不同火灾情景下钢壳混凝土结构温度传递规律研究

钢壳混凝土组合结构是一种重要的沉管隧道设计形式。研究防火板的布置及不同火灾工况下该沉管结构的温度传递规律,对开展运营期的钢壳混凝土沉管隧道火灾风险分析具有重要意义。以隧道火灾涉事车辆作为分类,根据沉管隧道钢壳混凝土结构建立三维有限元数值模型,模拟了小轿车、轻型车辆、巴士及重型货车火灾工况下有无防火板布置共12种情景下的钢壳混凝土结构温度传递情况。结果表明:对于钢壳混凝土组合结构,没有布置防火板情况下发生巴士火灾或更严重隧道火灾时,混凝土会达到建筑设计规范的防火极限,而布置有防火板时,结构温度场在各工况下均为安全。相关成果可为钢壳混凝土结构型沉管隧道的火灾风险分析研究提供参考。

钢壳混凝土管节组合结构注浆效果扫描成像评价方法研究

钢壳混凝土作为一种新型结构,其在防渗、结构抗震、质量控制等方面具有显著优势,已成功应用于大型沉管隧道等土木工程中。由于施工工艺以及材料性能等原因,施工时导致结构内存在不同程度的混凝土脱空现象,影响结构的强度、刚度和承载力等性能。针对钢壳混凝土组合结构注浆效果评价问题,基于弹性波在层状介质中的传播特性,结合钢壳混凝土组合结构的组合特征,提出一种扫描成像快速评价方法。首先详细描述了扫描成像方法的基本原理、采集工艺及成像方法,提出脱空厚度和连续脱空体积两个参数作为注浆效果的评价指标。针对脱空厚度的定量评价问题,开展了不同脱空厚度的模型试验,建立了脱空厚度与响应能量放大系数之间的关系。为验证方法在深中通道钢壳混凝土管节工程应用中的适应性、有效性,开展了模型试验。试验结果表明,脱空厚度大于0.50 cm的区域为检测区域的20%,脱空主要集中在构件处,最大的连续脱空体积达到1 042.5 cm^3。可以认为,通常的注浆方式有可能导致组合构件处发生注浆不密实等问题。并通过预设缺陷等方式,验证该方法在注浆效果评价中的有效性。

深中通道钢壳混凝土沉管隧道总体设计综述

深中通道是集“桥、岛、隧、水下枢纽互通”于一体的超大型集群工程,海底沉管隧道国内首次采用了钢壳混凝土组合结构,面临国内全产业链技术空白。基于项目控制性建设条件,从技术标准、总体布置、管节结构、自密实混凝土材料制备和工作性能、管节防火和防腐体系等方面,系统阐述钢壳混凝土沉管隧道总体设计,供同行借鉴。

南京长江五桥钢壳混凝土桥塔足尺模型工艺试验

南京长江五桥主桥为主跨600m的中央双索面三塔组合梁斜拉桥,桥塔采用内外钢壳-混凝土组合结构,采用工厂内分节段制造拼装、桥位现场整节段吊装并浇筑混凝土的施工工艺。为验证施工工艺的可行性与适应性,开展桥塔足尺模型工艺试验,重点进行钢壳吊装定位、钢筋现场连接、钢壳节段间环缝焊接和混凝土浇筑工序,并测试混凝土的工作性能及温度、应变变化规律。结果表明:钢壳节段制造及桥位施工所采用的工艺方案总体可行;钢壳节段现场吊装及混凝土浇筑等作业基本反映实际情况;混凝土温度仿真计算结果与实测值相吻合,能够指导实际施工;混凝土内部变形基本均匀。

城市核心区沉管隧道结构类型及预制方案研究--以广州市琶洲西隧道工程为例

为研究适用于城市核心区的最优沉管隧道的结构类型和预制方案,以广州市琶洲西隧道工程为例,对城市核心区沉管隧道结构类型及预制方案进行综合比选分析,分别对比钢壳组合结构(二次浇筑混凝土)、钢壳组合结构(一次浇筑混凝土)、钢筋混凝土结构(新建干坞)、钢筋混凝土结构(移动干坞)4种方案的优缺点,最终选择钢壳组合结构(二次浇筑混凝土)的方案。采用小截面双层钢壳混凝土沉管隧道的结构型式,结合长距离高干舷运输、二次浮态浇筑混凝土等先进施工工艺,可以有效地解决城市核心区域沉管隧道建设工程中干坞用地紧张等困难,同时有工期短、河道疏浚少、工程质量可靠、环保等优势,在内河沉管隧道中有广泛的应用前景。

深圳至中山跨江通道工程总体设计

深圳至中山跨江通道是世界上首例集超宽超长海底沉管隧道、超大跨海中桥梁、深水人工岛、水下互通＂四位＂一体的集群工程,采用双向8车道高速公路技术标准进行设计。针对工程技术特点及难点,工程设计方案和技术创新如下：1）提出＂标准化、工厂化、智能化、一体化＂的设计理念,完成深圳至中山跨江通道总体设计方案研究——海中隧道采用钢壳混凝土组合结构沉管隧道方案,管节宽度达46~55.5 m,伶仃洋大桥采用悬索桥方案,主跨为1 666 m、主塔高度为270 m,西人工岛采用直径达28 m超大钢圆筒临时围护方案,实现快速成岛。2）总结沉管隧道钢壳混凝土组合结构设计施工、高强自密实混凝土配制、浇筑工艺及质量检测、沉管隧道深层水泥搅拌桩（DCM）基础设计施工、大型海域地下互通立交设计施工、超大跨整体箱梁悬索桥颤振抗风稳定性设计、离岸深水海中锚碇设计施工等关键技术,研发了沉管浮运安装一体化装备,有力保障了工程的顺利实施。

深中通道沉管隧道工程技术难点及创新

深中通道是国内继港珠澳大桥后又一条世界级“桥、岛、隧、地下互通”的集群工程。该工程建设条件复杂,沉管管节结构超宽、超长、埋深超深,给工程设计和施工带来极大的挑战。设计中创造性提出采用钢壳混凝土组合结构方案,以解决结构受力难题,降低工程风险。这也是目前世界上首例采用钢壳混凝土组合结构建设的双向8车道沉管法隧道。就深中通道沉管法隧道在设计和施工中的关键技术进行介绍和分析,以供今后类似工程借鉴。