基床弱化条件下预制综合管廊接头破坏特征及抗剪刚度研究

1

作者 张朝 高柯 +3 位作者 许有俊 聂绪致 王乐 李鑫 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第3期539-548,共10页

为揭示不同地基条件对预制综合管廊结构和接头受剪性能的影响规律,进一步提升地下综合管廊的韧性,以包头市新都市区地下综合管廊项目为背景,开展基床弱化条件下预制综合管廊承插接头的剪切模型试验和三维精细化数值模拟。对比分析4种工... 为揭示不同地基条件对预制综合管廊结构和接头受剪性能的影响规律,进一步提升地下综合管廊的韧性,以包头市新都市区地下综合管廊项目为背景,开展基床弱化条件下预制综合管廊承插接头的剪切模型试验和三维精细化数值模拟。对比分析4种工况下预制综合管廊承插接头的破坏特征及抗剪刚度的差异性,揭示出地基基床系数弱化对预制综合管廊力学性能的影响。研究结果表明:1)地基基床系数越小,管廊承插接头的破坏范围越大、破坏程度越严重,承口倒角部位的混凝土破坏最为严重,更容易发生应力集中;2)基床弱化会减弱地基对管节间错台变形的约束作用,与CD-1(砾砂)相比,CD-2(折减3/9刚度)、CD-3(折减5/9刚度)、CD-4(折减9/9刚度)错台量分别增加0.7%、3.4%、13.6%;3)不同土层中接头的剪力-错台量曲线均分为部分滑移、整体滑移、破坏发展3个阶段,基床系数弱化后,地基在相同错台量下提供的反力减小,导致管廊剪切刚度降低;4)基床系数的弱化使得管节承插口间的接触面积与接触压力增大,最大接触压力主要分布在接头的倒角位置,进而导致各舱室收敛变形增大,大、小舱室顶、底板均受拉,向管内变形,侧壁均向外凸起变形。 展开更多

关键词 预制综合管廊 接头 基床弱化 模型试验 破坏特征 抗剪刚度

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直螺栓连接预制综合管廊刚度计算方法 被引量：1

2

作者 邓博团 申超凡 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第29期13028-13036,共9页

为研究直螺栓连接预制管廊的纵向受力性能,引用隧道纵向刚度计算的纵向等效连续化模型,对其进行改进,使其适用于直螺栓连接的预制管廊,从而得到考虑螺栓预应力影响的纵向等效拉压刚度和弹性弯曲刚度。推导出了预制管廊在弹性极限弯矩作... 为研究直螺栓连接预制管廊的纵向受力性能,引用隧道纵向刚度计算的纵向等效连续化模型,对其进行改进,使其适用于直螺栓连接的预制管廊,从而得到考虑螺栓预应力影响的纵向等效拉压刚度和弹性弯曲刚度。推导出了预制管廊在弹性极限弯矩作用下,截面最大拉应力、截面最大压应力、接头最大变形、接头螺栓最大拉应力和接头螺栓最大变形的表达式。运用所得表达式,结合工程实例参数,分析了管廊截面尺寸、管壁厚度、节段长度和螺栓个数对其受弯矩作用时中性轴的位置和纵向等效刚度的影响程度和趋势。结果表明,管廊抗弯刚度受截面宽高比影响较大;通过增加管壁厚度来提高管廊等效刚度的方法不经济;在满足设计要求条件下,适当增大预制节段的长度和增多连接螺栓数量可以有效提高管廊的纵向刚度,并能够很好地改善管廊截面受力状态,同时不失经济性,为直螺栓连接预制拼装管廊结构的设计合理性和工程适用性提供理论支持。 展开更多

关键词 直螺栓连接 预制综合管廊 等效连续化模型 纵向等效刚度

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预制综合管廊橡胶密封垫受压性能研究及断面设计 被引量：17

3

作者 张铨婧 莫海鸿 +1 位作者 黄臣瑞 陈俊生 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第3期399-405,共7页

