大断面矩形盾构隧道横断面地震响应分析

研究大断面矩形盾构隧道的地震响应特性,以上海虹桥临空地下连接通道工程为例,建立大断面矩形盾构隧道横断面抗震计算的动力时程有限元分析模型。数值模型考虑了上海软土的动力特性和衬砌管片接头,合理模拟了场地土-矩形隧道结构的动力相互作用。通过建立均质刚度管片模型,对比分析了管片接头对矩形隧道动力响应的影响,并进一步探讨了管片接头旋转刚度变化对层间位移和结构内力的影响规律。结果表明:地震作用下均质刚度模型与管片接头模型的动力响应差异较大,与管片接头模型相比,均质刚度模型无法表现出接头位置处管片错位和内力突变,且峰值弯矩和轴力值也明显放大,其中弯矩峰值放大高达2.29倍,建议矩形抗震设计时采用管片接头模型;管片接头转动刚度对矩形隧道动力响应影响显著,随着接头刚度降低,结构层间位移逐渐增加,但管片峰值弯矩和剪力显著减小。研究可为大断面矩形盾构隧道的抗震设计提供科学依据。

大曲率沉管隧道碎石基床布置方式

沉管隧道工程施工具有管节安装精度要求高等特点,管节安装精度的高低往往取决于碎石基床铺设的精度。大连湾海底隧道曲线段管节曲线半径较小,曲率较大,传统碎石垄布置方式已无法适用于曲线段管节安装,文中通过对大曲率碎石基床碎石垄长度、垄体布置方式、船舶站位等关键内容进行研究,从而顺利完成曲线段碎石基床整平施工,达到满足沉管安装对接的要求。

部分斜拉桥悬灌施工小节段与大节段方案设计研究

针对部分斜拉桥主梁挂篮悬臂浇筑施工方法施工工期相对较长、工艺较复杂的特点,为缩短项目工期,以武荆段新沟汉北河特大桥(111+208+111)m部分斜拉桥为研究对象,提出大节段悬灌施工方法。采用有限元软件对小节段悬灌施工及大节段悬灌施工进行全面分析,主桥结构受力及抗震性能,建立局部实体模型分析索梁锚固、索塔锚固等重点部位受力,研究主梁运梁工况的结构优化设计,研究主梁的竖向残余徐变控制措施。结果表明:采用(111+208+111)m三跨连续部分斜拉预应力混凝土箱梁桥式,结构体系为塔梁固结、主梁支座体系,斜拉桥由5m的小节段改为9m的大节段悬灌施工是正确的,能有效提高施工效率,缩短项目工期,可为类似桥梁设计提供参考。

大断面水下盾构隧道管片接头抗弯刚度及其对管片内力影响研究

以大断面水下铁路盾构隧道～狮子洋隧道工程为研究对象，运用有限元数值分析方法，并结合管片接头原型抗弯试验，研究环向管片接头抗弯刚度，并运用梁一弹簧模型进行接头抗弯刚度对整环管片结构内力影响的研究。结果表明：该隧道管片接头抗弯刚度的取值范围为50～700MN·m·tad-1，在相同轴力条件下，接头抗弯刚度会随接头弯矩的增加降低1个数量级左右；在相同接头弯矩条件下，接头抗弯刚度随轴力的增加而增大；接头抗弯刚度对管片轴力分布的影响微弱，对管片弯矩的影响显著；随接头抗弯刚度的增大，整环管片的弯矩分布趋于均匀；在抗弯刚度取值范围内，极值弯矩相差最大达80％左右，极值轴力最大减小5％左右，变形最大减小20％左右；基于接头抗弯刚度一弯矩一轴力的非线性关系改进的梁一弹簧模型，更能体现接头对整环管片受力的影响，也更适用于大断面盾构隧道管片内力的计算。

