肖明清 潘文韜 封 坤 焦齊柱 唐雄俊 張景軒

(1.中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司, 武漢 430063; 2.西南交通大學(xué)交通隧道工程教育部重點實驗室, 成都 610031; 3.水下隧道技術(shù)湖北省工程實驗室, 武漢 430063)

盾構(gòu)隧道大多采用拼裝式內(nèi)部結(jié)構(gòu),受施工設(shè)計等因素制約,全拼裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)現(xiàn)階段應(yīng)用較少,但全拼裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有全現(xiàn)澆、部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)所不具有的拼裝速度和質(zhì)量精度優(yōu)勢,[1-2]因而對全拼裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計和研究具有重要意義。與此同時,隧道在施工過程中難免會出現(xiàn)灌漿不密實形成壁后空洞等質(zhì)量問題,基底空洞對隧道結(jié)構(gòu)的影響在列車振動下可能會放大,因而有必要研究列車振動下基底空洞對全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底累積沉降和受力的影響。

在全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計方面,清華園隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)[3-4]采用預(yù)制中部口型箱涵、預(yù)制邊箱涵方案,屬全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)鐵路隧道,但其在吊裝、軌下混凝土填充方面存在問題,并且因中間箱涵承受偏心荷載而導(dǎo)致受力不均勻,影響整體性。上海諸光路通道新建公路隧道[5]采用了預(yù)制的π型構(gòu)件、立柱、車道板、蓋板等全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu),其具有立柱基座預(yù)留插筋定位難、隧道內(nèi)部空間狹小等問題。

在隧道灌漿不密實形成壁后空洞的影響研究方面,賴金星等以西安地鐵某區(qū)間隧道涌水導(dǎo)致襯砌背后注漿空洞為背景,基于有限元和現(xiàn)場監(jiān)測,對空洞位置、大小對結(jié)構(gòu)影響以及治理注漿過程中結(jié)構(gòu)變形規(guī)律進(jìn)行了探究。[6]

綜上,現(xiàn)有的全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計方案都有各自的局限性,且未見列車荷載作用下基底空洞對全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響的研究,因此,將以甬舟鐵路金塘海底隧道為依托,提出盾構(gòu)隧道全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩端固接方案和非封閉二襯部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)方案,通過研究列車往復(fù)運行條件下基底空洞對裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底累積沉降以及內(nèi)力的影響,為全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計及運營管理提供參考。

1 工程背景和全裝配式設(shè)計方案

甬舟鐵路金塘海底鐵路隧道位于寧波北侖與舟山金塘之間,采用250 km/h的客運專線標(biāo)準(zhǔn)。隧道全長為16.2 km,盾構(gòu)段長為10.87 km,礦山法段長為5.13 km,明挖段長為0.2 km,具有地質(zhì)條件復(fù)雜、水壓高、結(jié)構(gòu)受力體系復(fù)雜、海中對接難度大等技術(shù)難題。為提高內(nèi)部結(jié)構(gòu)施作速度和質(zhì)量,提出如下裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方案:

方案一:參考借鑒清華園隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,并針對其中間箱涵承受偏心荷載可能導(dǎo)致受力不均勻等問題,提出全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩端固接方案,如圖1所示。其具體構(gòu)造:采用拼裝式三箱涵形式,將中間箱涵位置提高以抵抗偏心力下受力不均。箱涵吊裝先吊裝中間部分,再吊裝兩側(cè)箱涵,吊裝完畢后,在箱涵底部進(jìn)行灌漿填充并用左、右各兩根連接螺栓連接各箱涵。通過預(yù)制的預(yù)埋接駁器,在中間箱涵與管片、邊箱涵和二襯間綁扎連接鋼筋,最后進(jìn)行車道板和二襯的澆筑,車道板與管片采用兩端植筋接駁,連接鋼筋均綁扎在管片上因而為固接連接。

圖1 全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)

方案二:與方案一類似,考慮溫度應(yīng)力影響,改變車道板與管片一側(cè)的連接,車道板與管片之間采用一端固接、一端水平鉸接的連接方式,由于一側(cè)連接鋼筋未綁扎至管片,因而只傳遞水平力。

