关于盾构隧道管片尺寸的解析

目前盾构隧道管片尺寸设计普遍采用AutoCAD等辅助设计软件作图的方法来完成,设计时或采取某些近似处理或过程比较麻烦,其结果也不便于校核。文章根据解析几何知识并结合管片构造特点推导了管片尺寸相关的解析公式。分析表明,采用该方法既可得到管片尺寸的精确解,也能通过程序计算提高设计效率,且便于校核作图结果。

盾构隧道管片设计的主要影响因素分析

分析影响管片设计的主要因素如管片形状尺寸、管片受力结构、管片设计细节等。结合某工程实例 ,对管片厚度、管片环的整体偏转、管片环分块与接头位置、管片环拼装方式等进行设计优化 ,得出一些有益的结论。

矿山法隧道拱部装配式衬砌结构设计研究

为解决矿山法铁路隧道施工拱部常出现的衬砌背后脱空、二次衬砌厚度及强度不足等质量缺陷问题,提出矿山法隧道拱部采用装配式预制管片结构的新思路,并基于时速350 km双线铁路隧道,采用数值计算分析研究拱部装配式衬砌结构的系列设计参数。主要研究结论有:1)提出拱部装配式衬砌环向不分块的整体预制形式,综合考虑理论计算结果、行车安全分析、机械设备运输及拼装能力、拱部衬砌承载能力等,确定拱部管片环向弦长8.6 m、纵向幅宽2 m、衬砌厚度50 cm的结构尺寸及配筋设计参数;2)提出拱部预制管片之间环缝采用螺栓连接、拱部预制管片与现浇边墙采用“L”型榫接头的接头形式及其设计参数;3)为保证拱部管片的顺利安装,“L”型榫接头应考虑一定的施工误差,同时拱部预制管片与初期支护间应预留安装空间,后期通过管片背后纵向注浆填充密实。隧道拱部装配式衬砌技术成功应用于重庆胡家沟隧道,总体实施效果较好。

地铁盾构隧道内径扩增对结构抗变形能力影响研究

隧道内径扩增是盾构隧道工程的发展趋势,而内径扩增后的管片抗变形能力仍值得探讨。基于南京地铁9号线工程,通过几何相似比为1∶10的模型试验,研究内径由5.5 m扩增至5.8 m对隧道结构抗变形能力影响,并提出内径扩增后的管片厚度优化建议。结果表明,正常加载阶段内,管片的收敛变形、应变和拱顶弯矩近似线性变化且增速较低,而在超载阶段内则均表现为非线性迅速增加;管片内径增大导致其整体变形、局部应变和弯矩均增大,且在超载阶段内尤为明显,使管片处于偏不利的受力状态,深埋条件下管片内径由5.5 m扩增至5.8 m导致其水平、竖向收敛值均增大了14.94%;增大管片厚度可有效控制收敛,尽管导致结构弯矩和偏心距增大,但最大结构拉应变/应力下降,在控制变形方面有较好的效果,也使管片整体处于更安全的受力状态。

基于裂后线性软化模型的钢筋钢纤维混凝土盾构管片应用研究

通过开口梁三点弯曲试验研究了钢纤维混凝土的裂后塑性行为,选取了裂后线性软化模型作为盾构管片的材料模型,并在内力等效原则下,计算得到了由弹性弯拉残余强度表示的裂后线性软化模型下的塑性轴拉残余强度。通过截面静力平衡方程,引入塑性轴拉残余强度,得到了适用于大、小偏压条件下的钢筋钢纤维混凝土结构正截面承载力计算公式,完善了钢筋钢纤维混凝土管片的正截面承载力计算体系。通过管片全尺寸试验验证了材料模型和正截面计算方法的合理性。