沉管隧道振动台模型地震反应试验研究

为研究沉管隧道在饱和砂土场地中的地震反应规律,以某超长沉管隧道为研究对象,设计了装配式柔性橡胶接头,开展了饱和砂土中的多段式沉管隧道振动台模型试验。沉管隧道模型由3节微粒混凝土管段和两节装配式柔性橡胶接头构成。试验通过孔隙水压力计、加速度计和应变片监测了地基的孔压、结构及其周围土层加速度和结构应变。试验结果表明:中小震时地基土并未液化,大震时模型表层地基土发生液化。地基土液化后,低频地震波对结构影响更大。结构与周围土体的加速度及其傅里叶谱形状吻合较好,结构加速度小于土体加速度,沉管隧道结构的地震反应受地基土的影响较大。靠近接头监测点的加速度反应更大,管段之间出现相对运动,接头是沉管隧道抗震设计的关键部位,模型结构的中墙、侧墙与结构顶板节点为此类型隧道的不利位置。试验研究成果为隧道抗震研究提供参考。     

外海大回淤沉管隧道沉降影响因素敏感性分析

深海沉管隧道的地基沉降受到多种因素影响,地基沉降过大会直接影响沉管隧道的安全,因此对影响地基沉降的各类施工偏差进行敏感性分析是十分有必要的。以港珠澳沉管隧道地基为研究对象,采用离心模型试验和有限元软件模拟的方法,揭示了天然地基回填再压缩量变化及地基刚度变化的特点,确定了影响港珠澳沉管隧道天然地基纵向沉降的单因素敏感性大小。结果表明：对沉管隧道沉降影响最大的施工偏差因素为基槽超挖与欠挖偏差,影响最小的因素为基槽单边宽度偏差;有基槽超挖与欠挖偏差存在时,组合工况对地基刚度的影响程度达到近50%,且当基槽超挖与欠挖偏差达到极限值时,该因素无论与其他何种敏感因素组合,对沉管隧道沉降特性的影响程度至少为20%;通过对敏感性因素的合理组合,发现纵向区段内最不利工况的分布形式是断面两侧取恒定极值,即非线性变化分布。研究成果可为其他类似工程提供借鉴和参考。     

升降温工况下海底沉管隧道接头抗震性能研究

以国内某跨海交通工程中海底沉管隧道段为工程背景,基于反应位移法基本原理建立了考虑接头弹簧刚度和土弹簧刚度影响的纵向梁-弹簧有限元模型。在非一致地震激励下,考察升降温工况对沉管隧道接头刚度的改变及由此引起的管节接头处张开量的变化,以此判断升降温工况对沉管隧道抗震性能的影响。研究表明,升温工况下管节接头的张开量减小,对结构的抗震是有利的;而降温工况下管节接头的张开量增大,对结构抗震是不利的。     

冷却水管上移对混凝土温度应力的影响

结合大体积混凝土的实际施工方式,对混凝土浇筑施工方式进行适当变更——将冷却水管的布置上移。对冷却水管安装高程的两种不同方式(上移和不上移)进行了混凝土温度应力的对比分析,同时研究了长间歇浇筑和遭遇寒潮袭击时上述两种工况下的温度应力变化情况,为实际施工提供计算依据。将冷却水管布置上移这种施工方式已在实际施工中运用。     

沉管隧道管节沉放测量

在我国采用沉管法建造水下隧道是工程测量领域相对较新的技术,以港珠澳大桥岛隧工程为实例介绍了沉管隧道管节沉放测量的过程、方法及关键技术。研究结果对于制定沉管隧道工程测量技术方案和实施沉管隧道工程测量有一定的参考价值。     

某新型三层复合盾构输水隧道精细化有限元分析

以一种新型的外衬管片－内衬混凝土－输水钢管三层复合衬砌输水隧道为例,采用ＡＢＡＱＵＳ有限元软件建立精细化模型结构,研究了在外部水土压力和内部水压力作用下管片、螺栓、内衬混凝土、输水钢管的受力情况。研究表明,正常通水工况下,输水隧道结构满足承载力要求。研究结果可为输水隧道结构的优化设计提供参考依据。     

仑头-生物岛沉管隧道管段浮运方案探讨

随着沉管技术的发展及干坞形式的多样化,突显了干坞与隧道的距离不再是沉管隧道干坞方案比选的决定性条件,但新的问题是如何经济、合理地长距离运输管段。介绍仑头-生物岛沉管隧道的管段浮运,探讨在移动干坞法预制管段前提下,管段长距离浮运方案的比选和具体实施,为今后大型沉管隧道设计和施工提供参考。     