方案三:采用非封閉二襯的部分裝配式方案(圖2),預(yù)制的中間箱涵左、右有懸臂伸出部分,列車振動直接作用在中間箱涵上,吊裝時先吊裝中間箱涵并對基底進(jìn)行灌漿填充,隨后澆筑拉長至中間箱涵底部的二襯,最后在中間箱涵與二襯之間設(shè)置搭接塊并在箱涵上側(cè)澆筑車道板。

圖2 非封閉二襯部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2 數(shù)值分析模型

2.1 邊界條件和列車振動荷載的確定

邊界采用黏彈性邊界,動力分析時間間隔為5 ms,通過提取各階模態(tài)及頻率,并由巖土體阻尼比為0.05及阻尼常數(shù)相關(guān)計算式[7]得阻尼常數(shù)α=0.220,β=0.113。

采用列車-軌道系統(tǒng)模型[8-9]來確定列車振動荷載,通過LS-DYNA提取出的列車車速為250 km/h,列車振動荷載時程曲線如圖3所示。

圖3 列車振動荷載時程曲線

2.2 有限元模型

列車振動動力響應(yīng)分析采用ANSYS瞬態(tài)動力學(xué)模塊,選取典型斷面建立二維平面應(yīng)變模型,將列車荷載用移動荷載的方式施加。[10]盾構(gòu)隧道管片外徑為14 m、厚度為0.6 m,二襯厚度為0.3 m。建立的模型縱向長度為130 m,深為20 m。隧道土體模型如圖4所示,相關(guān)模型參數(shù)如表1。

表1 模型計算參數(shù)

圖4 隧道土體模型

全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩端固接模型如圖5所示。土體、二襯、車道板采用PLANE 42平面單元模擬,管片、三箱涵以及箱涵之間連接螺栓用BEAM 3單元模擬。用只受壓不受拉的LINK桿單元來模擬箱涵之間、箱涵與管片之間以及箱涵與車道板之間的接觸作用。全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)一端固接一端水平鉸接(圖6),即一側(cè)用只受壓的LINK桿單元連接車道板與管片。

圖5 兩端固接的全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖6 一端固接一端水平鉸接的全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)

非封閉二襯部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示,采用BEAM 3單元模擬管片與中間箱涵,PLANE 42單元模擬二襯、車道板和圍巖。用只受壓的LINK 1單元來描述中間箱涵與管片之間的接觸作用。搭接塊采用BEAM 3單元,搭接塊與車道板之間的節(jié)點用只受壓不受拉的軸向彈簧COMBINE 14連接,搭接塊與中間箱涵、二襯的連接為鉸接關(guān)系,采用Rotz方向的COMBINE 14彈簧并耦合UX、UY兩個方向自由度。

圖7 非封閉二襯部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.3 基底空洞影響理論分析

在隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)中,受到施工工藝、列車循環(huán)荷載及腐蝕等作用的綜合影響,會在裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底產(chǎn)生空洞,基底空洞的存在影響路基路面的穩(wěn)定性,導(dǎo)致隧道路面不平整,甚至出現(xiàn)塌陷、強(qiáng)度不夠等情況,影響列車正常運營?；卓斩粗饕獙?dǎo)致隧道底部強(qiáng)度及彈性模量等參數(shù)減小;由于空洞的產(chǎn)生,局部位置接觸面積大幅減小,致使局部應(yīng)力集中,最終導(dǎo)致隧道整體結(jié)構(gòu)安全性下降,加速結(jié)構(gòu)損壞;在列車運行動荷載的作用下,基底空洞不密實所造成的影響會進(jìn)一步放大,相比靜力荷載作用下,結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性會進(jìn)一步放大,所面臨的危險也更加復(fù)雜多樣?？梢?在動、靜力作用力下,基底空洞均有可能對隧道結(jié)構(gòu)造成極大的危害,須開展相應(yīng)的研究分析。

2.4 基底空洞模擬

中間箱涵吊裝于管片上后通過注漿孔,對中間箱涵底部填筑灌漿,然而在實際施工過程中,中間箱涵底部灌漿難免出現(xiàn)不密實情況,為考慮中間箱涵底部灌漿不密實產(chǎn)生的空洞在列車振動下對隧道結(jié)構(gòu)的影響,現(xiàn)場對基底空洞的面積及填充部位材料的彈性模量進(jìn)行了測試和統(tǒng)計,統(tǒng)計結(jié)果顯示,現(xiàn)場空洞處空洞面積大致為總面積的一半,彈性模量大約為密實處的75%左右。

