沉管隧道节段接头作用机理及构造形式探讨

发布时间：2019-11-30 20:59

【摘要】：节段式管节是一种适宜于深厚软土地层的沉管隧道结构,通过对节段式沉管隧道的接头构造进行分类研究,着重探讨了节段接头构造类型、功能及其作用机理。为保证节段式沉管隧道的接头构造能达到预期的密水性和可靠耐久性,提出了止水带的安装技术要求。
【图文】：

节段式,沉管隧道,管节

２０１５年第４期刘洪洲等：沉管隧道节段接头作用机理及构造型式探讨１沉管隧道接头设置的目的及分类通过分析国内外节段式沉管隧道的工程实例，可将接头设置目的概括为以下４个方面。（１）化整为零，将整座隧道离散为数个至数十个结构单元，结构单元之间通过接头连接起来形成预定功能的通道，如图１所示。图１典型节段式沉管隧道管节（２）使隧道能够较好地承受各种作用引起的管节胀缩、升降、扭转，更好地控制隧道结构内力和变形。（３）为保证管节混凝土浇筑质量，避免因大体积混凝土浇筑水化热而产生早期开裂，限于现今混凝土管节预制技术水平，一次性完成一个节段的匹配浇筑并设置接头止水装置是可行的。当管节数量较多时，分段预制便于施工流程化，有利于提高工效和保证构件预制质量。（４）通过设置最终接头连接已沉放的预制管节或岸上段，实现沉管隧道的最终贯通。通过调研分析近年来国内外已建和在建沉管隧道实例，为便于设计与工程应用，可按功能、刚度、材料类型及作业环境将沉管隧道接头分成以下几类。（１）依据受力特点与赋予的功能定位，可分为管节接头、节段接头、最终接头。（２）依据接头刚度与管节本体接近程度，可分为刚性接头、柔性接头、准刚性接头或假刚性接头。（３）依据使用的材料种类，可分为钢筋混凝土、钢构件、钢—混凝土组合结构等。（４）依据安装时的作业环境，，可分为岸上现浇接头、水下现浇接头、水下预制接头，如图２所示。图２沉管隧道接头构造２接头构造的功能沉管隧道本体是由结构与接头组成，通过受力分析可将接头功能归结为以下几个方面。（１）承受并传递纵向轴力。考虑管节混凝土凝结过程中收缩徐变、温度效应及地震

沉管隧道

，实现沉管隧道的最终贯通。通过调研分析近年来国内外已建和在建沉管隧道实例，为便于设计与工程应用，可按功能、刚度、材料类型及作业环境将沉管隧道接头分成以下几类。（１）依据受力特点与赋予的功能定位，可分为管节接头、节段接头、最终接头。（２）依据接头刚度与管节本体接近程度，可分为刚性接头、柔性接头、准刚性接头或假刚性接头。（３）依据使用的材料种类，可分为钢筋混凝土、钢构件、钢—混凝土组合结构等。（４）依据安装时的作业环境，可分为岸上现浇接头、水下现浇接头、水下预制接头，如图２所示。图２沉管隧道接头构造２接头构造的功能沉管隧道本体是由结构与接头组成，通过受力分析可将接头功能归结为以下几个方面。（１）承受并传递纵向轴力。考虑管节混凝土凝结过程中收缩徐变、温度效应及地震工况下地层运动引起的纵向张拉与压缩，作为隧道结构的接头需具备承受并吸收部分纵向变形的能力。在纵向合适的位置设置适当构造的接头，有利于改善沉管隧道的整体受力性能。（２）承受水平剪切力和垂直剪切力。当沉管隧道长度较大时，沿线穿越的纵向地层性质不一、厚度不均、土性参数各异，加上处理后基础刚度很难均一、两侧回填土不均以及来自水流的横向波浪力，管节及接头部位需承受来自水平方向的横向剪切力和竖直方向的垂直剪切力以及地震工况下水平方向和垂直方向的动剪切力、响应滞后和阻尼。（３）承受纵向弯曲。管顶作用荷载和管底基础刚度的差异会导致隧道结构产生纵向弯曲应力和变形，接头要传递剪力和弯矩。（４）承受横向扭转。管节横向范围内因地基与基础刚度差异、荷载和波浪力不均会使得管节发生横向扭转、纵向拉压与偏转。（５）承受地震工况下振荡及

【参考文献】