亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        單護盾全斷面隧道掘進機法施工對管片接頭受力和變形的影響規(guī)律

        2019-10-16 00:40:20李立功段志強劉大剛
        城市軌道交通研究 2019年9期
        關(guān)鍵詞:管片油缸彎矩

        李立功 王 力 段志強 劉大剛

        (1.中鐵隧道集團有限公司, 510080,廣州; 2.西南交通大學土木工程學院, 610031,成都;3.西南交通大學交通隧道工程教育部重點實驗室, 610031,成都//第一作者,工程師)

        地鐵隧道廣泛采用的TBM(全斷面隧道掘進機)法,可以安全、快速、文明地施工。其中,單護盾TBM施工法主要適應(yīng)于比較破碎的、抗壓強度低的圍巖,目前,已在引洮供水一期工程干渠7#隧洞工程等山嶺隧道項目中成功運用。

        文獻[1]認為,采用TBM法施工,管片接頭結(jié)構(gòu)在整環(huán)結(jié)構(gòu)中屬于較不利的受力部位,故管片結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮接頭對整體剛度的削弱影響,其受力變形與隧道的成型質(zhì)量有密切關(guān)系。

        目前,針對盾構(gòu)隧道管片施工受力問題的研究較多。文獻[2-4]的研究主要集中在考慮施工荷載影響下的管片選型、管片受力特性及片破損原因等方面,針對隧道管片接頭的施工受力問題研究較少。本文以重慶軌道交通5號線大竹林停車場—重光站區(qū)間(以下簡為“大重段”)為例,分析總結(jié)單護盾TBM法施工對管片接頭受力和變形的影響規(guī)律。

        1 工程概況

        大重段總長為9 196.666 m,采用單護盾TBM法施工。隧道開挖直徑為6.89 m,最大坡度為44‰(上坡掘進,長度1 700 m,雙線延米),最小轉(zhuǎn)彎半徑為350 m。

        隧道埋深5.0~100.3 m,主要穿越地層以厚層砂質(zhì)泥巖為主,以夾薄層砂巖為輔,局部地段以砂巖和厚層砂巖為主。圍巖級別涵蓋Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三種級別。地下水以基巖裂隙水和孔隙水為主。

        襯砌采用的鋼筋混凝土管片外徑為6 600 mm,內(nèi)徑為5 900 mm,厚度為350 mm,幅寬為1.5 m。管片采用6分塊方案:3塊標準塊(A1T、A2T、A3T),2塊鄰接塊(B1T、B2T)和1塊封頂塊(KT)。管片采用通用環(huán)拼裝,縱向設(shè)置10根螺栓,環(huán)向設(shè)12根螺栓。螺栓為8.8級M30高強螺栓,其極限抗拉強度為800 MPa,屈服強度為640 MPa。管片間采用三元乙丙橡膠條防水。

        2 管片接頭的受力和變形分析

        2.1 施工步驟

        單護盾TBM法一般主要適應(yīng)于比較破碎的、抗壓強度低的圍巖。此類圍巖僅能自穩(wěn)定,不能為TBM的掘進提供反力。單護盾TBM由盾尾的推進液壓油缸支撐在已經(jīng)拼裝的管片上,以推進刀盤前進。所以,在單護盾TBM法施工中,掘進與管片支護不能同時進行。

        施工時,單護盾TBM使用步進的方式移位到始發(fā)首環(huán)的位置,并在首環(huán)將推進油缸支撐在撐靴上進行掘進,當掘進至所有油缸行程伸出長度大于1.5 m時,TBM停止掘進,進行管片安裝。首環(huán)安裝好后,單護盾TBM開始循環(huán)掘進:先將油缸支撐在前一環(huán)的管片上;當TBM掘進至所有油缸行程伸出長度大于1.5 m時,進行管片選型并安裝管片;之后進行豆礫石回填并灌漿;隨后將推進油缸支撐在管片上,循環(huán)開始下一環(huán)的掘進。

        2.2 施工荷載確定

        根據(jù)施工流程可以確定,單護盾TBM法中的施工荷載主要是縱向掘進機頂推力荷載。為了進一步分析管片結(jié)構(gòu)在施工過程中所承受的縱向掘進機頂推力荷載,本研究統(tǒng)計了無推力、直線上坡段、直線下坡段及轉(zhuǎn)彎段等4種頂推力工況下的掘進機油缸推力值,共計4 322份數(shù)據(jù)。經(jīng)分析得到各頂推力工況對應(yīng)的頂推力荷載如表1所示。

        表1 縱向頂推力荷載 kN

        根據(jù)GB 50157—2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》,按實際埋深計算在不同圍巖級別下的圍巖荷載情況,計算結(jié)果如表2所示。