中間箱涵底部灌漿不密實產(chǎn)生空洞,可從兩個角度進(jìn)行模擬。首先,灌漿不密實將導(dǎo)致填充的部位強(qiáng)度減弱,相應(yīng)材料的彈性模量也會減小,而在前文數(shù)值模擬中中間箱涵與管片間的連接是由僅受壓不受拉的桿單元模擬的,將桿單元彈性模量減小25%,數(shù)值對應(yīng)現(xiàn)場測試結(jié)果,來模擬灌漿不密實導(dǎo)致砂漿強(qiáng)度的降低;其次,灌漿不密實,必然在接觸的部位會產(chǎn)生孔隙,原來能接觸的部位現(xiàn)無法接觸,自然也無法傳遞應(yīng)力和變形。在ANSYS中,兩者之間的接觸是用數(shù)根桿單元來模擬的,因此可以將中間箱涵底部桿單元的數(shù)量減半,來模擬注漿不密實產(chǎn)生孔隙,進(jìn)而造成接觸面積減小,多個部位無法接觸的現(xiàn)象。

3 基底空洞影響研究

3.1 基底空洞對隧道基底累積沉降的敏感性

關(guān)于盾構(gòu)隧道在列車振動下基底累積沉降,文獻(xiàn)[11-13]分別報道了對軟硬不均地層、砂土及軟土地層、砂土地層上列車長期荷載作用下基底變形規(guī)律的研究,但未針對全裝配內(nèi)部結(jié)構(gòu)展開研究,探究基底空洞對不同裝配式結(jié)構(gòu)基底累積沉降影響。

列車往復(fù)荷載作用下基底累積變形可先分析單次或多次列車荷載下土體的變形,將土體的相關(guān)參數(shù)和由經(jīng)驗算式得到的基底累積變形與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系進(jìn)行綜合考慮,對各土層沉降結(jié)果進(jìn)行疊加,可得到最終的總沉降。為充分了解到全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩種連接方式以及非封閉二襯部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基底累積沉降對基底空洞的敏感性,采用Puppala模型[14]和Li模型[16]計算基底是否有空洞時全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩種連接方式及非封閉二襯部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基底累積沉降變形,相應(yīng)的計算參數(shù)取值見表2。

表2 計算參數(shù)取值

3.1.1無空洞時不同形式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底累積沉降

提取基底無空洞時列車往復(fù)荷載作用下隧道基底累積變形(圖8)?？梢?基底無空洞時,通過Puppala模型求解,得出列車往復(fù)行駛650萬次(相當(dāng)于隧道使用100 a)后,兩端固接、一端固接和一端鉸接的全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)和部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)的塑性累積變形分別為13.089,14.246,13.356 mm;通過Li模型求解,得出列車往復(fù)行駛650萬次后,兩端固接、一端固接一端鉸接的全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)和部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)的塑性累積變形分別為14.174,15.367,14.463 mm。數(shù)值均小于30 mm,滿足鐵建設(shè)函〔2005〕754號《客運專線無碴軌道鐵路設(shè)計指南》[17]的相關(guān)規(guī)定。與Puppala模型計算結(jié)果相比,Li模型計算結(jié)果要大一些,且兩者模型對循環(huán)次數(shù)較少的變形值計算結(jié)果相差較大。

兩端固接的全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底累積沉降最優(yōu),略小于部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu),較一端固接一端水平鉸接的全裝配式結(jié)構(gòu)的基底累積沉降減小了接近1 mm。說明全裝配內(nèi)部結(jié)構(gòu)較部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體性好,使得列車振動下基底累積沉降減小,但節(jié)點連接方式的改變會破壞全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體性,在證明全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和剛度優(yōu)越性的同時,說明內(nèi)部結(jié)構(gòu)及節(jié)點的連接能一定程度減小列車往復(fù)荷載作用下的累積變形。通過對內(nèi)部結(jié)構(gòu)及節(jié)點連接方式的改變,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性和剛度,使得列車振動對土體的影響減弱,為控制沉降提供了新的思路。

