钢筋混凝土直螺栓管片接头抗弯极限承载力的简化计算模型

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2017.01.003

隧道建设（中英文） ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (1): 18-23.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2017.01.003

钢筋混凝土直螺栓管片接头抗弯极限承载力的简化计算模型

李守巨¹, 刘军豪¹, 上官子昌², 于申^1

(1. 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连 116024；2. 大连海洋大学海洋与土木工程学院，辽宁大连 116023)

收稿日期:2016-04-11 修回日期:2016-06-30 出版日期:2017-01-20 发布日期:2017-01-24
作者简介:李守巨（1960—），男，辽宁沈阳人，1986年毕业于中国矿业学院，矿山建筑工程专业，博士，教授，主要从事计算力学及混凝土结构的教学与科研工作。Email： lishouju@dlut.edu.cn。
基金资助:
国家重点基础研究发展计划资助项目（2015CB057804）；工业装备结构分析国家重点实验室开放基金资助项目（S14206）

Simplified Computing Models for Ultimate Flexural Capacity of Reinforced Concrete Segment Joints Strengthened by Straight Bolts

LI Shouju¹, LIU Junhao¹, SHANGGUAN Zichang², YU Shen¹

(1. State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment, Dalian University of Technology,  Dalian 116024, Liaoning, China; 2. College of Ocean and Civil Engineering, Dalian Ocean University, Dalian 116023, Liaoning, China)

Received:2016-04-11 Revised:2016-06-30 Online:2017-01-20 Published:2017-01-24

摘要/Abstract

摘要：

为了研究盾构隧道混凝土管片中轴力对接头极限弯矩的影响，将螺栓连接的混凝土管片接头简化成梁模型，建立混凝土管片接头极限承载力的计算模型。基于弯矩作用下管片接头截面平面变形假定，推导管片接头截面力平衡和弯矩平衡表达式，建立受拉区螺栓应力与受压区高度和混凝土极限应变之间的关系。以北京地铁隧道和上海地铁隧道管片为例，分析轴力对混凝土管片接头极限承载力的影响，并研究管片接头的破坏方式。研究表明，地铁隧道管片接头的极限承载力随着轴力的增加而增加，将解析模型计算结果与有限元模型结果进行对比，验证了所提出计算模型的准确性。

关键词: 盾构隧道, 极限弯矩, 螺栓, 混凝土管片, 极限承载力

Abstract:

In order to study the influence of axial force of concrete segment of shield tunnel on ultimate bending moment of segment joint, the concrete segment joint strengthened by straight bolts is simplified as a beam model; and then the computing model for ultimate flexural capacity of reinforced concrete segment is proposed. The equations for force equilibrium and moment equilibrium of segment joint crosssection are derived; and the relationship between bolt stress in tensile zone and ultimate strain of concrete and that between height of compression zone and the ultimate strain of concrete are established based on assumption of plane deformation of segment crossssection under the action of bending moment. In case studies, the influence of axial force of concrete segment on ultimate bearing capacity of concrete segment and the broken modes of segment joints are studied. The study results show that the ultimate bearing capacity of segment joint increases with axial force of segment increases. The feasibility of the proposed computing model is verified by comparison between the study results and finite element simulation results.

Key words: shield tunnel, ultimate bending moment, bolt, concrete segment, ultimate bearing capacity

中图分类号:

U 45

李守巨, 刘军豪, 上官子昌, 于申. 钢筋混凝土直螺栓管片接头抗弯极限承载力的简化计算模型[J]. 隧道建设, 2017, 37(1): 18-23.

LI Shouju, LIU Junhao, SHANGGUAN Zichang, YU Shen. Simplified Computing Models for Ultimate Flexural Capacity of Reinforced Concrete Segment Joints Strengthened by Straight Bolts[J]. Tunnel Construction, 2017, 37(1): 18-23.

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钢筋混凝土直螺栓管片接头抗弯极限承载力的简化计算模型

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