沉管隧道管节接头钢剪力键制作及安装工艺

随着我国海底隧道工程建设的快速发展,沉管法海底隧道施工技术得到更多应用。沉管隧道管节接头作为沉管连接的关键部位,也是薄弱部位,管节接头止水与剪力键体系对沉管隧道结构的安全性有重要影响。为高质量完成管节接头施工,保证沉管的安全性,文章通过大连湾海底隧道管节接头钢剪力键施工,总结钢剪力键制作及安装技术的具体操作步骤及施工要点,积累沉管隧道管节接头剪力键施工经验,为后续施工提供参考。

钢筋混凝土圆管涵管节接头处理方法

钢筋混凝土圆管涵是公路排水设计中常用的构造物,其管节接头处理是否恰当,直接影响到工程进度及质量。就钢筋混凝土圆管涵的管节接头处理方法作一粗浅探讨。

沉管隧道管节接头三维数值模拟分析

以广东省某跨江通道沉管隧道工程为背景,采用ABAQUS通用有限元软件建立管节接头三维精细化力学模型,并考虑剪力键弹簧垫层的作用,分析了不同荷载工况作用下管节接头的受力与变形特点。研究表明,在纵向压弯工况下,管节接头的抗弯性能主要由GINA止水带提供,管节接头的抗弯刚度随着GINA止水带初始压缩量的增大而增大,剪力键弹簧垫层基本不影响接头的转动;在竖向压剪工况下,管节接头剪力键在0~3 mm的竖向变形下处于弹性工作状态,弹簧垫层的设置具有减小钢剪力键剪力的作用;在横向扭转工况下,主要由边墙钢剪力键抵抗横向扭矩,中墙剪力键受力较小,边墙剪力键与中墙剪力键的剪力分担比约为10∶1。

大型沉管隧道管节接头刚度特性研究

沉管隧道管节接头具有调节沉管隧道受力性能以及适应隧道不均匀变形的功能,在隧道运营中起着非常重要的作用。文章以港珠澳沉管隧道管节接头为研究对象,建立了管节接头刚度的三维非线性有限元计算模型,对管节接头的受力变形特征进行了分析,分别得到了管节接头轴向压缩刚度、弯曲刚度与轴向压缩荷载、压缩弯矩之间的变化规律。结果表明:轴向压缩刚度随轴向压缩荷载增大而增大;轴向弯曲刚度随轴向荷载增大而增大,但在相同轴压下,弯曲刚度随弯矩增大而减小。此外,结合管节接头模型试验进一步研究了管节接头轴向压缩刚度和弯曲刚度的变化规律及影响因素,并对比分析了有限元计算结果与模型试验结果,模型试验得出的接头刚度变化规律与有限元模拟结果一致。研究得到的管节刚度对沉管隧道整体计算研究具有重要参考意义。

大断面矩形混凝土顶管隧道管节接头结构研究

以郑州市红专路下穿中州大道隧道为工程背景,就大断面矩形混凝土顶管隧道的管节接头进行研究。为克服接头易出现渗漏水的弊端,管节采用F形承插式3道防水体系接头。接口钢套环与防水橡胶圈形成外侧防水体系,防水橡胶圈采用鹰嘴形橡胶圈和半圆形橡胶圈双层结构,并增设2道约束钢环;管节承口端管壁中上部开槽,嵌入多孔型三元乙丙橡胶密封垫作为第2道防水体系;管节内侧接口处设置嵌缝槽,注入双组分聚硫密封胶形成内侧防水体系。为保证接头承插口防水效果和隧道纵向接头刚度,管节侧壁中部对称设置69钢管插销孔,三维数值分析以及施工监测结果均表明,纵向连接刚度可满足设计要求。

记忆支座——沉管隧道管节接头差异沉降问题解决方案

港珠澳大桥沉管隧道的顶部覆土厚度高达21 m,作者发明了记忆支座来保护沉管管节接头结构,避免其因差异沉降而受损。记忆支座置于竖向剪力键之间,用最合理的方式分配差异沉降引起的结构内力与地基反力,起到既保护结构,又发挥结构最大能力的作用。港珠澳大桥沉管隧道33节管节的接头部位已经全部装上了记忆支座。文中详述记忆支座概念的产生、试验与设计、港珠澳隧道应用案例,并讨论其未来的发展与研究方向。

管节接头OMEGA止水带安装工艺

为确保沉管接头OMEGA止水带水密质量及120 a使用寿命,根据港珠澳大桥岛隧工程技术标准及沉管接头OMEGA止水带的施工要求,制定了一套适合的工艺方案,详细叙述了OMEGA止水带的安装步骤及注意事项。对类似工程具有一定的参考价值。