3.1.2空洞對不同形式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底累積沉降影響

提取不同形式內(nèi)部結(jié)構(gòu)在有、無空洞時用Puppala模型和Li模型計算出的基底累積沉降情況,如表3所示。

表3 基底空洞對裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底累積沉降的影響

分析表3結(jié)果可得:無論采用何種形式內(nèi)部結(jié)構(gòu)、計算模型,基底注漿不密實導(dǎo)致的基底空洞都將造成基底累積沉降的增大,基底累積沉降的增大將對隧道長期安全穩(wěn)定造成影響,因而在施工中對基底注漿應(yīng)該引起重視。不同形式內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基底累積沉降對基底空洞的敏感性不同,兩種計算模型下計算結(jié)果基本一致。其中兩端固接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底累積沉降對基底空洞最不敏感,在Puppala模型和Li模型下,空洞造成累積沉降增大比例分別為3.04%和3.38%,較部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)及一端固接一端水平鉸接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為優(yōu)越,可理解為結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性削弱了基底空洞造成的影響。一端固接一端水平鉸接的連接方式將放大基底空洞的影響,因而最為不利。計算結(jié)果說明全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用合適的接頭連接方式可降低基底累積沉降敏感性。

3.2 基底空洞對裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響

3.2.1施工完成后基底空洞對內(nèi)力的影響

鑒于一端固接一端水平鉸接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底累積沉降較大,數(shù)值計算中,一端固接一端水平鉸接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底最大應(yīng)力數(shù)值為87 345 kN,集中于水平鉸接位置處,數(shù)值遠(yuǎn)大于另外兩種方案。依據(jù)文獻(xiàn)[18],比選得出兩端固接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)和非封閉二襯部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)較優(yōu),因而不再對一端固接一端水平鉸接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,僅比較兩端固接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)和非封閉二襯部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩種形式。提取上述兩種形式中間箱涵底部是否有空洞時,施工完成后二襯及車道板的位移及主應(yīng)力、管片、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、螺栓的彎矩、軸力、剪力(表4)。

表4 施工完成后兩端固接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)、部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)受基底空洞影響

從提取的初始值來看:兩端固接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)相比部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)受力變形上未見明顯優(yōu)勢,兩端固接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)在二襯車道板應(yīng)力、內(nèi)部結(jié)構(gòu)軸力等方面要優(yōu)于部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu),在管片內(nèi)部結(jié)構(gòu)剪力、二襯車道板沉降等方面要劣于部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

基底空洞會對隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)力造成一定影響,無論是哪種內(nèi)部結(jié)構(gòu),基底空洞均會造成管片和內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)力的增大,管片和內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化主要集中于彎矩和剪力,軸力變化相對較小;全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)比部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)管片的內(nèi)力變化要小一些,主要得益于全裝配內(nèi)部結(jié)構(gòu)較好的整體性,使得積聚于管片的應(yīng)力能量可以往兩側(cè)消散,使得受力相對更加均勻。

基底空洞會使得二襯、車道板處的受力變形略有減小,部分裝配內(nèi)部結(jié)構(gòu)由于其二襯拉長至中間箱涵的構(gòu)造,二襯車道板處內(nèi)力減小的數(shù)值要略微小于全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu);基底空洞還會造成全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)螺栓受力減小。

上述現(xiàn)象可以看成基底空洞使得管片和內(nèi)部結(jié)構(gòu)間傳力受阻,因而應(yīng)力能量在管片與內(nèi)部結(jié)構(gòu)處積聚,造成管片與內(nèi)部結(jié)構(gòu)處受力增大、二襯車道板以及連接螺栓處的受力變形減小。應(yīng)力能量積聚受結(jié)構(gòu)整體性影響,全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)因其整體性好將一定程度削弱應(yīng)力能量的積聚。為進(jìn)一步反映管片和內(nèi)部結(jié)構(gòu)傳力及應(yīng)力能量積聚規(guī)律,以非封閉二襯部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)為例,提取基底灌漿密實和不密實中間箱涵仰拱底部接觸單元軸力如圖9、圖10所示。

