很难得到普遍性的接头刚度规律.目前工程中大多根据经验将接头刚度确定为某一常数.针对上述问题,文章通过对广州地铁三号线无传力衬垫的盾构隧道管片接头进行了接触问题的非连续弹塑性有限元分析,得出了接缝转角与弯矩的关系曲线.这种关系曲线接近双直线形状,因此可以简化为双直线关系来确定接头刚度.计算的结果反映出管片接头转角与管片内力之间的非线性关系的规律,为管片设计中的关键参数选择提供了依据,具有较大的实用和参考价值.     

盾构隧道管片接头弯曲刚度计算及影响因素分析

盾构隧道管片接头弯曲刚度是隧道设计关键参数之一。管片接头弯曲刚度的研究引起了广泛的兴趣,但主要集中在无传力衬垫的管片接头上。文章针对南京地铁盾构隧道粘贴了传力衬垫的管片接头刚度开展了研究,结果表明,粘贴了传力衬垫的管片接头弯曲刚度随着接头荷载的增加表现出了明显的非线性。最后对传力衬垫的厚度、螺栓预紧力和螺栓数量等弯曲刚度影响因素进行了分析,其计算结果对隧道设计具有明显的参考价值。     

大断面越江盾构隧道管片接头选型研究

文章针对越江水下盾构隧道管片接头设计,采用三维有限元对典型接头方案中不同螺栓位置和土水压力计算控制点下的接头抗弯刚度、接缝张开度和张开高度、螺栓应力等进行了数值计算和对比分析,研究分析了手孔和螺栓数量及布设位置、尺寸等对大断面越江盾构隧道管片接头选型及设计参数的影响.研究结果表明,工程设计中此类接头应在满足接头抗弯刚度和接缝张开度的前提下采取减少手孔数量、均布手孔位置、调整螺栓中心位置和尺寸、施加螺栓预紧力等措施,以达到提高结构防水性和整体承载能力的目的.     

盾构隧道管片横向接头刚度对内力影响的研究

在应用有限元法对盾构隧道管片内力进行研究的过程中,用接头单元来模拟管片之间的连接,并从理论上推导出管片横向接头刚度的近似表达式,进而计算分析在土体及管片自重作用下,接头刚度对管片内力的影响.文章推导了接头刚度的计算公式,并结合工程实例,给出了计算结果,可为管片的设计提供参考.     

盾构隧道管片接头荷载试验研究

某一大型隧道拟采用盾构法施工,初次衬砌设计为预制钢筋混凝土管片,由于管片接缝的刚度与强度的取值还无现成理论可依,设计中需通过接头荷载试验来确定.文章重点对预制管片接头荷载试验方法和典型试验结果进行了介绍和初步分析.试验研究内容包括接头的受力、变形及破坏过程;接头强度的定量评价;接头端肋、侧肋、连接螺栓等各部分的强度匹配情况的研究等.     

砂土地层深基坑开挖引起下卧隧道变形机理研究

深基坑开挖引起的应力释放将不可避免地引起邻近隧道的附加应力和变形.通过开展三维有限元数值分析,研究了深基坑开挖尺寸和管片接头刚度对下卧隧道三维变形的影响.利用土工离心模型试验验证了有限元计算模型和结果的合理性.在基坑中心线下,隧道隆起和横向弯曲应变随基坑开挖长度的增大而增大.当基坑开挖长度为基坑开挖深度的9倍时,隧道隆...     

考虑地基刚度不均匀影响的沉管隧道接头变形分析北大核心CSCD

沉管隧道接头是整个结构中最薄弱的环节,其刚度及变形特征对结构安全至关重要。当隧道下卧地层刚度不均匀时,接头变形将更加复杂,因此有必要对沉管隧道在不均匀地层条件下的接头特性进行深入分析。文章基于某沉管隧道工程,建立了三维精细化有限元模型,进行沉管隧道接头部件分析计算,对钢剪切键及混凝土剪切键的力学特性进行了深入研究,得到其剪切刚度取值。之后利用上述研究成果,建立三维壳-弹簧沉管管节模型,对隧道整体变形情况进行分析。考虑地基的不均匀性,进行多工况计算,分析沉管隧道接缝变形情况,验证接头结构的可靠性。     

外环隧道水下最终接头施工技术

沉管隧道采用水下最终接头,可以大大缩短工期和减少成本,但施工难度较大,而且有一定风险。以上海外环隧道工程为例,对沉管隧道水下最终接头的施工工艺和难点进行探讨,其成果对后类似工程具有较大的参考价值。     

大直径盾构隧道管片接头抗弯性能研究

基于我国沿海地区大直径盾构隧道的结构形式,根据接头实际受力特点,运用理论分析方法提出了大直径盾构隧道接头的抗弯刚度计算公式,并将其计算结果与上海盾构隧道接头抗弯试验结果进行了分析对比,结果表明本计算结果与试验值具有良好的吻合性.通过对目前几种常用管片、接头受力分析模型进行的比较也显示,此抗弯刚度计算方法运用到梁-弹簧模型中能够较好地预测与评价我国沿海地区大直径盾构隧道管片、接头的受力特点,对管片、接头结构设计有一定的参考价值.     

