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题名超高性能混凝土提升预制沟道管廊接头力学性能研究
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作者
付伟庆
黄鑫
王鑫鹏
苗圃
侯东帅
王建
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机构
青岛理工大学土木工程学院
上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司
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出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第3期1215-1228,共14页
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基金
国家重点研发计划(2018YFC0704804)
国家自然科学基金资助项目(52178488)
上海市工程技术研究中心建设专项(17DZ2251800)。
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文摘
预制沟道管廊作为一种城市地下支线管廊,因埋深浅且上部竖向荷载较大,其接头连接部位易发生局部损坏及廊体竖向错动,过量变形可能危及廊内管线安全使用。基于此,采用试验和理论分析相结合的方法,研究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)材料对管廊接头力学性能的提升效应并提出承载力计算方法。首先采用足尺试验研究管廊接头腋角局部采用UHPC材料加强后的力学性能;然后应用ABAQUS软件建立管廊有限元模型,基于经过验证的模型,开展UHPC腋角长度、UHPC腋角高度和UHPC强度等多参数对接头承载力的影响分析。试验结果表明:将占管廊10%的普通混凝土材料替换为超高性能混凝土材料后,接头抗弯承载力提高134%,接头抗弯刚度增加165%;抗剪承载力提高179%,接头抗剪刚度增加118%,证明这种局部加强方法是可行和有效的。分析结果表明:UHPC加强管廊腋角高度每增加20 mm,抗弯、抗剪承载力分别增加42 kN·m和38 kN;UHPC材料强度每增加20 MPa,接头抗弯和抗剪承载力分别增加68 kN·m和37 kN;UHPC加强管廊腋角长度每增加100 mm,接头抗弯承载力提高44 kN·m;钢棒预紧力每增大25 kN,接头抗剪承载力提高30 kN;钢棒数量由2根增加到4根,接头抗剪承载力提高196 kN。研究得到的接头抗弯、剪承载力公式,计算结果与试验结果较为吻合,可为新型管廊接头的设计和应用提供依据。
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关键词
沟道式管廊
超高性能混凝土
力学性能
ABAQUS
承载力计算方法
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Keywords
utility tunnel with channel design
Ultra-High Performance Concrete(UHPC)
mechanical properties
ABAQUS
load-bearing capacity calculation method
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分类号
TU375
[建筑科学—结构工程]
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