圖9 基底灌漿密實時拱底接觸單元軸力 kN

圖10 基底灌漿不密實時拱底接觸單元軸力 kN

從最大軸力角度來看,兩者數(shù)值接近,但灌漿密實時數(shù)值大多在橘紅區(qū)域9.415～18.830 kN,而灌漿不密實時由于接觸單元數(shù)量變少,多根接觸單元數(shù)值在綠區(qū)27.875～37.167 kN,這將導(dǎo)致應(yīng)力集中,阻礙管片與內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的應(yīng)力傳遞。從圖9、10可以看出:中間箱涵與管片之間的接觸應(yīng)力主要集中于拱底以及中間箱涵邊界位置,而基底空洞造成應(yīng)力集中的部位在拱底與中間箱涵邊界之間。應(yīng)力集中對中間箱涵以及拱底管片的耐久性均有不良影響,將減少中間箱涵和管片的使用壽命。

3.2.2列車振動下基底空洞影響

內(nèi)部結(jié)構(gòu)間的連接螺栓是盾構(gòu)隧道中的薄弱環(huán)節(jié),在列車振動下剪力的波動易造成連接螺栓的損壞,因而有必要探究基底空洞對連接螺栓剪切力的影響。提取兩端固接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)受力較大的左上螺栓左、右兩側(cè)剪力如圖11、圖12所示,從中可見:基底空洞會顯著增大螺栓剪力的振幅以及剪力最大值,基底空洞下剪力振動的振幅接近無空洞時的兩倍?；卓斩磿璧K振動能量往管片傳遞,因而將造成振動能量向內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的連接螺栓聚集,這對螺栓疲勞和耐久性將造成非常不好的影響,在灌漿施工質(zhì)量無法保證的情況下可采用抗剪螺栓或者其他螺栓抗剪措施。

受基底空洞影響最大的部位在中間箱涵與管片連接處,因而提取兩端固接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)及部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)拱底接觸單元、中間箱涵右側(cè)和管片接觸單元兩處的軸力如圖13～圖16所示。全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底空洞將造成拱底應(yīng)力在列車振動下的應(yīng)力波動增大,中間箱涵右側(cè)接觸應(yīng)力波動減小。部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況則恰恰相反,基底空洞將造成拱底接觸應(yīng)力減小,中間箱涵右側(cè)接觸應(yīng)力增大。上述現(xiàn)象反映了全裝配內(nèi)部結(jié)構(gòu)和部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)在列車動荷載激勵下,基底空洞將造成基底部位的能量聚集,全裝配式振動能量聚集于隧道的拱底,而部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)由于其二襯拉長至中間箱涵,振動能量聚集于二襯與中間箱涵連接部位。

4 結(jié)束語

以甬舟鐵路金塘海底隧道為依托,提出全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩端固接以及非封閉二襯部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)方案,探究在列車振動下,基底空洞不同裝配式方案下基底累積沉降以及結(jié)構(gòu)受力變形影響,相關(guān)結(jié)論如下:

1)兩端固接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底累積沉降最優(yōu),較一端固接一端水平鉸接連接的全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)減小了接近1 mm,說明內(nèi)部結(jié)構(gòu)及節(jié)點的連接能一定程度減小列車往復(fù)荷載作用下的累積變形?？梢酝ㄟ^內(nèi)部結(jié)構(gòu)及節(jié)點連接方式的改變,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性和剛度,使得列車振動對土體的影響減弱。

2)基底空洞將造成基底累積沉降增大且不同形式內(nèi)部結(jié)構(gòu)和接頭節(jié)點連接方式基底累積沉降對基底空洞的敏感性不同,其中兩端固接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)基底累積沉降對基底空洞最不敏感。

3)基底空洞會造成管片與內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)力增大,內(nèi)力變化主要集中于彎矩和剪力,全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩端固接連接時,內(nèi)力變化要小一些,二襯車道板及連接螺栓內(nèi)力會減小。基底空洞會造成管片與內(nèi)部結(jié)構(gòu)接觸部位產(chǎn)生應(yīng)力集中。

4)基底空洞會阻礙振動能量往管片傳遞,造成兩端固接全裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接螺栓剪力振幅大幅增大,在拱底位置振動能量積聚,而部分裝配式內(nèi)部結(jié)構(gòu)振動能量則聚集在二襯與中間箱涵連接部位。