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盾构隧道纵向等效抗扭刚度与抗扭性能研究
被引量：
1
1
作者
刘颖彬
廖少明
+4 位作者
刘孟波
陈立生
徐伟忠
华建雄
刘浩
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期2220-2232,共13页
盾构隧道因具有拼接特性,在非对称外荷载作用下易产生纵向不均匀扭转。过量的不均匀扭转将导致管片和螺栓产生较大应力和变形,并发生环缝错位和轨道倾斜,严重影响隧道安全,但目前工程界对隧道扭转问题的认识和关注仍不足。为研究盾构隧...
盾构隧道因具有拼接特性,在非对称外荷载作用下易产生纵向不均匀扭转。过量的不均匀扭转将导致管片和螺栓产生较大应力和变形,并发生环缝错位和轨道倾斜,严重影响隧道安全,但目前工程界对隧道扭转问题的认识和关注仍不足。为研究盾构隧道纵向抗扭性能,首先,基于等效连续化模型和力平衡方程,推导不同受力组合状态下的盾构隧道纵向等效抗扭刚度计算方法;其次,将抗扭刚度的解析解与有限元模拟结果进行对比,验证提出的抗扭刚度解析方法的有效性。最后,分析管片厚径比、宽径比、螺栓剪切长度以及隧道纵向轴力和弯矩等对抗扭刚度的影响,并给出隧道自抗扭临界荷载(N0,M0)包络图。研究结果表明:隧道纵向抗扭刚度有效率随着管片厚度与直径之比增大而减小,而随着管片环宽与直径之比增大而增大;盾构隧道纵向抗扭刚度有效率随着螺栓的等效剪切长度增大而减小;螺栓等效剪切长度仅影响环缝的扭转变形,而对接缝中性轴、扭转中心位置等没有影响;盾构隧道纵向抗扭刚度有效率随着压扭比或弯扭比增大而增大。设计中控制合理的压扭比与弯扭比对隧道抗扭十分重要。建议将螺栓增大预紧力或采用预应力管片结构视为提升盾构隧道抗扭性能的有效措施。
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关键词
盾构隧道
不
均匀
扭转
纵向抗扭刚度
等效连续化模型
抗扭性能
下载PDF
职称材料
刚性开口薄壁钢构件的不均匀扭曲
被引量：
1
2
作者
Bronislaw Gosowski
《钢结构》
2008年第2期85-85,共1页
对于具有恒定开口横截面,沿长度方向用横肋加强的薄壁结构构件,当处在连续不均匀扭曲、或放置于winkler弹性流动介质中时,可以根据平衡的微分方程建立一般的解决方法。对于一般的情况,方程可通过拉普拉斯变换获得,以一个封闭的广义函数...
对于具有恒定开口横截面,沿长度方向用横肋加强的薄壁结构构件,当处在连续不均匀扭曲、或放置于winkler弹性流动介质中时,可以根据平衡的微分方程建立一般的解决方法。对于一般的情况,方程可通过拉普拉斯变换获得,以一个封闭的广义函数的形式获得解决方法,包括非均匀扭曲位移内力及其沿构件长度方向的影响线。对于单跨和连续Ⅰ型截面构件,评估了加强肋(横肋和环形肋)对约束扭曲位移和内力及影响线的作用。为了验证加强构件的理论模型,对沿长度用横肋和环形肋加强的Ⅰ截面构件进行了试验,讨论了其非均匀扭曲试验的结果。试验结果证实,当横肋直接加在Ⅰ截面翼缘上时,由于翼缘的变形,加强效果很差。这种变形很容易消除,通过改进,把横肋加到腹板上即可。通过改进横肋的方法可以有效地加强开口的薄壁构件,加强的效果类似于环形肋加强的效果。
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关键词
钢结构
薄壁连续构件
开口横截面
不
均匀
扭转
连续和节点支撑
横肋
嵌板
分步积分
模型试验
下载PDF
职称材料
题名
盾构隧道纵向等效抗扭刚度与抗扭性能研究
被引量：
1
1
作者
刘颖彬
廖少明
刘孟波
陈立生
徐伟忠
华建雄
刘浩
机构
同济大学地下建筑与工程系
上海城建市政工程(集团)有限公司
济南轨道交通集团有限公司
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期2220-2232,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(52090082)