        表2 圍巖荷載情況

        2.3 荷載-結(jié)構(gòu)計算模型

        使用ANSYS有限元分析軟件,采用荷載-結(jié)構(gòu)法進行計算,建立10環(huán)錯縫拼裝管片的荷載結(jié)構(gòu)計算模型,每環(huán)管片共劃分為64個單元。圍巖與管片的相互作用以只承受壓力的彈簧單元模擬。在隧道最底部中軸線上施加水平鉸約束,對前后兩側(cè)環(huán)管片在縱向上的位移進行約束。建立的模型如圖1所示。

        圖1 荷載-結(jié)構(gòu)計算模型

        模型中,管片使用beam4單元模擬,管片接頭使用beam188單元進行模擬[5]。各單元的計算參數(shù)為:①C50混凝土管片彈性模量E=3.45×104N/mm2,重度取25 kN/m3;②管片環(huán)間接頭的剪切剛度為Ks=4.0×108N/m;③管片環(huán)內(nèi)接頭的正向抗彎剛度為5.0×107N·m/Rad,負向抗彎剛度為3.0×107N·m/Rad;④圍巖彈性抗力系數(shù),Ⅲ級圍巖為500 MPa/m、Ⅳ級圍巖為200 MPa/m、Ⅴ級圍巖為100 MPa/m。

        按照油缸分組與表1的數(shù)據(jù),將不同道路工況下的各組油缸推力均分到各組油缸上,并按平行于管片縱向的方向施加在相應(yīng)的模型位置。

        2.4 組合工況下的管片接頭受力及變形參數(shù)計算

        將圍巖荷載情況與道路工況進行組合,得到24種組合工況。通過荷載-結(jié)構(gòu)計算模型計算24種組合工況下的最大彎矩與最大的剪力。以組合工況1為例,管片所受彎矩及剪力如圖2~3所示。

        圖2 組合工況1下的管片彎矩圖截圖

        圖3 組合工況1下的管片剪力圖截圖

        彎矩檢算系數(shù)KM為:

        (1)

        剪力檢算系數(shù)KQ為:

        (2)

        張開量為:

        σ=(h-x)×θ

        (3)

        式中:

        M——管片所受最大彎矩;

        Mu——管片接頭所受彎矩的最大允許值;

        Q——管片所受最大剪力;

        Qu——管片接頭螺栓所受剪力的最大允許值;

        h——管片厚度;

        x——受壓區(qū)高度;

        θ——管片接頭轉(zhuǎn)角弧度;

        Qu根據(jù)螺栓材料及數(shù)量,按GB 50017—2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》計算,取140.25 kN。x及Mu根據(jù)管片所受最大彎矩及相應(yīng)的軸力,結(jié)合GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》計算得到。檢驗系數(shù)KM和KQ值越小,接頭安全性越高。

        接頭變形的主要參數(shù)是張開量。計算得到不同組合工況下的管片接頭內(nèi)力和張開量如表3所示。

        表3 不同組合工況下的管片接頭內(nèi)力和張開量計算結(jié)果

        為驗證計算結(jié)果的正確性,本研究對盾構(gòu)管片的現(xiàn)場張開量進行實測驗證。經(jīng)實測,Ⅳ級圍巖段174環(huán)的管片張開量實測值為1.21 mm,表3中的計算值為0.916~1.119 mm,二者差異值僅為0.091~0.294 mm??梢姡嬎阒蹬c實際值差異較小,說明計算結(jié)果與工程實際相符。

        3 影響規(guī)律分析

        3.1 施工荷載對管片接頭受力的影響規(guī)律分析

        按照不同縱向頂推力工況與圍巖荷載情況組合,分別繪制管片接頭的KM及KQ同各影響因素的關(guān)系曲線,如圖4~5所示。

        圖4 管片接頭KM與各影響因素的關(guān)系曲線圖

        圖5 管片接頭KQ與各影響因素的關(guān)系曲線圖

        從圖3可以看出:KM隨頂推力工況變化略有變化,其中轉(zhuǎn)彎段工況頂推力影響相對明顯;管片接頭KM在轉(zhuǎn)彎段增加0.1左右,且隨著埋深與圍巖級別的增加,KM增加。Ⅳ級圍巖中KM是Ⅲ級圍巖中KM的1.57倍,Ⅴ級圍巖中KM是Ⅲ級圍巖中KM的2.34倍,淺埋時KM是超淺埋時KM的1.06倍,深埋時KM是超淺埋時KM的1.3倍。