轴流式机组厂房横缝水平止水布置研究

以轴流式机组厂房坝段为研究对象,分析在正常运行和机组检修两种运行工况下不同水平止水布置方案尾水管和蜗壳结构的应力变化规律。研究结果表明:横缝水平止水布置在尾水管弯肘段范围内时,随着止水的上抬尾水管部位混凝土及内敷钢衬拉应力逐渐减小;横缝水平止水布置在蜗壳高程范围内时,与上游竖直止水连通方案比闭合方案缓解蜗壳附近应力效果更佳。实际工程设计中,建议轴流式机组厂房横缝水平止水布置为:水平止水上游段布置在蜗壳进口断面顶板下表面附近,且与上游竖直止水连通;水平止水下游段布置在尾水管扩散段出口顶部高程附近。     

公路隧道火灾探测器选择探讨

在对公路隧道火灾探测器进行选择时，必须分析隧道环境，可能产生的火灾特性，根据国家设计规范先选择三种火灾探测器，再视其主要性能及其对公路隧道的实用性，从中择出公路隧道使用的火灾探测器，三峡工程对外交通专用公路火灾探测器的选择就是按此程序进行的。     

海底和陆地地震动作用下沉管隧道地震响应研究

海水层和海底沉积土层的存在影响地震动的传播,导致海底地震动与陆地地震动特征存在明显差异,选取合理的地震动输入是进行沉管隧道抗震性能分析的重要前提,因此,对比分析沉管隧道在海底和陆地地震动作用下的动力响应具有重要意义。基于饱和粘弹性人工边界理论,将地震动输入转化为等效节点力来实现三向地震波的输入。利用 ＡＢＡＱＵＳ软件建立海水－海床－隧道的三维有限元模型,并考虑地震动作用下海水产生的动水压力影响。对沉管隧道在两种地震动作用下产生的相对层间位移、加速度和最大主应力进行对比分析。结果表明:海底地震动作用下的各向相对层间位移小于陆地地震动作用下;在海底和陆地地震动作用下沉管隧道出现最不利的位置不同;在海底地震动作用下产生的峰值加速度相比于原始输入地震波,其数值有所减小,而在陆地地震动作用下其数值有所增加。     

高温后C60混凝土往复低周受压疲劳性能研究

基于火灾后的央视文化配楼（Ｃ６０混凝土）等构筑物灾损鉴定，研究了高温后Ｃ６０混凝土在往复低周受压荷载下的疲劳性能。温度工况包括不同受热温度:常温、３００℃、６００℃、９００℃及不同恒温时间:０．５ｈ、１ｈ、２ｈ、３ｈ。研究表明:高温后高强混凝土的外观色泽逐渐变浅，由青灰色变为铁锈红色最后变为灰白色，９００℃时试块表面有贯穿裂缝，严重疏松多孔。随着受热温度与所受恒温时间的不断增加，Ｃ６０混凝土的弹性模量、疲劳寿命等将会减小总体呈下降趋势，且高强混凝土疲劳性能相对恒温时间而言受加热温度变化的影响更大。以疲劳变形模量比为损伤变量建立了高温后Ｃ６０混凝土往复低周受压疲劳损伤模型，为火灾地震等复杂工况下高强混凝土构、建筑物的损伤鉴定打下基础。     

水管冷却对混凝土闸墩结构温度的影响

结合水管冷却方法在白沙水库溢洪道混凝土闸墩施工中的应用，分析了影响冷却效果的因素，确定了施工中冷却水管的布置方法和监控措施，对采用冷却水管时的结构理论绝热温降进行了计算，并在相同条件下对采用冷却水管和不采用冷却水管两种情况的现场实测温度变化进行了对比分析，结果表明，此方法应用于闸墩结构的温度控制中可有效降低混凝土内部温度的峰值。     

沉管隧道接头竖向钢剪力键剪切荷载分配分析

为研究沉管隧道接头各组剪力键在竖向剪切过程中的剪力分配及随外荷载的变化规律,展开了沉管隧道管节接头的竖向剪切试验。试验根据之前沉管隧道试验经验、场地条件、加载能力以及测量手段,设计试验沉管管节接头模型,其中包括管节尺寸及配筋、竖向剪力键构造及GINA橡胶止水带等等。针对此试验的加载情况,自主研发了一种多维多向自平衡式加载反力装置。该装置不受场地限制,可多方向进行加载,也不需要地锚、剪力墙等限位装置便可自平衡。试验时首先在管节轴向施加正常运营时的最低轴压荷载,然后在接头位置垂直管节轴向逐级施加竖向剪切荷载,以测试每级竖向荷载下接头竖向相对位移、钢剪力键齿应变。试验结果表明:管节接头各组剪力键竖向位移不相同,右侧竖向位移大于左侧;同组剪力键相对键齿上的剪切应力分布不对称,键齿间接触面发生了6 mm水平向偏移。各组剪力键分担的剪切荷载与其钢键齿和齿间橡胶支座的刚度有关,并非设计时预想的平均分配。     

天津海河沉管隧道工程水中管段对接的检测研究

管段的水中对接是沉管隧道施工的重要环节,对其进行实时检测显得尤为重要。通过应用水面GPS技术、水下声纳技术、潜水员水下探摸、水下电视摄像及其综合分析,对天津海河沉管隧道工程的管段在沉放对接前、对接后及锁定回填后的施工状况进行了质量检测,及时展示了工程施工现况并做出相应施工效果评价。     