为解决预制综合管廊橡胶密封垫断面形式对橡胶密封垫压缩性能的影响问题,基于橡胶密封垫压缩试验,结合通用有限元数值模拟软件MSC.Marc,将试验结果与数值模拟结果进行对比,证明采用有限元方法模拟橡胶压缩过程以及分析橡胶密封垫受压性... 为解决预制综合管廊橡胶密封垫断面形式对橡胶密封垫压缩性能的影响问题,基于橡胶密封垫压缩试验,结合通用有限元数值模拟软件MSC.Marc,将试验结果与数值模拟结果进行对比,证明采用有限元方法模拟橡胶压缩过程以及分析橡胶密封垫受压性能的可靠性。然后,利用有限元软件MSC.Marc探讨不同开槽和开孔形式对橡胶密封垫受压性能的影响。结果表明:1)当橡胶密封垫的压缩度为50%时,随着开槽面积和开孔面积的增大,接触应力以及装配力减小;2)当开槽面积相同时,接触应力和装配力受开槽数量的影响较小,受开槽形状的影响较大;3)当开孔面积相同时,开孔数量以及排列方式对接触应力和装配力有一定的影响。 展开更多

关键词 预制综合管廊 橡胶密封垫 断面形式 压缩试验 数值模拟

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交通荷载下预制综合管廊受力特性研究 被引量：11

4

作者 徐健 谢忠球 吴敬龙 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期377-384,417,共9页

为探明交通荷载作用下预制综合管廊受力特性,考虑管廊承插式接口、预应力筋张拉影响,基于管-土非线性相互作用,建立管廊结构三维数值模型。通过现场原型车辆荷载试验对比分析,验证了数值模型有效性。在此基础上,研究了不同车载状态下综... 为探明交通荷载作用下预制综合管廊受力特性,考虑管廊承插式接口、预应力筋张拉影响,基于管-土非线性相互作用,建立管廊结构三维数值模型。通过现场原型车辆荷载试验对比分析,验证了数值模型有效性。在此基础上,研究了不同车载状态下综合管廊纵向和接口段的力学特性及其变化规律:管廊纵向Mise应力分布在各个承插接口处均不连续,峰值出现在中间承插接口处,并逐渐向两端衰减,纵向影响范围大致在加载位置的相邻两节管廊;管廊接口处顶板内侧、左右侧墙外侧以及底板内侧受拉,顶板外侧、左右侧墙内侧、底板外侧受压;承口端的侧墙底部、顶板下侧跨中和插口端的顶板下侧跨中处混凝土为最大拉应力部位。结果表明:管廊结构应力与荷载幅值正相关;加载位置改变对管廊接口处承口端受力影响较明显。 展开更多

关键词 预制综合管廊 承插式接口 交通荷载 数值模拟 力学特性

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分块预制综合管廊节点型式研究

5

作者 刘文 黄威 +3 位作者 翟世鸿 赵璐 杨睿 冯宗宝 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第8期157-164,共8页

分块预制装配式地下综合管廊建造技术有着建设周期短、构件质量好、环境友好等优点,正得到越来越多的应用。综合管廊具有各节点功能、形状变化复杂,断面形式复杂多样的特点。因此,在构件预制过程中,容易出现异形构件难以预制,且预制构... 分块预制装配式地下综合管廊建造技术有着建设周期短、构件质量好、环境友好等优点,正得到越来越多的应用。综合管廊具有各节点功能、形状变化复杂,断面形式复杂多样的特点。因此,在构件预制过程中,容易出现异形构件难以预制,且预制构件不能通用的问题。每一个预制构件需要1个单独的模具,构件重复利用的可能性小,预制成本极高。针对以上问题,进行了预制标准化节点构件之间的连接及防水研究,提出了标准化节点的概念以及实施方法。研究成果为施工取得了预期的效果,可为类似工程项目提供借鉴与经验。 展开更多

关键词 预制装配式综合管廊 标准化综合管廊节点 节点断面型式 节点连接型式

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预制拼装综合管廊承插式接头扭转力学性能 被引量：2

6

作者 凌同华 余彬 +1 位作者 黄阜 肖南 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期822-832,共11页

为研究节段预制拼装综合管廊承插式接头扭转力学性能,利用ABAQUS有限元软件建立预制拼装管廊节段与土体纵向三维模型,对管廊正向扭转与反向扭转进行模拟,分析管廊扭转承插式接头应力分布规律,得到管廊承插式接头扭矩随横向差异沉降变化... 为研究节段预制拼装综合管廊承插式接头扭转力学性能,利用ABAQUS有限元软件建立预制拼装管廊节段与土体纵向三维模型,对管廊正向扭转与反向扭转进行模拟,分析管廊扭转承插式接头应力分布规律,得到管廊承插式接头扭矩随横向差异沉降变化规律及管廊横向极限差异沉降量。研究结果表明:管廊节段正向扭转与反向扭转沉降量相同时,承插式接头应力、最大主应力与切应力分布规律基本相同。管廊扭转接头插口端侧壁应力较大,接头顶底板中间与腋角处应力较小,接头最大主应力集中在承口端侧壁距顶板外侧1 m处与插口端顶底板,接头切应力在顶底板中间与侧壁中间最小,向两侧逐渐增大至腋角处切应力最大。管廊承插式接头横向极限差异沉降为1.2 mm,管廊插口端极限扭矩与采用箱型截面计算的结果相差不大,工程实际中可采用箱型截面对管廊插口端抗扭设计。研究结果为预制拼装管廊安全运营提供科学依据。 展开更多

