防水密封垫布置方式对管片接头的力学影响分析

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2019.11.006

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隧道建设（中英文） ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (11): 1790-.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2019.11.006

防水密封垫布置方式对管片接头的力学影响分析

张建刚¹，孟庆明²，李围³，何川^{4， *}

(1. 山东农业大学水利土木工程学院，山东泰安 271018； 2. 中国电建集团铁路建设有限公司，北京 100044； 3. 深圳市地铁集团有限公司，广东深圳 518026； 4. 西南交通大学交通隧道工程教育部重点试验室，四川成都 610031)

收稿日期:2019-07-08 出版日期:2019-11-20 发布日期:2020-04-04
作者简介:张建刚（1974—），男，山东郓城人，2008年毕业于西南交通大学，桥梁与隧道工程专业，博士，副教授，现从事盾构隧道结构理论的研究与教学工作。
基金资助:
国家自然科学基金（U1734205）；中国电建集团重大项目（DJ-ZDZX-2017-23）；山东农业大学青年科技创新基金（23670）

Mechanical Analysis of Segment Joints with Different Arrangement of Waterproof Sealing Gaskets

ZHANG Jiangang^1, MENG Qingming^2, LI Wei³, HE Chuan^4,*

(1. College of Water Conservancy and Civil Engineering, Shandong Agricultural University, Tai′an 271018,  Shandong, China; 2. PowerChina Railway Construction Co., Ltd., Beijing 100044, China; 3. Shenzhen Metro Group Co., Ltd., Shenzhen 518026, Guangdong, China; 4. Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering, Ministry of Education, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, Sichuan, China)

Received:2019-07-08 Online:2019-11-20 Published:2020-04-04

摘要/Abstract

摘要：

为实现管片接头的受力和接缝防水共赢，利用可模拟复杂接头特性的管片接头力学模型，分析不同位置、不同宽度、不同数量的密封垫对管片接头的力学影响，并探讨兼顾管片接头受力与密封垫防水的接头设计，给出相应改进建议。研究表明： 1)对于软弱地层的管片接头，密封垫靠近接缝面中部布置可以使管片接头保持较高的抗弯刚度，降低接头混凝土压溃和螺栓受拉屈服的风险，确保管片接头的受力安全，并具有良好的接缝防水能力； 2)对于硬质地层的管片接头，其密封垫靠近接缝面边缘布置或采用大宽度密封垫，并配合采用改进接缝面接触方式和改善螺栓材质等综合措施，可达到同时降低接头抗弯刚度、确保接头安全、提高接缝防水的目的。

关键词: 盾构隧道, 管片接头, 弹性密封垫, 接缝防水, 力学分析

Abstract:

The mechanical model of segment joint, which can simulate the characteristics of complex joints, is used to analyze the mechanical effects of different positions, sizes and numbers of sealing gaskets on segment joint. The design of joints considering the stress of segment joint and waterproofing of sealing gaskets is discussed, and the corresponding improvement suggestions are given. The study results show that: (1) For the segment joint in weak stratum, the segment joint can hold a high bending stiffness, the risk of concrete collapse and bolt yield can be reduced, the mechanical safety of segment joint can be guaranteed, and the joint waterproofing performance can be improved by arrange the sealing gasket close to the middle of joint surface. (2) For segment joint in hard stratum, to achieve the same effects, the sealing gasket should be arranged close to the edge of joint surface, or the sealing gasket with largewidth should be adopted, and the joint surface contact mode and bolt material should be improved.

Key words: shield tunnel, , segment joint, , elastic sealing gasket, , joint waterproofing, mechanical analysis

中图分类号:

U 451+4

张建刚，孟庆明，李围，何川. 防水密封垫布置方式对管片接头的力学影响分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(11): 1790-.

ZHANG Jiangang, MENG Qingming, LI Wei, HE Chuan. Mechanical Analysis of Segment Joints with Different Arrangement of Waterproof Sealing Gaskets[J]. Tunnel Construction, 2019, 39(11): 1790-.

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