上海外环隧道沉管管段制作混凝土裂缝的控制

上海外环隧道工程采用沉管法施工，江中沉管段分为7节管段，管段为现浇钢筋混凝土结构。本文叙述了管段制作中，防止大体积混凝土裂缝的主要控制措施，经施工实践证明是成功的。     

西康高速公路秦岭终南山特长隧道消防系统设计总体构思

西康高速公路秦岭终南山特长隧道是我国目前在建最长的双洞公路隧道,单洞长18.02 km.介绍了其消防设计的总体构思,包括防灾救援原则、防灾救援措施、消防系统组合、报警和消防设施、隧道火灾时车流疏散、隧道灭火及救援、隧道消防供水系统、火灾预案等.     

隧道复合式路面动力响应影响因素的权重分析

为揭示车辆荷载作用下公路隧道复合式路面结构力学响应,依托实体工程开展现场试验,采用有限元软件建立三维有限元模型并进行模型精度验证,分析车辆荷载、路面结构尺寸以及材料参数对有仰拱和无仰拱的隧道复合式路面动力响应的影响。结果表明:隧道复合式路面混凝土面层最不利荷载位置为纵缝边缘中部,轴载和混凝土面层厚度对混凝土面层板板底拉应力、沥青层层底拉应变以及层间剪应力的影响较大,水平荷载和混凝土面层模量对各项动力响应指标的影响较小;普通复合式路面沥青面层动力响应隧道路面相差较小,混凝土面层板底拉应力分别为有仰拱的 5．99倍、无仰拱的 1．74倍。研究结果可为隧道复合式路面结构设计方法研究提供参考。     

上覆土层开挖对地铁隧道的影响分析与研究

以西安太华路立交改造工程上跨地铁四号线区间为例，通过工程类比、现场试验、理论计算及数值模拟等几种分析方法研究上覆土层开挖对地铁隧道所造成的影响。通过分析得出上覆土层开挖工况下地铁区间隧道的受力及变形状态，提出对应的工程措施减轻土体开挖对地铁隧道的影响，判断地铁结构的安全性和可靠性，为类似工程建设提供相关参考。主要得出以下结论:土层开挖卸载所引起盾构隧道变形主要为基底回弹上浮变形；土层开挖后隧道的抗浮问题需重点关注；几种分析方法所得到的结果有一定出入，但是大的变形趋势可以达到相互验证的目的；分层开挖对控制隧道变形具有重要的作用。     

长江科学院“智慧爆破创新团队”爆破开启襄阳鱼梁洲沉管出坞通道

正2021年8月11日,由长江科学院"智慧爆破创新团队"设计指导、湖北皓声爆破工程有限公司实施的襄阳市东西轴线道路工程鱼梁洲段西汊预制场坞门止水墙成功爆破拆除,这是继2020年10月东汊预制场坞门、东津对接端止水墙爆除后该团队取得的又一次成功爆破。至此,鱼梁洲东汊、西汊的沉管出坞入汉江通道顺利开启,为沉管浮运安装奠定了基础。襄阳市东西轴线道路工程鱼梁洲段由中交第二航务工程局有限公司承建,全长5.4 km,其中沉管共计10节、总长1011 m,经东汊、西汊两次下穿汉江,是襄阳看不见的地标性工程,也是华中地区首条沉管隧道及国内整体建设规模最大的内河沉管隧道,具有引领内河沉管隧道技术发展的重要意义。东汊和西汊沉管段均采用轴线干坞预制方案,沉管预制完成后,需首先拆除沉管出坞口的对接端支护结构,才能将沉管浮运出坞进入汉江进行安装。对接端支护结构由锁口钢管桩、塑性混凝土止水墙和基坑内钢/混凝土支撑组成,其中1.2m厚塑性混凝土止水墙爆破拆除至关重要,其紧连地连墙永久支护结构,距离待浮运沉管45m,距离暗埋段隧道主体结构仅9 m,最大拆除高度达27 m,是复杂环境下特殊的高耸薄墙。此外,工程地处一级水源地,水中长春鳊为国家一级保护动物。为确保爆破成功,既保证止水墙破碎坍塌、锁扣钢管桩底部内法兰螺栓断而不倒,又保证水中保护鱼类及周边建筑物的安全,"智慧爆破创新团队"多次专项研讨,对爆破孔位、钻孔孔径、装药结构及起爆网路等参数进行精细设计,     

滑模在高速公路连拱隧道中隔墙施工中的应用

高速公路连拱隧道中隔墙是整个连拱隧道结构稳定的关键，是连拱隧道最重要的结构体，它对围岩的支撑稳定具有非常重要的作用。对连拱隧道中隔墙采用滑模连续浇筑施工技术进行总结分析，结合马草坡隧道实例主要研究了中隔墙滑模施工中的测量放线、滑模定位移动、混凝土浇筑及养护等。