地基差异沉降对预制拼装综合管廊结构影响——以平潭综合实验区地下综合管廊干线工程为例

为了解地基发生不均匀沉降时预制管廊结构的受力变形规律,依托平潭某预制拼装综合管廊工程,以典型的双舱、三舱预制拼装综合管廊结构为例,采用PLAXIS 3D岩土有限元程序建立15节预制管节纵向连接而成的管廊节段与地层相互作用三维数值模型,研究水位下降、土体固结沉降对预制拼装管廊结构受力变形特性的影响。结果表明,由于管廊结构与土体之间存在较大的刚度差异,土体沉降变形过程中与管廊发生相对位移,对管廊两侧产生剪切作用;差异沉降影响下管廊局部表面可能发生拉裂破坏,预应力筋轴力的增大幅度较小;土体沉降引起的管廊变形和受力与埋深、土质、管节自身等多种因素有关,应严格控制管廊所处区域的地面超载、降水等作用,若遇软土地基或不均匀地基,应加固处理。     

预制槽型拼装混凝土综合管廊整体结构受力性能分析

基于ABAQUS软件,建立了考虑预制构造影响的双舱预制槽型拼装综合管廊整体结构受力性能有限元分析模型,并基于顶部水平荷载试验结果验证了该有限元分析模型的合理性。在此基础上,进一步开展了双舱预制槽型拼装混凝土综合管廊整体结构在环向荷载作用下的受力性能分析。结果表明:在环向荷载作用下,双舱预制槽型拼装混凝土综合管廊的最终破坏形态为侧壁和顶板的跨中部位发生受弯破坏,具体表现为跨中部位的混凝土压碎、钢筋受拉屈服;结构的极限承载力为438.5kN/m,达到荷载设计值的1.8倍,具有较高的安全余量。     

预制拼装综合管廊纵向拼缝抗震性能分析

随着综合管廊的大规模建设以及绿色建造技术的发展,综合管廊预制拼装技术得到广泛应用。根据大量震害实例,预制拼装综合管廊的纵向拼缝通常为其薄弱部位。本文以盐城市东进路东延地下管廊工程中的预制拼装管廊为例,运用反应位移法,对纵向拼缝的抗震性能进行了分析。发现纵向拼缝在横向地震位移作用下的变形以剪切错动为主,最大变形量能够满足设计要求。表明在低烈度的地震作用下预制拼装综合管廊具有较好的抗震性能,对于高烈度的地震需进一步研究。     

装配式多舱综合管廊预应力施工技术研究

本文介绍了一种上下分体式预制多舱管廊预应力施工工艺,多舱综合竖向连接采用了12根高强PC钢棒,通过试验及理论计算,确定不同直径的PC钢棒张拉应力大小和张拉顺序。多舱综合纵向连接采用了8根预应力钢绞线,通过试安装和理论计算,形成更加高效的预应力施工方法,通过预制管廊底部与基坑摩擦力、遇水膨胀胶条的压缩量来计算预应力的大小,确保节段管廊之间的防水效果,同时保障了整节管廊的强度、防水、精度等质量要求,还加快了整体工程进度,降低了施工成本,提升了装配式多舱综合管廊的安装效率,有效助力了市政装配式产业的高质量发展。     

上海世博园区预制预应力综合管廊施工监测与分析

以2010年上海世博会园区预制预应力综合管廊工程为背景,对预制预应力综合管廊吊装、拼装、填土等主要施工环节进行了现场监测,监测结果表明:螺栓紧固力达到设计要求,管节纵向接头拼缝处遇水膨胀橡胶条压密;预制预应力综合管廊在施工全过程中主体结构的变形和截面应力均较小,结构处于弹性工作状态,在施工阶段是安全的.填土施工完成后进行了防水检验,检验结果表明预制预应力综合管廊接头具有良好的防水性能.     

横向接头对四舱综合管廊力学性能影响

整体运输大断面预制拼装综合管廊时,因结构尺寸与重量受限,需对其进行横向分块处理。在拼装时采用新型横向接头"环氧胶黏贴+钢筋骨架钢板焊接接头"对其快速拼装,以达到快速施工减少二次污染的目的。因此,需要与无横向接头廊体力学性能对比,从而判断新型横向接头的可行性。以某综合管廊工程为依托,利用有限元软件将应用2种横向接头的廊体与无横向接头的廊体进行有限元建模,并对3种廊体在2种极限状态荷载组合下的受力情况,并与1∶1的足尺模型试验结果进行对比。结果表明,2种横向接头与无接头廊体在裂缝特性,混凝土最大拉、压应力,钢筋最大拉、压应力数值上相差较小,2种横向接头型式均满足规范要求。     