中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(22120210428)
中华人民共和国住房和城乡建设部基金资助项目(2020-K-142)。
文摘
盾构隧道因具有拼接特性,在非对称外荷载作用下易产生纵向不均匀扭转。过量的不均匀扭转将导致管片和螺栓产生较大应力和变形,并发生环缝错位和轨道倾斜,严重影响隧道安全,但目前工程界对隧道扭转问题的认识和关注仍不足。为研究盾构隧道纵向抗扭性能,首先,基于等效连续化模型和力平衡方程,推导不同受力组合状态下的盾构隧道纵向等效抗扭刚度计算方法;其次,将抗扭刚度的解析解与有限元模拟结果进行对比,验证提出的抗扭刚度解析方法的有效性。最后,分析管片厚径比、宽径比、螺栓剪切长度以及隧道纵向轴力和弯矩等对抗扭刚度的影响,并给出隧道自抗扭临界荷载(N0,M0)包络图。研究结果表明:隧道纵向抗扭刚度有效率随着管片厚度与直径之比增大而减小,而随着管片环宽与直径之比增大而增大;盾构隧道纵向抗扭刚度有效率随着螺栓的等效剪切长度增大而减小;螺栓等效剪切长度仅影响环缝的扭转变形,而对接缝中性轴、扭转中心位置等没有影响;盾构隧道纵向抗扭刚度有效率随着压扭比或弯扭比增大而增大。设计中控制合理的压扭比与弯扭比对隧道抗扭十分重要。建议将螺栓增大预紧力或采用预应力管片结构视为提升盾构隧道抗扭性能的有效措施。
关键词
盾构隧道
不
均匀
扭转
纵向抗扭刚度
等效连续化模型
抗扭性能
Keywords
shield tunneling
uneven cross-section torsion
longitudinal torsional stiffness
equivalent continuous model
torsional performance
分类号
TU93 [建筑科学—结构工程]
下载PDF
职称材料
题名
刚性开口薄壁钢构件的不均匀扭曲
被引量：
1
2
作者
Bronislaw Gosowski
出处
《钢结构》
2008年第2期85-85,共1页
文摘
对于具有恒定开口横截面,沿长度方向用横肋加强的薄壁结构构件,当处在连续不均匀扭曲、或放置于winkler弹性流动介质中时,可以根据平衡的微分方程建立一般的解决方法。对于一般的情况,方程可通过拉普拉斯变换获得,以一个封闭的广义函数的形式获得解决方法,包括非均匀扭曲位移内力及其沿构件长度方向的影响线。对于单跨和连续Ⅰ型截面构件,评估了加强肋(横肋和环形肋)对约束扭曲位移和内力及影响线的作用。为了验证加强构件的理论模型,对沿长度用横肋和环形肋加强的Ⅰ截面构件进行了试验,讨论了其非均匀扭曲试验的结果。试验结果证实,当横肋直接加在Ⅰ截面翼缘上时,由于翼缘的变形,加强效果很差。这种变形很容易消除,通过改进,把横肋加到腹板上即可。通过改进横肋的方法可以有效地加强开口的薄壁构件,加强的效果类似于环形肋加强的效果。
关键词
钢结构
薄壁连续构件
开口横截面
不
均匀
扭转
连续和节点支撑
横肋
嵌板
分步积分
模型试验
Keywords
Steel structure
Thin-walled continuous member
Open cross-section
Non-uniform （warping） torsion
Continuous and point bracing
Transversal rib
Batten plate
Distribution calculus
Model testing
分类号
TU391 [建筑科学—结构工程]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
盾构隧道纵向等效抗扭刚度与抗扭性能研究
刘颖彬
廖少明
刘孟波
陈立生
徐伟忠
华建雄
刘浩
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
2
刚性开口薄壁钢构件的不均匀扭曲
Bronislaw Gosowski
《钢结构》
2008
1
下载PDF
职称材料
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