含横向接头四舱预制综合管廊力学及防水性能研究

发布时间：2020-06-11 11:32

【摘要】：为适应交通运输对预制管廊部件的尺寸与重量限制,要求大断面预制拼装综合管廊除进行纵向分块外,还需要进行横向分块。本文提出一种施工工艺简单的刚性横向连接形式,采用“环氧胶粘结+钢板焊接”的连接形式对廊体进行横向连接,以满足预制拼装及交通运输要求。即上下两半节廊体横向接头混凝土接触面间通过环氧树脂胶粘结,各腹板两侧通过预埋钢板焊接,形成整节廊体。本文以某预制拼装综合管廊工程项目为背景,拟定了工字钢横向接头及环形螺纹筋横向接头两种接头形式,并按照四舱设计断面形式,依据相关设计规范对廊体进行配筋计算。通过非线性有限元计算软件ABAQUS及现场足尺模型试验对含此横向接头四舱室预制综合管廊结构的相关力学及防水性能进行研究。目的是通过验证含此横向接头廊体力学性能及防水性能的可靠性,以验证此种横向接头的可行性。横向接头形式对廊体力学性能的影响分析结果表明:(1)含工字钢接头与含环形螺纹筋接头廊体均满足规范中正常使用极限状态以及承载能力极限状态的要求。(2)横向接头的存在导致接头位置处混凝土产生裂纹,工字钢接头混凝土裂纹宽度比环形螺纹筋接头混凝土稍大,但裂纹宽度均远小于规范限值,满足规范要求。(3)横向接头的存在对廊体大舱外侧壁中部承载能力有一定影响,对其他位置处承载能力影响可忽略。(4)横向接头的存在并未对廊体侧壁及顶底板变形造成较大程度的影响。(5)与工字钢接头相比,环形螺纹筋接头抗弯刚度均匀柔性好,更有利于结构受力。横向接头环氧树脂胶刚度退化对横向接头力学性能影响分析结果表明:(1)理论上随环氧胶刚度的退化,接头截面发生应力重分布。使得接头钢板及环氧树脂胶周围混凝土的应力增加,但在承载能力极限状态设计荷载组合作用下接头受力仍满足规范要求,且具有较大安全储备。接头的抗弯主要由钢板提供,只要钢板具有一定的有效面积,即可保证接头的受力安全。(2)随着环氧胶刚度的退化,横向接头截面整体抗弯刚度逐渐减小,导致接头横向位移增大,但影响较小,满足设计要求。足尺模型力学及防水试验结果表明:(1)两种接头均满足正常使用极限状态与承载能力极限状态设计要求,且均具有良好的防水效果。(2)环形螺纹筋接头抗弯刚度均匀,抗裂性能好,更有利于结构受力。(3)廊体整体力学性能良好,满足设计要求。本文研究表明:此“环氧胶粘结+钢板焊接”的连接形式具有良好的力学性能与防水效果,可作为大断面预制拼装综合管廊横向连接构造。
【图文】：

含横向接头四舱预制综合管廊力学及防水性能研究钢板焊接，形成整节廊体。此形式较竖向预应力连接施工工艺简单，造价低；较承插式接头刚度大，受力性能好。由于接头的影响，预制混凝土结构和现浇混凝土结构在受力及防水性能方面存在较大差别，其受力及防水性能会受一定程度影响。为此，为验证含此横向接头形式廊体的受力及防水安全性，本文通过有限元软件模拟及现场足尺模型试验，对含此横向接头综合管廊力学性能及防水性能进行研究。1.1.1 预制拼装综合管廊的类型（1）按照其所容纳的管线不同，可分为：干线综合管廊、支线综合管廊、缆线综合管廊（电缆沟）三种[4]。（2）按照拼装方式不同，可分为：只纵向拼装，纵、横向拼装，装配叠合式拼装[5示意图如图 1.1 至图 1.3 所示。

含横向接头四舱预制综合管廊力学及防水性能研究钢板焊接，形成整节廊体。此形式较竖向预应力连接施工工艺简单，造价低；较承插式接头刚度大，受力性能好。由于接头的影响，预制混凝土结构和现浇混凝土结构在受力及防水性能方面存在较大差别，其受力及防水性能会受一定程度影响。为此，为验证含此横向接头形式廊体的受力及防水安全性，本文通过有限元软件模拟及现场足尺模型试验，对含此横向接头综合管廊力学性能及防水性能进行研究。1.1.1 预制拼装综合管廊的类型（1）按照其所容纳的管线不同，可分为：干线综合管廊、支线综合管廊、缆线综合管廊（电缆沟）三种[4]。（2）按照拼装方式不同，可分为：只纵向拼装，纵、横向拼装，，装配叠合式拼装[5示意图如图 1.1 至图 1.3 所示。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU990.3

【参考文献】

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本文编号：2707843