顶管法地铁车站管节接头防水试验研究

在使用顶管法进行施工的过程中,由于地下环境的特殊性,管节接头的防水性能非常重要。以上海市某在建顶管法地铁车站工程为背景,对超大断面矩形顶管的管节接头防水性能进行了室内试验研究。在管节接头防水设计中,采用双道楔形止水圈来增强管节接头防水,两道橡胶止水圈之间预埋一道钢管注浆管,进行注浆处理。试验结果表明:当接缝张开量为11.5 mm时,单道止水圈能抵抗住0.3 MPa的水压;双道止水圈的承压极限为0.75 MPa;当双道止水圈注入丙烯酸盐浆液后,承压极限提高到1.6 MPa。

基于不同接头模拟方法的沉管隧道地震响应分析

沉管隧道是将沉管管节通过接头相连而成的纵向细长结构,接头的合理模拟至关重要。结合某沉管隧道工程提出两种接头模拟方法:沿截面均匀等效设置弹簧的方法和基于截面剪切键作用设置弹簧的方法。对于计算结果的对比分析表明:在纵向地震作用情况下由两种模拟方法得到的结果吻合较好,但在横向地震作用下沿截面均匀等效设置弹簧方法无法体现接头的抗剪特性。另外,横向地震作用时接头水平相对位移是纵向地震作用时的2~3倍,因此更应关注沉管隧道横向抗震性能。研究成果对沉管隧道合理简化模型的建立和应用有一定参考价值。

考虑接头变形特性的沉管隧道纵向计算

在沉管隧道纵向计算中,管节接头合理模拟是关键.基于沉管隧道管节接头各组件变形特性分析,建立接头力学模型,将钢端壳以及竖向剪切键锚固区中墙和侧墙组成的刚端头定义为刚臂,而接头GINA止水带与竖向剪切键间橡胶支座则离散为连接两侧刚性板的非线性弹簧,该接头模型可以较好反映相邻管节间竖向剪切与纵向弯曲情况下接头受力特点,将其与沉管隧道管节弹性地基梁模型结合,可分析沉管隧道不同施工阶段管节和接头的内力与变形.最后,以广州某沉管隧道为例,分析了实际荷载工况下沉管隧道纵向受力与变形情况.分析结果表明:隧道整体沉降呈U形分布,从岸上段往江中段沉降逐渐增大;接头最大张开量为0.39 mm,远小于GINA止水带水密性容许张开量;管节与岸上段连接接头受力和变形相比江中段较显著,设计施工时应重点关注;模型计算部分成果与实测结果进行了对比分析,验证了模型的合理性.

海底隧道管节接头防火试验

为了研究海底沉管隧道管节接头的防火构造与防火性能,采用自主设计建造的燃气式高温试验炉,以国际RABT标准温升曲线作为火灾边界输入,进行了多工况1∶1全尺寸构件明火试验,分析了管节接头在2种防火构造下的防火性能与温度分布。结果表明:作为一种包含钢剪力键的复合材料构件,管节接头的防火性能最终受制于耐温极限仅为100℃的Ω橡胶止水带;管节接头的防火效果取决于防火隔断的设计,采用外挂防火板与内置防火隔断的双层防护方案,即2cm厚外挂防火板+防火隔断(1cm厚防火板+1cm厚防火棉+3cm厚防火板+轻钢龙骨),可确保管节内Ω橡胶止水带的火灾历时温度低于其防火极限;当双层防护构造采用分离式铆固时,受明火火灾动力冲击影响大,外挂防火板首先开始破坏,进而导致管节接头整体防火失效。通过试验,推荐海底沉管隧道管节接头采用双层防护整体式铆固防火构造方案。

沉管隧道管节接头专项检测及分析

沉管隧道管节接头作为整个隧道系统中最敏感、最薄弱的部分,其力学特性复杂,可靠性直接关系到整个隧道的运行安全。为规范沉管隧道管节接头检测工作,结合某座沉管隧道管节接头检测和监测数据,阐述了沉管隧道管节接头的检测内容,并对重点病害数据进行了综合分析,明确了管节接头的使用情况,同时提出了沉管隧道管节接头的相关检测和养护重点供参考交流。

沉管隧道接头三维非线性刚度力学模型

根据沉管隧道接头的构造特征,在接头静力平衡关系的基础上,建立了沉管隧道接头力学模型.该模型可以计算接头的轴向位移、切向位移以及转角,考虑了沉管隧道接头变形协调几何关系、GINA止水带和OMEGA止水带的应力-应变关系,并依据剪力键的相对位移对接头处不同工作模式进行了识别与划分.对不同工作模式下剪力键的受力作用机理进行了分析.利用此计算模型,得到了沉管隧道接头的位移和力的关系曲线,并对沉管隧道接头处不同构件的材料选取给出了建议.