预制多舱综合管廊抗不均匀沉降比例模型试验研究

采用"环氧胶黏贴+螺旋钢筋骨架钢板焊接接头"的连接形式来替代传统的横向预应力连接,以图解决大断面预制拼装工业化制造,单个构件的尺寸和重量受运输条件限制的难题,从而达到快速施工目标。以某预制拼装综合管廊工程为依托,通过现场制作1:4比例模型,模拟不良地质条件下廊体的荷载-沉降位移变化,从节段拼装长度不同和预应力损失变化两个方面,对四舱室大断面预制管廊通过软弱地层时的力学性能进行试验,考察其抗不均匀沉降性能是否符合规范要求。结果表明:12.5m和25m两种节段拼装长度均表现出适应不良地质不均匀沉降的良好能力,随着长期纵向预应力损失的增大,荷载-沉降位移与应力增幅也变大,一旦变形超限可造成管廊裂缝形成或接头损坏,从而影响管廊结构的耐久性。     

装配式上下分体节段管廊的厂内生产钢模板设计研究

预制装配式管廊已经开始运用,且预制装配的形式多样,有叠合板+现浇管廊、节段预制拼装管廊、有上下分体节段拼装管廊等,但目前的断面形式仍停留在小断面或单舱、双舱的管廊。由于城市发展,必须解决多舱大断面管廊的预制装配问题。本文以广州市天河智慧城地下综合管廊的预制生产为依托,研究混凝土大构件整体模板的设计、仿真计算以及结构预埋件等与模板的一体化设计。解决了多舱大断面管廊的预制生产的模板设计方案等难题,推动了预制管廊的快速生产和预制。     

软弱土层下预制拼装综合管廊受力性能分析

基于ANSYS软件,建立了考虑土-结构共同工作的预制拼装混凝土综合管廊有限元分析模型,并在此基础上开展了预制拼装综合管廊在软弱土层下的受力性能参数分析,主要分析参数为软弱土层弹性模量。结果表明:软弱土层弹性模量减小会加剧管廊的不均匀沉降,沉降变形量与软弱土层弹性模量的关系函数可近似简化为对数函数;软弱土层对管廊结构的纵横向内力影响较大,当软弱土层的弹性模量降为周围非软弱土层弹性模量的17%时,可使侧壁底部截面横向弯矩减小31.9%或增大19.7%,使纵向弯矩达到该截面开裂弯矩的25%。     

超重荷载下地下综合管廊受力变形模拟研究

为了解地下综合管廊在超重交通荷载作用下的受力变形特性,基于湖南某综合管廊实体工程,通过有限元分析软件ABAQUS进行了数值模拟,研究了二维工况下重型车辆荷载以垂直走向通过综合管廊结构时结构的受力和构件位移特征。结果表明,超重荷载对管廊结构产生较为明显的竖向位移,超重荷载对结构整体、分隔墙、综合舱顶板竖向位移有明显的影响,研究结论可为今后管廊的建设运营及维护提供参考价值。     

管廊接头变形对接头防渗性能的影响

针对地下综合管廊渗漏规律不明确的现状，文中建立有限差分模型，首先对相邻两节段管廊施加荷载，对比分析单舱、双舱、三舱管廊在不同接头构造下、不同止水橡胶垫初始应力情况下，管廊接头渗漏的临界转角规律。结果表明，无论预应力钢筋连接还是螺栓连接，单舱、双舱、三舱管廊的连接处转角都与荷载成正比例关系，且预应力钢筋连接比螺栓连接防水性能好。沉降缝处的转角也与荷载成正比例关系，并且防水性能主要取决于止水橡胶垫的初始应力，与管片结构刚度关系不大。最后，以上海某隧道实际沉降数据为依据，研究管廊在不同沉降阶段止水橡胶垫和接头螺栓的受力，分析管廊沉降破坏模式。     

不同方向地震波作用下单舱管廊抗震性能分析

利用时程分析法,基于有限元计算方法对砂土地区单舱管廊结构进行横向、竖向、纵向抗震计算,分析了在不同方向地震波输入下单舱管廊的受力响应特征。分析结果表明,在不同方向地震波输入下单舱管廊具有不同的破坏程度,其中对砂土地区单舱管廊影响较大的地震波是横向地震波。同时可以得出,单舱管廊结构在地震波作用下角点处易发生破坏。     

我国预制拼装综合管廊结构体系发展现状与展望

预制拼装综合管廊施工效率高、质量易于控制,可有效缩短现场施工周期、降低综合建造成本。针对目前工程中4类典型的预制拼装综合管廊结构体系(即整舱预制拼装综合管廊、叠合板式拼装综合管廊、预制板式拼装综合管廊和预制槽型拼装综合管廊),较为系统地介绍了其构造特点与适用范围。在此基础上,梳理了我国预制拼装综合管廊的结构设计方法与工程应用情况,并对今后我国预制拼装综合管廊结构的研究与应用做出展望。     

