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。

围护桩和隧道主体结构整体预制装配方案及力学性能研究

为提高装配率和施工效率、降低工程造价,依托济南市济阳有轨电车工程银河路站—新元学校站区间隧道工程,提出了明挖地铁隧道基坑围护结构和隧道主体结构采用整体预制装配结构的方案。综合考虑构件制作、运输、装配方便性及受力合理性,对不同装配方案进行比选,确定的装配方案如下:基坑围护结构采用预制围护桩,隧道主体结构分为上、下两块预制构件,接头形式为榫槽形式,每环隧道衬砌宽度2 m;在预制围护桩和隧道侧墙之间预留间隙,便于装配施工,预制围护桩在隧道顶、底板位置与隧道结构进行连接,从而形成桩-墙叠合整体受力结构。对预制围护桩与隧道侧墙的连接、每环结构上/下块的连接、纵向相邻衬砌环之间的连接、结构关键部位的防水等给出了解决措施。采用ABAQUS有限元软件建立了可以考虑预应力对结构整体力学特性影响的计算模型,详细讨论了不同预应力组合下的装配式隧道结构整体力学性能。上述成果为整体预制装配地铁隧道结构设计提供了技术支撑。

中美欧建筑结构抗震设计对比

抗震设计规范的制定与各国的建筑抗震设防水准及结构设计可靠度水平有关,同时还与各国的技术发展水平、经济实力和行政决策紧密相关,因此,各规范之间存在着显著的差别。本文从抗震设防等级与设防目标、地震作用计算与反应谱曲线等方面对中美欧抗震设计规范的差异进行了分析,详细阐述了三本规范之间的差别。按照三本规范中的有关条文,通过变换基本参数确定同一地区、相同场地条件下的反应谱曲线,根据计算结果对比分析了中美欧抗震规范中设计地震作用的取值标准。针对同一建筑结构,根据三本规范分别计算了结构的底部总剪力以及各层的剪力分布。结果表明,中国规范较欧洲规范偏于保守,与美国规范的差别与结构体系有关。该研究为我国建筑抗震设计规范的修订人员及抗震设计研究人员了解熟悉国外的抗震规范提供了帮助,有助于今后我国抗震规范与国际接轨。

双钢板-混凝土组合构件面外受力性能研究综述

主要对双钢板-混凝土组合构件面外受力性能的相关研究进行综述。从影响因素和承载力计算两方面介绍了国内外有关双钢板-混凝土受弯性能、受剪性能、受压性能的研究成果。总结相应的设计方法,介绍相关规范,重点对有关抗震性能的研究进行分析。通过对收集到的现有试验数据进行拟合及概率分析,提出对应不同保证率的屈曲应力计算公式;指出双钢板-混凝土组合构件研究中存在的若干问题,展望研究前景。

盾构法施工“侧始发”方案研究及设计

盾构法施工具有施工速度快、对环境影响小等优点,是当前地铁区间施工的首选方法。盾构法施工时,盾构机的始发或接收是关键;在采用盖挖法或浅埋暗挖法施工的车站工程中,如何实现盾构法始发或接收是区间施工亟待解决的问题。文章以实际工程为依托,通过对多种盾构“侧始发”方案进行对比分析,得出适用于某工程的“侧始发”方案,可以为后续无车站端头井地铁区间工程的盾构机始发或接收提供参考借鉴。

考虑地层约束效应的预制侧墙节点抗震性能试验

由于地下结构体系存在地层-结构相互作用的问题,常规的拟静力试验方法无法准确模拟地下装配式结构的受力特征。为此,本文提出了一种考虑地层约束效应影响的拟静力试验方法。研究了地层约束效应对榫卯连接预制侧墙试件及现浇侧墙试件的破坏模式、承载能力及耗能能力的影响。试验结果表明,土体约束效应的存在提高了预制侧墙试件的承载能力及耗能能力,但增大了节点区域混凝土的塑性损伤程度,这一结论在榫卯连接预制侧墙试件中体现得最明显。同时,本文提出了能够反映榫卯连接预制侧墙试件抗震性能的数值模型,结果表明,土体约束荷载对榫卯节点的承载力影响较大,但未显著改善榫卯节点的耗能能力。

新型装配式的地下结构节点抗弯性能研究

以某有轨电车项目工程地下段为背景,对地下结构采用新型装配方式,并对其角部节点处展开沿闭口方向的试验研究,然后利用ABAQUS软件进行数值模拟,并与试验结果进行对比。研究结果表明:新型装配式节点在五种荷载组合工况下均处于弹性阶段,试件在加载过程中普通钢筋的应变均较小,主要是预应力筋和混凝土发挥作用,最终破坏形态为腋角混凝土被压碎,预应力钢筋屈服;节点试件接头变形能力较好,其转角延性系数为2.23;通过ABAQUS建立实体模型进行数值分析,得到的荷载-位移曲线、预应力筋跨中荷载-应变曲线和接头弯矩-转角曲线和试验得到的曲线变化趋势一致,且由有限元得到的应力云图也与试验结果相吻合,验证了模型的正确性,为后续参数化分析提供了条件;通过试验和数值模拟证明了新型装配方式下的地下结构安全性,验证了新型装配式地下结构的可行性。