沉管隧道接头构件耐火试验研究

本文依托国家科技支撑计划项目,自行设计建设了高温烧蚀试验平台,并采用C50混凝土制备接头试验构件(管节接头与节段接头),结合沉管隧道接头特点,用剪力键与特制Ω止水带装配试验构件,然后采用不同耐火保护方案进行构件的高温烧蚀试验。通过试验,得出了在HC或RABT升温曲线下,受火2 h时,满足耐火目标的沉管隧道接头耐火保护技术推荐方案,同时,还根据试验中反映出来的一些问题,对实际工程提出了一些实用性的建议,可为相关的科研及实际应用提供参考。

超深埋海底沉管隧道接头防水设计探讨

对建设中的港珠澳大桥工程岛隧标段中的沉管隧道工程作了详细介绍,并针对超深埋海底沉管隧道的管节接头与节段接头防水设计所遇到的一系列问题进行了深入探讨,重点阐述了GINA止水带、OMEGA止水带、中埋式可注浆止水带的防水技术。

港珠澳大桥沉管隧道接头耐火性能试验研究

为研究港珠澳大桥沉管隧道管节接头的耐火性能,在1∶5缩尺寸模型内进行了4次单孔接头整体在不同特性防火板保护下的火灾试验。试验主要量测了火灾全过程中防火板背火面、混凝土、钢筋、防火隔断、止水带等位置温度随时间的变化情况。结果表明:1)1200℃火灾持续2 h,接头在25 mm~30 mm厚单层防火板保护下,混凝土外表面温度不超过380℃、止水带温度不超过70℃;2)防火板背火面温度场主要受炉内温度分布的影响;3)火灾下防火板受火面裂纹的产生与板材支承条件相关,裂纹的形态与板材性质相关;4)考虑板材厚度影响,港珠澳大桥沉管隧道所使用的防火板综合耐火性能最优。

大断面矩形顶管隧道管节结构优化设计

矩形顶管隧道在城市地下空间的开发和利用中优势明显,但其断面越大,顶管管节设计难度越大,施工风险越高。为解决大矩形断面管节设计的难题,依托郑州市红专路下穿中州大道机动车顶管隧道工程,采用数值模拟、理论分析等方法,对设计中覆土厚度、结构尺寸等关键内容的确定方法进行研究,并介绍管节设计方案、接头和纵向连接设计等要点。研究结果表明:1)当覆土厚度不小于4 m时,沉降变形基本趋于稳定,最大沉降值为28 mm,沉降值大小安全可控。2)初步拟定断面形式后,需通过结构计算来拟定结构的尺寸,并通过施工阶段和使用阶段的计算验证其合理性。由分析可知,结构厚度初步拟定为600 mm是合理可行的,且无优化空间。3)在确保工程安全的同时,亦需充分考虑工程施工的便捷性和可操作性,需对管节预制方案、管节接头和纵向连接等做出针对性设计。

港珠澳大桥沉管管节钢帽安装工艺

根据港珠澳大桥沉管隧道工程技术标准及钢帽的施工要求,特制定一套适合本工程钢帽安装的工艺方案。文中详细描述了钢帽的安装步骤及注意事项,满足钢帽施工质量,确保后续工作的顺利推进。对类似工程具有一定的参考价值。

港珠澳大桥沉管隧道接头防水技术

介绍了港珠澳大桥沉管隧道节段接头防水技术,包括工程概况、施工难点分析、防水设计方案等。重点介绍了喷涂聚脲技术在该工程防水施工中的应用,包括聚脲施工环境要求、基面要求、施工步骤、涂层质量要求、喷涂注意事项及验收标准等。

沉管隧道接头预埋件施工关键技术

沉管隧道在施工过程中,管段的连接是关键工序之一,而管段接合构造复杂、体量大,为保证连接质量,必须严格控制接头预埋件施工质量。文章以佛山市汾江路南延线公铁合建沉管隧道施工为例,介绍了接头预埋件的种类和设计施工原则,阐述了几种大型接头预埋件制作安装施工技术。旨在通过把控时机、选择工艺和检验措施等方面保障管段接头的质量和安全。