关键词 预制拼装综合管廊 承插式接头 扭转变形 接头力学性能 极限沉降

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预制装配式综合管廊不同连接件承插接头抗剪性能试验研究 被引量：1

7

作者 张朝 刘杰 +1 位作者 许有俊 聂绪致 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期5175-5185,共11页

纵向连接件是预制装配式综合管廊接头的重要组成部分,其将预制管节沿纵向连接成为一个整体。为揭示各类型连接件对预制综合管廊结构和接头受力性能的影响规律,使其得到更好的应用,以包头市新都市区地下综合管廊项目为背景,开展纵向连接... 纵向连接件是预制装配式综合管廊接头的重要组成部分,其将预制管节沿纵向连接成为一个整体。为揭示各类型连接件对预制综合管廊结构和接头受力性能的影响规律,使其得到更好的应用,以包头市新都市区地下综合管廊项目为背景,开展纵向连接件+综合管廊承插接头的剪切模型试验,对比分析4种工况下管廊接头破坏特征及抗剪性能的差异性,探讨不同类型连接件的优缺点。试验结果表明:接头破坏前期以管节的挤压作用为主,后期以连接件的协同变形作用为主导,连接件作用与承担荷载呈正相关;GL-1(短螺杆)协同变形能力最佳,GL-3(钢绞线)次之,GL-2(长螺杆)最差;有无连接件破坏阶段不一致,GL-0(无连接件)可分为部分滑移阶段及破坏发展阶段,纵向连接件可延缓管节破坏进程,GL-1、GL-2、GL-3可大致分为部分滑移阶段、整体滑移阶段及破坏发展阶段;纵向连接件对减小管节的错台量以GL-1最优,且相对于GL-2、GL-3分别减少9.13%、1.70%的错台量;建议在预制综合管廊接头设计中,减小纵向连接件的长度,同时不跨接头布置,有利于保持结构的整体稳定性。研究结果可为进一步优化预制地下综合管廊接头及纵向连接件设计提供参考。 展开更多

关键词 预制综合管廊 承插式接头 纵向连接件 模型试验 抗剪性能 破坏机制

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预制预应力综合管廊受力性能试验研究 被引量：143

8

作者 胡翔 薛伟辰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期29-37,共9页

以2010年上海世博会园区综合管廊工程为背景,通过接头和整体结构足尺模型的单调静力试验,对采用预应力筋连接的预制预应力综合管廊的受力性能进行了较为系统的研究。接头试验研究结果表明:采用预应力筋连接的预制预应力综合管廊接头的... 以2010年上海世博会园区综合管廊工程为背景,通过接头和整体结构足尺模型的单调静力试验,对采用预应力筋连接的预制预应力综合管廊的受力性能进行了较为系统的研究。接头试验研究结果表明:采用预应力筋连接的预制预应力综合管廊接头的受力过程分为消压、屈服和极限破坏三个阶段;破坏形态为预应力筋首先屈服,随后受压区混凝土压碎;破坏机制为桁架机制;接头抗弯承载力为设计弯矩的2.1倍,抗弯刚度随外荷载的增大而减小;接头试件的位移延性系数达到2.8,接头拼缝的转角延性系数达到3.1。整体结构试验研究结果表明:在四侧壁等值对称荷载作用下,采用预应力筋连接的预制预应力综合管廊整体结构的受力过程可分为开裂、屈服和极限破坏三个阶段;破坏形态为接头与整浇侧壁端部截面屈服,结构形成塑性机构,达到承载能力极限状态;破坏机制为弹簧铰闭合框架机制;整体结构试件的极限承载力为设计荷载的3.2倍;整浇侧壁和含拼缝侧壁的位移延性系数分别达到3.87和2.91。本文研究成果为2010年上海世博会园区综合管廊建设以及预制预应力综合管廊的推广应用提供了技术依据。 展开更多