盾构隧道管片接缝结构可靠度分析

盾构隧道管片衬砌结构设计的依据是地层勘察资料、设计文件、相关设计规范等,各部分资料的准确程度直接影响到结构设计的可靠度;其次,盾构隧道是由管片和螺栓等拼装而成,由于预制管片和施工方面的原因,各种参数总有一定的偏差;再次,土中水压力的作用效果也不是十分明确的,而管片接头作为管片衬砌环的薄弱环节,其力学特性的明确至关重要。文章依托南京长江隧道采用蒙特卡罗法和响应面法对管片接头结构的可靠性进行了分析研究。     

承压水地层盾构隧道外包式工作井接头设计改进

依托上海轨道交通9号线二期工程世纪大道站-杨高中路站区间盾构隧道,对盾构进出中间风井的连接方式进行了优化设计.工程实践证明,在承压水地层中盾构隧道采用带有植筋基座的外包式工作井接头的连接方式是安全可靠的.     

超深基坑围护结构施工技术

以外环隧道浦西暗埋段基坑围护结构施工为例,介绍超深基坑围护结构施工中采用的一些施工工艺及独特的结构,如成槽工艺、钢管桩加钻孔灌注桩作封头墙、分体式接头箱、新型十字钢板接头等,保证了工程的顺利进行,也为今后类似工程提供了借鉴。     

越江沉管隧道管段及接头防水

文章阐述了对沉管隧道接头防水和管段本体防水应各自具有双重防水性能的有关技术以及外防水结构形式的一些看法,并对GINA外止水带的几种不同形式提出了个人观点,可供国内同行们参考.     

水中悬浮隧道管段接头的力学特性分析

文章通过解析方法和数值方法对悬浮隧道管段接头的力学特性进行了分析,旨在探讨影响管段接头力学特性的因素和规律,同时对两种方法进行了分析和比较.     

水位下降对地铁盾构隧道的影响分析

某基坑施工引起紧邻地铁隧道附近区域水位下降,导致隧道受力和变形状态发生改变,可能影响隧道防水和正常运营。为研究水位降对地铁隧道的影响,首先,运用三维流-固耦合数值方法,模拟了基坑施工过程的三维渗流场;其次,采用荷载-结构模式,分析了水位降对隧道结构受力和纵向变形的影响;最后,采用分层总和法,计算了水位降与隧道下方土层沉降量的关系。研究结果表明:该基坑工程施工引起的最大水位降不超过2 m,此水位降引起的隧道结构弯矩增量和盾构管片环缝接头张开增量均在其所对应总控制量的5%范围内。因此,理论上认为该基坑施工引起的水位降不会危及地铁隧道的正常运营。     

山区公路既有隧道扩建设计探讨

山区公路隧道在改善公路线型、缩短里程、保护生态环境等方面起着重要作用。文章结合内龙隧道扩建设计实例,分析了新建隧道设计和扩建隧道设计的差异,探讨了既有隧道扩建设计中需考虑的重点因素与隧道洞口、结构、防排水设计及岩溶处理方法,为今后类似隧道扩建设计提供参考。     

盾构隧道地震响应及减震措施研究

文章提出了一种能够有效模拟盾构隧道衬砌管片动力行为的有限元计算模型,即用旋转弹簧模拟管片横向接头,而将多个管片环对应的剖面用剪切弹簧单元连接,从而模拟环间接头的多层平面应变分析模型。同时以显式形式将多次透射边界条件引入动力分析控制方程,以模拟无限域的影响。随后利用该方法对武汉长江隧道工程盾构段典型横断面进行了隧道地震响应分析,研究了不同的结构及接头参数对结构受力与变形的影响规律以及地基加固的减振效果。分析还表明,对盾构隧道周围的土体采取适当方法进行地基加固处理,能有效降低结构的内力和变形,减振效果显著。     

公路隧道的百科全书

近二十多年来,我国公路隧道建设得到了迅速发展,隧道建设长度、断面形式和处理方法日益丰富,从事公路隧道建设的人员也越来越多。相继推出的《公路隧道通风照明设计规范》、《公路隧道设计规范》、《公路隧道交通工程设计规范》、《公路隧道设计细则》等行业规范,对推进我国公路隧道建设技术进步,规范和指导其设计行为起到了重要作用。目前,公路隧道技术已自成体系,全面修订或新编了隧道设计施工规范,但是,许多公路隧道建设技术人员仍感觉在工作     

上海外环沉管隧道设计(九)--防水设计

主要阐述沉管隧道的主要防水设计思想与方法,包括管段混凝土结构自防水的要求、管段外防水层的应用研究、管段接缝防水设计、管段接头GINA止水带和OMEGA止水带构造形式的选择与细部设计的改进、管段接头拉索防腐蚀设计、岸边段与管段接头密封用弹性阻浆带的设计等内容,以供有关设计人员参考。