大断面深埋高水压地铁盾构隧道周边土压力作用模式评价

以南京某大直径地铁盾构隧道为背景,对盾构管片衬砌所受荷载及结构内力进行现场测试,分析了深埋高水压粉细砂地层中盾构隧道管片土压力大小及分布特征。采用3种不同竖向荷载组合(即有效上覆土压力+水压力,太沙基松动土压力+水压力,只有水压力)计算管片内力并与实测内力进行比较,评价了作用在盾构隧道管片上的土压力模式。结果表明:(1)作用在盾构隧道衬砌上的水压力大小基本等于静止水压力;(2)盾构隧道隧顶实测土压力约为太沙基松动土压力的80%,实测隧顶土压力更接近于太沙基松动土压力,隧道上方存在土拱;(3)现场实测管片弯矩较3种荷载作用下计算弯矩小,而实测管片轴力约为理论计算轴力的2倍。此外,分析了水平地基抗力系数对隧道管片内力的影响。研究成果可为大直径深埋盾构隧道设计提供参考。

特高压直流输电线路分段直流融冰方案

针对融冰线路一般不是全线覆冰的情况,提出了在重冰区线路下方建设分段直流融冰站的分段直流融冰方案。融冰距离取100km,通过对特高压直流线路大截面导线融冰电流范围和融冰时间的计算,确定融冰电流为12 000A,所需融冰功率153MW。为满足融冰功率的需求,提出了分段直流融冰站所需交流电源的电压等级为220kV。最后设计了2套24脉动整流电路并联的分段直流融冰装置,并对装置的设备参数进行了设计选型。通过Matlab仿真软件对特高压直流线路的分段直流融冰进行仿真,结果表明设计的装置其融冰电流可达10 980A,且输出电压为24脉动,总谐波畸变率(THD)仅0.83%,验证了该方案的可行性。

纯压弯受力下大断面盾构隧道管片接头抗弯足尺试验研究

针对管片接头抗弯试验中接头是否处于纯压弯受力状态影响试验结果准确性问题,设计一套可使接头具有较大转动角度、保证其处于纯压弯受力状态的抗弯加载装置,并开展一系列不同轴力和弯矩下接头抗弯性能试验,试验中采用差动式位移计和应变传感器等对接头变形和螺栓应变进行测量。基于试验结果得出:1)接头处于纯压弯受力状态时,正负弯矩下管片接头竖向位移、张开量、闭合量、转角、螺栓应力随弯矩变化的曲线较为平顺;2)正弯矩下接头张开高度随弯矩变化可分为2个变化阶段,而负弯矩下受接缝面复杂变形接触关系影响,在上述2阶段变化规律之间出现了明显的"平台段";3)接头采用斜螺栓连接时,正弯矩下轴力对接头的抗弯性能影响大于负弯矩下轴力对接头的抗弯性能影响,且正负弯矩下抗弯性能的差异随着轴力的增大而减小。

大断面盾构隧道结构整体化分析方法

针对大断面盾构隧道管片接缝面构造复杂、管片大体积效应显著、衬砌结构纵-横向空间效应突出,受水压与地层条件影响敏感、施工期结构体系脆弱,常规方法难于准确处理大断面盾构隧道的结构分析问题,为此,提出准确获取局部参数、正确表征整体结构、精确体现交互作用的整体化分析要素,建立大断面盾构隧道的结构整体化分析方法,其主要技术内容包括:准确获取管片接缝面的接头刚度,建立反映地层-管片结构-地下水交互作用特征的多体分析模型,充分考虑运营与施工阶段荷载演变的荷载体系,采用迭代分析方法实现结构内力与变形的精确计算。经模型、足尺、原型、现场等多层次的试验验证,该方法可准确体现高水压、多体接触、注浆层影响以及施工阶段等的力学效应。盾构隧道整体化分析方法已纳入国家标准GB/T 51438—2021《盾构隧道工程设计标准》,是对大断面及特殊盾构隧道所要求的结构计算分析方法。

带接头盒矩形盾构接头正向抗弯三维有限元分析

大弯矩小轴力的内力工况对大断面矩形盾构管片接头的构造设计提出了挑战。接头盒作为一种接头预埋件,其合理设计以及与混凝土共同受力机理值得研究。在梁-弹簧模型中接头抗弯转动弹簧刚度值具有明显的非线性,目前主要依靠足尺管片接头力学试验获取。鉴于数值模拟容易开展,同时基于某大断面盾构管片接头足尺抗弯力学试验数据,文章采用ABAQUS大型有限元软件建立了带有接头盒矩形盾构管片纵缝接头的三维精细化计算模型。针对这类带有接头盒的大断面盾构管片接头,重点考查在正弯矩工况下接头构造设计的合理性,研究轴力对接头正向抗弯性能的影响,分析接头的破坏形态。结果表明,正弯矩工况下接头的弯矩-转角全过程曲线可以简化为三折线模型;在一定范围内,轴力的施加可有效推迟管片接头进入塑性以及破坏阶段,而对各阶段抗弯刚度的数值影响并不明显。