        從圖4可以看出:KQ隨頂推力工況變化較明顯,在上坡段與轉(zhuǎn)彎段有較大的值;隨著埋深與圍巖級別的增加,在上坡段KQ值沒有明顯變化,其余頂推力工況下KQ增加較多。在下坡段及轉(zhuǎn)彎段,Ⅳ級圍巖中KQ是Ⅲ級圍巖中KQ的1.27倍,Ⅴ級圍巖中KQ是Ⅲ級圍巖中KQ的2.18倍,淺埋時KQ是超淺埋時KQ的1.44倍,深埋時KQ是超淺埋時KQ的1.72倍。

        3.2 施工荷載對管片接頭變形的影響規(guī)律分析

        繪制σ同縱向頂推力工況與圍巖荷載情況的關(guān)系曲線圖,如圖6~7所示。

        圖6 σ隨推力工況變化曲線圖

        圖7 σ隨圍巖級別變化曲線圖

        從圖6可以看出:管片接頭σ隨頂推力工況變化略有變化,其中轉(zhuǎn)彎段工況頂推力對σ影響相對明顯,接頭σ在轉(zhuǎn)彎段增加0.15左右。

        從圖7~8可以看出:管片接頭σ隨圍巖荷載工況變化相對顯著;隨著圍巖級別及埋深條件的增加,σ顯著增加。Ⅳ級圍巖中σ是Ⅲ級圍巖中σ的1.8倍,Ⅴ級圍巖中σ是Ⅲ級圍巖中σ的4.97倍,淺埋時σ是超淺埋時σ的1.68倍,深埋時σ是超淺埋時σ的2.44倍。

        圖8 σ隨埋深變化曲線圖

        4 結(jié)論

        通過對不同工況組合下的管片接頭變形與受力進行計算分析,可以得到以下結(jié)論:

        1) 管片接頭σ與KM隨推力工況變化略有變化,其中轉(zhuǎn)彎段工況頂推力影響相對明顯,說明在轉(zhuǎn)彎段頂推力的影響下管片接頭處變形較大,結(jié)構(gòu)安全性降低。

        2) 管片接頭σ與KM隨著埋深與圍巖級別的增加而增加,圍巖條件越不利,埋深越深,管片接頭的變形越大,管片結(jié)構(gòu)的安全性越低。

        3) 管片接頭KQ隨頂推力工況變化較明顯,在上坡段與轉(zhuǎn)彎段有較大的值,結(jié)構(gòu)受剪力影響較大,隨著埋深與圍巖級別的增加,在上坡段其值沒有明顯變化,其余縱向頂推力工況下的KQ增加較多,受剪安全性降低。

        猜你喜歡
        管片油缸彎矩
        基于ANSYS分析的前輪油缸銷軸改進
        熱軋彎輥油缸密封改進
        零彎矩設(shè)計理論在連續(xù)梁橋中的應(yīng)用研究
        管片拼裝技術(shù)研究
        盾構(gòu)管片封頂塊拼裝施工技術(shù)研究
        碳纖維復合材料在液壓油缸中的應(yīng)用
        CFRP-PCPs復合筋連續(xù)梁開裂截面彎矩計算方法研究
        鋼-混疊合連續(xù)梁負彎矩區(qū)計算分析
        地鐵盾構(gòu)管片受力分析及管片破損的控制措施研究
        板孔式有彎矩平衡梁應(yīng)用技術(shù)及研究
        欧美xxxxx在线观看| 韩国免费一级a一片在线| 91精品亚洲熟妇少妇| 99国产精品99久久久久久| 97在线观看| 国产一区二区精品尤物| 日韩av不卡一二三区| 麻神在线观看免费观看| 亚洲精品无码久久久影院相关影片| 亚洲自偷自偷偷色无码中文| 日本一区二区三区中文字幕视频| 亚洲一品道一区二区三区| 久久精品国产精品青草| 在线看亚洲十八禁网站| av天堂吧手机版在线观看| 日本久久久免费观看视频| 亚洲精品www久久久| 日本欧美国产精品| 国产精品一级黄色大片| 日韩精品熟妇一区二区三区| 国产sm调教视频在线观看| 精品中文字幕制服中文| 日本高清成人一区二区三区| 亚洲s色大片在线观看| 欧美丰满熟妇乱xxxxx图片| 色二av手机版在线| av在线免费观看大全| 亚洲熟妇av日韩熟妇在线 | 国产精品毛片一区二区三区| 国产精品 视频一区 二区三区| 国产区高清在线一区二区三区| 国产激情一区二区三区在线| 中文字幕在线观看亚洲日韩| 国产国语对白一区二区三区| 在线观看二区视频网站二区| 亚洲精品美女久久777777| 天天爱天天做天天爽| 久久久精品国产亚洲av网| 漂亮人妻洗澡被公强 日日躁| 国产精品午夜无码av天美传媒| 久久精品国产亚洲AV香蕉吃奶|