预制板式拼装混凝土综合管廊整体结构受力性能分析

预制混凝土板式拼装综合管廊由预制混凝土底板、壁板和顶板组成,其中壁板与底板通过套筒灌浆连接,壁板与顶板通过现浇混凝土节点核心区连接。针对该预制混凝土板式拼装综合管廊,建立了预制混凝土板式拼装综合管廊的非线性有限元分析模型,并通过试验验证了该模型的合理性。在此基础上,开展了预制混凝土板式拼装综合管廊整体结构的有限元参数分析,分析主要包括有无腋角、底板预制或现浇的构造形式、侧壁与底板拼缝位置等。结果表明:腋角可以显著提高试件的极限承载力,提高约13%,开裂前腋角对试件刚度的影响不大,开裂后腋角的存在会增加试件的刚度;与底板预制试件相比,底板现浇试件的承载能力降低了 27%,开裂前不同预制构造试件的刚度差别不大;开裂后,底板现浇试件的刚度明显低于底板预制试件;侧壁与底板拼缝位置的改变对综合管廊整体结构的受力性能影响不大,极限承载力相差不超过8%。     

基于ABAQUS的某地下综合管廊主体结构受力性能分析

针对郑州市某地下与下沉道路一体化构建且含梁柱结构的综合管廊实际工程,考虑各种工况的荷载组合,采用有限元软件ABAQUS对所设计的综合管廊主体结构整体及相关构件进行受力性能分析。结果表明:结构整体变形及构件挠度较小,满足正常使用要求;结构多处混凝土的最大拉应力超过了轴心抗拉强度标准值;荷载工况1-1和工况2作用下结构顶板和框架柱节点处于最不利受力状态,该处框架柱混凝土压应力大于设计强度,说明原设计该节点不满足设计要求;钢筋的最大应力均小于设计强度。根据分析结果,建议增大顶板和框架柱节点处腋板的尺寸,以保证管廊的安全性,为此类综合管廊的设计和施工提供参考。     

某明挖综合管廊结构预制拼装设计与施工

为提高预制拼装结构耐久性,并为大断面分块预制拼装结构的设计与施工做铺垫,以某软土地区明挖预制拼装管廊为例,介绍一种平口接头的新型预应力预制拼装结构,接缝防水采用三元乙丙橡胶垫。同时,还论述了适应于本预制拼装技术的施工工艺要点,及现场足尺拼装试验及水密性试验结果。结果表明,本工法接头可靠,具有较好的防水性能,可操作性强,可有效指导预制拼装综合管廊设计与施工,并且关键技术可在其他明挖地下结构如明挖隧道预制拼装中应用。     

预制拼装综合管廊接头的容许差异沉降分析

在对预制拼装综合管廊进行容许差异沉降分析时,需要考虑土方回填和接头的影响。为此,采用数值模拟方法,对现浇式管廊和两种接头（平口和企口）类型的预制拼装管廊进行建模。并考虑回填过程的影响,分析在多种工况下现浇式管廊和预制拼装管廊两种接头的受力性能。在此基础上,通过逐步加大差异沉降进行计算,分别考虑最大拉应力和最大弯矩两个评价指标,判断管廊接头的适用性与安全性。研究结果表明：在车辆荷载下,管廊接头的沉降量大于GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》给定的预警值20cm;在相同工况下,现浇式管廊、平口预应力和企口预应力拼装管廊计算得到的沉降量基本相同;预制拼装管廊接头部位的受力性能与无接头的现浇式管廊基本相同,应力相差在20%以内;对于企口预应力拼装管廊接头,承口端更易发生失效;提出了管廊差异沉降的划分标准,分为3个等级,并进而确定了各等级对应的容许差异沉降。     

预制拼装管廊防水技术研究

近年来,随着绿色、优质、创新理念的提出和发展,现浇地下管廊逐步暴露出一些不足,预制拼装管廊在管廊中的占比稳步增高.地下管廊作为地下工程,其防水做法一直是人们关注的焦点,而作为具有更多拼缝和接头的预制拼装管廊,其防水问题更是重中之重,防水技术的突破一直是预制拼装管廊急需解决的问题.依托青岛新机场工程预制拼装管廊对所研制的预制拼装管廊进行防水研究,并结合ABAQUS有限元软件对膨胀止水条进行了试验和模拟,对预制拼装管廊的防水技术进行了较为深入研究,对管廊企口进行了重点研究,在一定程度上解决了预制拼装管廊的防水问题.     

某综合管廊受力性能分析

通过ANSYS建模,分析ANSYS对预制预应力综合管廊受力性能模拟的可行性.讨论圆形截面考虑土一结共同工作时的受力性能,对结构设计提供建议.讨论了影响预制预应力综合管廊受力性能土的弹性模量,并从结构沉降,混凝土应力等多个方面评价其对综合管廊受力的影响.     

城市地下综合管廊抗震措施研究

城市地下综合管廊是保障城市正常运行的重要基础设施和生命线工程,一旦遭受地震破坏,将给社会带来巨大灾害和经济损失,因此应充分考虑抗震问题,采取有效的抗震措施,提高结构的整体抗震能力。以湖北省黄石市大冶湖生态核心区地下综合管廊PPP项目为例,针对该工程管廊采用预制拼装工艺及抗震要求,介绍和总结了所采取的地下管廊结构抗震具体施工措施:预制管廊本体表面抗震构造措施、预制管廊节段间抗震缝构造措施、纵向管廊与竖向进出口连接缝抗震构造措施、管廊内管道抗震构造措施,以期为类似项目施工提供借鉴。