中国南北地震带甘川段大震活动规律的讨论

中国南北地震带的甘川段（ 由甘肃通渭至四川康定） 中的７ 级以上大震多发生于太阳活动谷年及其附近。另外，该段中大震多在３５ 年的周期处和其黄金分割处发生。这些规律可供今后预测甘川段７ 级以上大震时参考。

改进型K-Means算法在肠癌病理图像分割中的应用

针对正常与癌变大肠病理切片图像的特征,结合主成分分析(PCA)和K-Means算法提出了一种分割大肠病理切片图像中腺腔和上皮细胞、细胞核、间质的算法,解决了传统K-Means算法确定初始中心的难点,提高了识别分类时的收敛速度.使用基于相关系数矩阵的主成分分析方法确定具有代表性的聚类初始中心,结合K-Means算法将大肠病理切片图像数据分成三类.相关实验证明:提出的改进型K-Means大肠病理切片图像分割算法能够准确地将大肠病理切片图像中的腺腔和上皮细胞、细胞核、间质分类,且使用PCA方法的算法收敛速度比传统使用RANDOM方法的算法更快,取得了良好效果.

太原摄乐大桥异型钢-混混合塔柱施工技术

太原市摄乐大桥主桥为(30+2×150+30)m的空间交叉索面异型独塔斜拉桥,桥塔横桥向为"Λ"形,无横梁,高113.8m,下塔柱为钢筋混凝土结构,采用模板现浇施工,中、上塔柱为钢结构,采用大节段整体吊装施工。在该桥塔柱施工过程中,混凝土下塔柱锚固钢筋采用"劲性骨架+定位板"进行精确定位;在内倾式混凝土下塔柱两肢之间建立支撑桁架对塔柱进行支撑,空间曲面模板外侧横肋取直,与支撑桁架支撑面相适应;钢-混结合段采用定位支架进行精确定位,在支架顶部设置定位孔,在钢-混结合段底部设置变径销轴;钢塔在工厂分节段制造,现场组拼成大节段,利用D5200-240塔吊进行吊装,塔吊扶墙与塔柱第2道横撑采用一体化设计,以实现快速化施工。

意大利Sparvo隧道超大断面盾构施工关键技术

意大利Sparvo隧道采用直径为15.55 m、开挖断面达到15.615 m的土压平衡盾构进行掘进施工,是当时世界上最大直径的盾构法隧道工程之一,其施工风险高、技术难度大为业界所公认。扼要介绍意大利Sparvo隧道工程所采用的一些关键技术:1)盾构装备的选型;2)衬砌管片的设计与生产,包括混凝土配合比设计、配筋设计与调整、管片接头、管片止水带以及管片预制厂情况;3)超大断面盾构隧道掘进施工关键技术,包括土体改良、易燃易爆混合气体的对策和盾构原地掉头。这些技术较好地解决了该隧道施工中出现的诸多难题,可为今后同类工程提供借鉴与参考。

大断面硬岩巷道复式楔形掏槽技术

为提高桑树坪二号井硬岩巷道的爆破掘进效率,对硬岩巷道的钻爆法优化方案进行分析。通过理论分析的方法,建立二阶二段复式楔形掏槽模型,对其爆破成腔过程进行讨论,并对楔形掏槽的槽腔进行受力分析。理论分析表明,在硬岩巷道爆破掘进中,多阶多段复式楔形掏槽爆破方式可以增大自由面,减小夹制作用,从而提高爆破效率。而经过优化后的现场试验结果也表明,岩巷爆破日掘进尺度由2.4 m提升到了4.8 m,爆破速度提高了2倍,巷道断面成型平整,能够满足矿井岩巷快速掘进的要求,同时也能为其他地质条件类似的爆破掘进工程提供技术指导。

