考虑收敛变形的通缝拼装盾构隧道纵向等效抗弯刚度计算分析

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2015.02.002

隧道建设（中英文） ›› 2015, Vol. 35 ›› Issue (2): 108-114.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2015.02.002

考虑收敛变形的通缝拼装盾构隧道纵向等效抗弯刚度计算分析

李成强¹，郭冰²，李明宇³，王志良⁴

（1. 中铁工程设计咨询集团有限公司交通分院，河南郑州 450000； 2. 河南东龙控股有限公司，河南郑州 450046； 3. 郑州大学土木工程学院，河南郑州 450001； 4. 昆明理工大学土木工程学院，云南昆明 650500）

收稿日期:2014-10-20 修回日期:2014-11-20 出版日期:2015-02-20 发布日期:2015-02-11
作者简介:李成强(1981— )，男，河南郑州人，2004年毕业于郑州大学，土木工程专业，本科，工程师，从事桥梁和隧道设计理论研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金项目（50978235）

Computational Analysis on Longitudinal Equivalent Stiffness of Shield Tunnel with Straight Joints Considering Convergence Deformation

LI Chengqiang¹, GUO Bing², LI Mingyu³, WANG Zhiliang⁴

(1. Traffic Branch, China Railway Engineering Consulting Group Co., Ltd., Zhengzhou 450000, Henan, China; 2. Henan East Dragon Holdings Co., Ltd., Zhengzhou 450046, Henan, China; 3. School of Civil Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, Henan, China; 4. School of Civil Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, Yunnan, China)

Received:2014-10-20 Revised:2014-11-20 Online:2015-02-20 Published:2015-02-11

摘要/Abstract

摘要：

为了研究运营地铁通缝拼装盾构隧道长期沉降过程中衬砌结构横向变形对其纵向变形和受力的影响，基于上海轨道交通8号线西藏北路站—中兴路站运营盾构隧道现场试验监测数据，对等效连续化模型进行修正，考虑隧道收敛变形对结构纵向变形的影响，并将该计算方法与现有计算方法进行对比分析。结果表明： 1）弯曲状态下，环缝位置不考虑剪切作用时，随着隧道收敛变形的增加，拱底环缝张开量最大值、管片拉压应力和螺栓拉应力均略有减小。2）结构纵向变形曲率半径越小，隧道收敛变形对其影响越显著。3）在大曲率半径隧道结构纵向变形状态下，隧道收敛变形对结构纵向变形的影响可以忽略；不考虑轴向拉伸导致结构纵向变形条件下，结构弯曲导致的拱底环缝张开量较小。

关键词: 盾构隧道, 收敛变形, 纵向变形, 等效弯曲刚度, 椭圆方程

Abstract:

The shieldbored tunnel from North Tibet Road Station to Zhongxing Road Station on No. 8 Line of Shanghai Metro has straight segments joints. In the paper, the deformation of the lining structure of the shieldbored tunnel is monitored, the equivalent continuous model is modified, the influence of the tunnel convergence deformation on the longitudinal deformation of the lining structure is considered, and comparison and contrast is made between the calculation method with consideration of the convergence deformation and the existing calculation methods, so as to study the influence of the transverse deformation of the lining structure on the longitudinal deformation and stress of the lining structure during the operation of the Metro system. The results show that: 1) Under bending conditions, the maximum opening of the ring joints at the invert, the tensile stress and compression stress of the segments and the tensile stress of the bolts decrease as the tunnel convergence deformation increases, without considering the shear at the ring joints. 2) The influence of the tunnel convergence deformation on the lining structure increases as the curve radius decreases. 3) Under the condition of the longitudinal deformation of the tunnel structure with large curvature radius, the influence of the tunnel convergence deformation on the longitudinal deformation of the lining structure can be ignored; Without considering the longitudinal deformation of the lining structure induced by axial tensioning, the opening of the ring joints at the invert caused by the structure curvature is small .

Key words: shieldbored tunnel, convergence deformation, longitudinal deformation, equivalent bending stiffness, elliptic equation

中图分类号:

U 459.3

李成强，郭冰，李明宇，王志良. 考虑收敛变形的通缝拼装盾构隧道纵向等效抗弯刚度计算分析[J]. 隧道建设, 2015, 35(2): 108-114.

LI Chengqiang, GUO Bing, LI Mingyu, WANG Zhiliang. Computational Analysis on Longitudinal Equivalent Stiffness of Shield Tunnel with Straight Joints Considering Convergence Deformation[J]. Tunnel Construction, 2015, 35(2): 108-114.

[1]	张力, 苏芮, 何川, 封坤, 方若全, 徐培凯. 纯压弯受力下大断面盾构隧道管片接头抗弯足尺试验研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 997-1003.
[2]	韩贇. 水下盾构隧道管片钻穿引起的涌水突泥治理技术研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 1049-1056.
[3]	张亚洲. 考虑密封垫表面工作状态的盾构隧道接缝防水能力数值模拟研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 813-820.
[4]	金跃郎, 丁文其, 肖明清, 孙文昊, 吴炜枫, 叶美锡, 涂新斌. 苏通GIL 综合管廊超高水压盾构隧道接缝防水性能试验研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(4): 538-544.
[5]	杜闯东, 张　杰, 吴乐斌. 以色列特拉维夫地铁红线先隧后站施工技术应用[J]. 隧道建设, 2020, 40(4): 562-568.
[6]	张稳军, 丁超, 张成平, 姜坤. 不同错台量对复合型密封垫影响及长期防水预测[J]. 隧道建设, 2020, 40(3): 337-345.
[7]	WANG Baiquan, PENG Tao, SHANG Wei, XIE Tao. Design and Application of Automatic Forming Module of Shield Tunneling Steel Cage′s Plane Mesh（盾构管片钢筋笼平面网片自动成型模块设计与应用）[J]. 隧道建设, 2020, 40(3): 444-451.
[8]	张稳军, 丁超, 张高乐, 王祎, 上官丹丹, 姜坤. 盾构隧道管片接缝复合型密封垫选型设计研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(2): 246-255.
[9]	朱瑶宏，高一民，董子博，柳献. 盾构法T接隧道结构受力足尺试验研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 9-18.
[10]	丁剑敏, 董子博, 莫振泽, 靳永福, 丁謇, 王乃龙 . 顶管法T接隧道现场试验研究分析 [J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 28-34.
[11]	桑运龙, 刘学增, 张强. 基于螺栓-凹凸榫连接的地铁盾构隧道管片环缝接头刚度分析及应用 [J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 19-27.
[12]	张勇, 马金荣, 陶祥令, 李阳. 地面堆载诱发下既有盾构隧道纵向变形的解析解 [J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 66-73.
[13]	叶飞, 韩鑫, 牛若飞, 赵汝亮. 基于纵向沉降曲线的黄土地层盾构土舱压力分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(S2): 53-59.
[14]	曹淞宇, 封坤, 刘迅, 肖明清, 李策, 孙文昊. 纵向力对盾构隧道管片结构内力分配机制的影响分析 ———以苏通GIL 电力管廊隧道工程为例[J]. 隧道建设, 2019, 39(S2): 154-162.
[15]	叶美锡, 丁文其, 陈俊伟, 金跃郎, 刘浩, 涂新斌. 盾构隧道管片接缝三元乙丙橡胶密封垫力学性能影响因素敏感度分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(S2): 200-206.

考虑收敛变形的通缝拼装盾构隧道纵向等效抗弯刚度计算分析

Computational Analysis on Longitudinal Equivalent Stiffness of Shield Tunnel with Straight Joints Considering Convergence Deformation

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价