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铁路盾构隧道管片结构接缝力学行为研究

任玲  
【摘要】: 在盾构隧道中,管片接缝由于其独特而复杂的结构特点而成为设计研究的关键。管片接头抗弯刚度综合反映了盾构隧道接缝性能及其在荷载作用下的变形大小及趋势,目前主要通过经验类比法或现场接缝试验确定,尚无现成公式或图表可利用。 本文以采用盾构法修筑的狮子洋水下铁路隧道工程为依托背景,结合铁道部科技研究开发计划项目,对管片环向结构接缝力学行为采用以原型试验为主,数值模拟与计算分析为辅的方式进行计算和研究。论文的主要工作如下: 针对狮子洋水下隧道采用的接缝形式,对原型管片接缝进行加载试验与破坏试验,主要是对管片纵向接缝进行抗弯能力方面的加载试验研究,从而获得了管片接缝的实际受力特性。 选取管片接缝部位附近的管片结构,建立三维有限元模型,同时考虑螺栓的预紧力作用,以研究接缝的力学特性,并针对狮子洋隧道的具体情况,给出接头刚度的建议值。 采用梁—弹簧模型,结合荷载—结构计算模式,改变接头刚度设计值,计算管片弯矩、轴力及变形方面的变化,来分析接头抗弯刚度对结构内力的影响,从而对实际盾构工程设计中的刚度取值提供参考。


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