关键词 预制预应力综合管廊 预应力筋连接 足尺模型 接头 整体结构 单调静力试验 破坏形态 承载力

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SV波斜入射下预制拼装式综合管廊接口的地震响应规律 被引量：2

9

作者 许成顺 胡正一 +2 位作者 史跃波 钟紫蓝 赵密 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1215-1225,共11页

为研究浅源地震作用下地下综合管廊在SV波倾斜入射下的接口地震响应规律,首先基于波动理论,将斜入射地震动模拟为施加在黏弹性边界上的等效节点力,并引入非线性弹簧单元模拟管廊接口的力学行为,采用动力时程分析法计算管廊接口的地震响... 为研究浅源地震作用下地下综合管廊在SV波倾斜入射下的接口地震响应规律,首先基于波动理论,将斜入射地震动模拟为施加在黏弹性边界上的等效节点力,并引入非线性弹簧单元模拟管廊接口的力学行为,采用动力时程分析法计算管廊接口的地震响应;其次以典型综合管廊接口的张开量与转角的止水失效限值为依据,给出SV波不同入射角度下管廊接口张开量及转角的安全性评价.分析结果表明:SV波在管廊接口处产生的峰值张开量随着入射角度的增大而先减小后增大,当入射角度为30°时,管廊接口产生的水平张开量最大;在中震、大震作用下,当入射角度为20°~30°时,管廊接口转角超过相应的安全限值,管廊接口可能发生止水失效.综合考虑SV波不同入射角度下管廊接口的止水失效范围可为管廊接口防水及结构安全设计提供参考. 展开更多

关键词 预制拼装式综合管廊 斜入射 接口 数值模拟 动力响应 接口刚度

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长节段大吨位综合管廊整体预制液压模板设计与应用 被引量：3

10

作者 石长洪 凌松耀 +2 位作者 曹岩甫 郭凯 王刚锋 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第6期1071-1076,共6页

为解决综合管廊预制模板存在的混凝土胀模、支撑体系失稳、合模脱模效率低等问题,依托雄安新区长节段大吨位装配式综合管廊示范项目,研制出一套综合管廊整体预制液压模板。在综合管廊整体预制特点及施工流程分析的基础上,对液压模板的... 为解决综合管廊预制模板存在的混凝土胀模、支撑体系失稳、合模脱模效率低等问题,依托雄安新区长节段大吨位装配式综合管廊示范项目,研制出一套综合管廊整体预制液压模板。在综合管廊整体预制特点及施工流程分析的基础上,对液压模板的侧模、端模、内模结构及其驱动机构进行详细设计。侧模采用液压驱动机构,可避免拆模过程的廊体划伤;端模采用直线驱动机构,可使模板本体受力均衡;内模采用自行走装置和导向机构,可提高模板拆装效率;防鼓胀装置和姿态保持装置,可保障预制管廊的成型质量。开展预制液压模板的现场试验和工效分析可知,该液压模板可有效提高长节段大吨位综合管廊整体预制的质量和效率。 展开更多

关键词 预制综合管廊 液压模板 结构设计 驱动机构 工效分析

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成都蜀龙五期预制装配式综合管廊拼缝橡胶密封件形式研究 被引量：7

11

作者 杨睿 蒋道东 翟世鸿 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第11期1807-1812,共6页

为使橡胶密封件在拼缝处张开量为10 mm、错位量为12 mm以及在闭合压缩力尽可能小的情况下仍能够满足成都市蜀龙五期预制装配式综合管廊0. 21 MPa的防水要求,建立3次Ogden橡胶本构模型,对圆形孔洞和类三角形孔洞2种形式的橡胶密封件进行... 为使橡胶密封件在拼缝处张开量为10 mm、错位量为12 mm以及在闭合压缩力尽可能小的情况下仍能够满足成都市蜀龙五期预制装配式综合管廊0. 21 MPa的防水要求,建立3次Ogden橡胶本构模型,对圆形孔洞和类三角形孔洞2种形式的橡胶密封件进行数值模拟,比较2种形式下橡胶密封件的装配力大小,选择装配力小的橡胶密封件进行防水性能和闭合压力试验。结果表明:1)圆形孔洞橡胶密封件能够满足蜀龙五期综合管廊的防水要求,密封件闭合压缩力为28. 55 k N/m。2)当预制块拼装间隙张开量(错位量)较小时,错位量(张开量)的增大会迅速减小橡胶密封件的耐水压力,且张开量对橡胶密封件耐水压力的影响比错位量大。3)预制块拼装间隙张开量越接近0 mm,加载等间距张开量所需装配力越大。 展开更多

