裝配式鋼筋混凝土管型通道現(xiàn)場試驗及數(shù)值模擬研究.pdf

1、裝配式鋼筋混凝土管型通道作為一種新的地下通道結(jié)構(gòu)型式，具有工程質(zhì)量易于控制、施工速度快和成本造價低等優(yōu)點?？梢栽陬A(yù)制工廠及場地批量預(yù)制，然后運輸?shù)浆F(xiàn)場安裝即可。具有較為廣泛的應(yīng)用前景，安徽省將在六(安)武(漢)高速公路和泗(縣)宿(州)高速公路等工程中推廣應(yīng)用。 而國內(nèi)對多管片裝配式地下通道結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)的研究尚為空白，還沒有裝配式鋼筋混凝土管型通道的設(shè)計規(guī)范可供設(shè)計人員參考。當前可借鑒的工程經(jīng)驗較少，設(shè)計和施工方法還處于摸索階段

2、。 本文結(jié)合安徽省交通廳批準立項的《六(安)武(漢)高速公路裝配式大孔徑鋼筋混凝土管型通道關(guān)鍵技術(shù)研究》課題以及安徽省交通投資集團研究項目《淺埋裝配式鋼筋混凝土管型通道力學(xué)特性研究》，采用現(xiàn)場試驗、理論分析和數(shù)值模擬分析計算相結(jié)合的方法，對裝配式鋼筋混凝土管型通道的力學(xué)性能、抗震設(shè)計方法及施工工藝進行了系統(tǒng)而深入的研究，本文的主要研究內(nèi)容如下： (1)對裝配式鋼筋混凝土管型通道的動態(tài)施工過程進行了監(jiān)控，基于現(xiàn)場試驗實測數(shù)

3、據(jù)，研究了裝配式鋼筋混凝土管型通道在施工過程中土壓力、變形、應(yīng)力及基礎(chǔ)沉降等的分布與發(fā)展規(guī)律。 (2)以大型通用有限元程序ANSYS為平臺，提出了裝配式鋼筋混凝土管型通道的三維實體-接觸計算模型，運用“單元生死”功能模擬裝配式管型通道的吊裝、回填施工全過程。利用該模型分析了六(安)武(漢)高速公路上一座裝配式管型通道施工過程的變形及應(yīng)力分布情況，計算結(jié)果與現(xiàn)場試驗實測值進行了比較，證實了本文計算模型和計算結(jié)果的合理性。

4、(3)建立了某裝配式鋼筋混凝土斜交管型通道的空間有限元數(shù)值模型，模擬分析了裝配式斜交管型通道在車輛荷載作用下，不同斜交角時管型通道的變形大小，應(yīng)力大小及應(yīng)力分布情況。 (4)以安徽省泗(縣)宿(州)高速公路工程的某裝配式鋼筋混凝土管型通道為研究對象，考慮土與結(jié)構(gòu)的相互作用及管片接頭之間的擠壓摩擦作用，采用有限元數(shù)值模擬技術(shù)建立了該管型通道的二維有限元模型，分析研究了裝配式鋼筋混凝土管型通道管片接頭斷開位置確定、汽車荷載最不利布載

5、位置確定等關(guān)鍵性問題。 建立了該裝配式管型通道的三維，接觸有限元模型，計算了其應(yīng)力大小及應(yīng)力分布情況，并與二維有限元模型計算的結(jié)果進行了對比，計算分析表明二維有限元模型的計算結(jié)果與三維有限元的計算結(jié)果差別較小。 (5)在土體截斷邊界處施加粘彈性人工邊界.建立了泗(縣)宿(州)高速公路工程的某裝配式鋼筋混凝土管型通道的動力分析模型，采用時程分析方法，對其進行了非線性地震反應(yīng)分析。研究了在靜力荷載與水平向地震動荷載共同作用下