中隔墙对上海轨道交通16号线大断面盾构隧道的变形影响分析

上海市轨道交通16号线地下区间首次采用内径为10.4 m并设置中隔墙的“单洞双线”大断面盾构隧道.为了避免中隔墙的设置对隧道管片结构产生不利影响,中隔墙顶部与隧道结构之间需预留一定的间隙,即采用分离式设计.针对管片自身重力、地层荷载和地层固结沉降3种不同荷载类型,分别采用弹性铰圆环法、弹性地基梁法和连续介质有限元法计算管片的变形量,讨论隧道管片接头的转动刚度取9 800 kN·m/rad和19 600 kN·m/rad 2种情况.计算结果表明,隧道管片与中隔墙之间的间隙值应取为10 ～ 15 cm为宜.

超高层劲性钢柱钢梁安装及施工关键技术

结合工程施工实例,提出超高层劲性钢柱、梁的钢结构安装中出现的质量问题,制定相应措施,研究和总结超高层劲性钢柱、梁的钢结构安装质量的控制。

世界隧道工程技术发展主流趋势——安全、经济、绿色和艺术

近些年来世界隧道工程技术发展较快,突破性地建成多项宏伟的隧道工程,工程技术的主流趋势正朝着更加安全、经济、绿色和艺术等方向发展。在理论研究、工程设计、节能减排、新材料应用等诸多领域有较大进步。总结阐述其主要发展与进步,包括:大断面软岩隧道通过超前加固实现机械化全断面开挖;在硬岩、地质条件较好的软土地层隧道采用单层喷射混凝土衬砌;采用纤维部分或全部取代钢筋混凝土管片;隧道不仅可以是传统的单一功能隧道,而且还可以是复合的多功能隧道,如排洪和道路隧道、地铁和道路隧道等;隧道在满足其主要功能的基础上,还可作为能源为附近的建筑供暖;隧道和地下工程,特别是地铁车站应因地制宜设计,不仅要与周围环境相协调,而且要“强本减末”,减少装修,通过艺术设计实现混凝土结构与车站内其他设施的完美混搭。建议我国隧道技术不仅应该发挥隧道量的优势,还应把量的优势转化为质的优势、创新的优势和效益的优势,实现隧道建设从高速度发展到高质量发展的转变。

超大断面浅埋暗挖地铁车站转换段施工技术

在超大断面浅埋暗挖地铁车站,采取有效的施工方法实现转换段施工,对于确保车站施工安全有至关重要的作用。以重庆轨道交通9号线天梨路车站工程为例,分析了施工通道、附属结构与超大断面车站主体隧道转换段暗挖施工安全风险,通过改进的施工方法和优化施工保障措施,成功解决大断面浅埋挖隧道转换段开挖难题。

大断面地铁越江隧道施工难点分析及其应对措施

杭州地铁1号线下沙江滨站至滨江一路站区间是杭州地铁建设的第1条大断面穿越钱塘江的盾构隧道工程。在阐述该工程概况及隧道断面和结构设计的基础上,分析了该工程在设计、施工过程中面临的工程难点,主要包括:下穿钱塘江大堤、下穿江底输油管、高水压下管片接缝防水等。采用工程类比、工程实测等手段,针对各个难点提出相应的应对措施,确保了工程的顺利实施。这些应对措施可为类似的越江隧道工程提供参考。

大断面顶管侧向开洞口型管片结构及其内力分析

目前大断面顶管管片一般采用整体式钢筋混凝土管片,纵向接头采用"承插式"接头,开大洞口型管片如果采用整体式钢筋混凝土管片,会由于该管片质量大、体积大而给该管片的吊装、运输和场地、纠偏等带来较大的麻烦,为了适应这种大断面顶管侧向开大洞口型管片结构需要,特设计一种侧向开大洞口型管片结构,这种管片结构由外环钢板、内环钢板、环肋板和纵肋板组成,而且这种管片在纵向上可以分成几段,分段和分段之间采用螺栓连接。本文以深圳某连接通道大断面顶管实际工程为例,分析了开大洞口型钢管片的各种工况组合情况,发现把洞口上方纵肋和洞口下方转角处纵肋构件加强后,整体应力都控制在安全合理的范围内。