关键词 预制装配式综合管廊 橡胶密封件 数值模拟 防水性能试验 闭合压力试验

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预制拼装综合管廊结构设计计算方法 被引量：1

12

作者 蒋道东 翟世鸿 杨睿 《铁道建筑》 北大核心 2018年第7期58-60,79,共4页

依托成都市蜀龙五期马蹄形预制拼装综合管廊工程,首先将修正惯用法、弹性铰法的弯矩计算结果分别与梁-弹簧法弯矩计算结果进行对比,然后采用梁-弹簧法对预制拼装综合管廊设计参数进行敏感性分析。结果表明:修正惯用法刚度折减系数的不... 依托成都市蜀龙五期马蹄形预制拼装综合管廊工程,首先将修正惯用法、弹性铰法的弯矩计算结果分别与梁-弹簧法弯矩计算结果进行对比,然后采用梁-弹簧法对预制拼装综合管廊设计参数进行敏感性分析。结果表明:修正惯用法刚度折减系数的不同取值对结构弯矩影响较小;刚度折减系数取0.9时,修正惯用法计算结果最接近梁-弹簧法;弹性铰法旋转弹簧刚度的不同取值对结构弯矩影响较小;旋转弹簧刚度为2.5×104k N·m/rad时弹性铰法计算结果最接近梁-弹簧法;与修正惯用法相比,弹性铰法计算结果更接近梁-弹簧法;基床系数、偏压荷载等设计参数对结构内力及长短轴收敛变形均有不同程度的影响。 展开更多

关键词 预制拼装综合管廊 设计计算 数值分析 管廊结构 设计参数

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预制管廊横向接头刚度理论计算模型及方法 被引量：17

13

作者 王鹏宇 王述红 +1 位作者 阿力普江.杰如拉 李志华 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期284-289,共6页

基于已经完成的预制预应力管廊横向接头结构受力性能试验,在考虑预制混凝土应变影响、高强螺栓伸长和接头拼缝张裂形态的基础上,根据变形协调条件和内力平衡方程,提出了管廊横向接头的抗弯承载力以及刚度的理论计算模型.将理论计算结果... 基于已经完成的预制预应力管廊横向接头结构受力性能试验,在考虑预制混凝土应变影响、高强螺栓伸长和接头拼缝张裂形态的基础上,根据变形协调条件和内力平衡方程,提出了管廊横向接头的抗弯承载力以及刚度的理论计算模型.将理论计算结果与试验结果进行对比,两者吻合良好,由此验证了理论计算模型的正确性.该研究成果将为预制管廊安全性的评判以及设计优化提供理论依据. 展开更多

关键词 预制预应力综合管廊 横向接头 高强螺栓 刚度 抗弯承载力

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预制管廊横向接头抗弯力学模型及取值方法 被引量：3

14

作者 王鹏宇 朱承金 +1 位作者 王述红 姚骞 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期629-634,共6页

接头导致预制预应力综合管廊结构刚度分布不均匀,内力以及变形发生变化,而抗弯刚度是衡量管廊接头性能的重要指标以及评价管廊结构整体力学性能的重要参数.在考虑横向接头截面实际构造形式以及受力变形特点的基础上,通过内力平衡和变形... 接头导致预制预应力综合管廊结构刚度分布不均匀,内力以及变形发生变化,而抗弯刚度是衡量管廊接头性能的重要指标以及评价管廊结构整体力学性能的重要参数.在考虑横向接头截面实际构造形式以及受力变形特点的基础上,通过内力平衡和变形协调条件,建立了可以表征接头截面从受力到破坏各阶段的力学模型以及相应的理论解析表达式.通过数值模拟的方法对接头抗弯刚度影响因素进行了敏感性分析,并在此基础上将理论计算结果与数值模拟结果进行对比,最后根据得出的抗弯刚度变化规律提出了管廊横向接头抗弯刚度两阶段取值方法,研究结果可为预制管廊的设计和理论分析提供参考. 展开更多

关键词 预制预应力综合管廊 横向接头 高强螺栓 抗弯力学模型

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