盾构隧道管片预埋螺栓套管力学性能及其对管片结构性能影响研究

发布时间：2017-10-20 07:11

  本文关键词：盾构隧道管片预埋螺栓套管力学性能及其对管片结构性能影响研究

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【摘要】：近年来,随着经济的快速发展,各地城市化建设的步伐加速,城市用地日益紧张,城市发展不断向周边区域辐射,市民出行的交通问题急需解决。轨道交通作为城市公共交通系统的一个重要组成部分,以其高效率、大运量、低污染等的优势,成为许多大城市解决交通问题的首要选择。目前,全国各大、中型城市建设地铁的热情高涨,地铁建设工程日益增多。其中,在国内地铁区间隧道的施工工法选择上,广泛采用盾构法进行施工。另一方面,地铁机电设备系统需在区间隧道内布置众多的设备及管线,其在盾构隧道内的安装多采用后锚固技术,需对管片钻孔,植入螺栓,此技术存在着诸多问题。由于在盾构隧道管片内采用预埋件技术,可以提高机电设备安装的效率,减轻对盾构隧道管片的损伤,减少后期维护难度,改善施工作业环境,有利于作业人员的身体健康。因此,地铁机电设备在盾构隧道内的安装采用预埋件技术是未来发展的趋势。本文通过对各种预埋件技术进行经济技术的比较,得出预埋螺栓套管技术对盾构隧道管片结构损伤微小,且综合成本较低的优势。因此,着重对在盾构隧道管片内预埋螺栓套管的技术进行深入和全面的研究。根据力学性能试验和有限元数值模拟计算的结果显示,预埋螺栓套管技术对管片结构性能基本不构成影响。本文主要完成的工作及结论如下:1、通过力学试验对预埋螺栓套管在轴心受拉、拉剪复合作用以及疲劳荷载作用下的力学性能进行研究,得出对于相同型号的预埋螺栓套管,其极限承载力随着预埋长度的增加而提高,而其预埋角度对其在受拉剪复合作用下的极限承载力影响不大。2、研究预埋螺栓套管在拼装和使用过程中对盾构隧道管片结构性能的影响,通过有限元计算软件模拟预埋螺栓套管对盾构隧道管片结构性能的影响,得出预埋螺栓套管对于盾构管片轴向的最大变形、弯曲变形、弯矩的影响均很小,可以认为预埋螺栓套管对盾构隧道管片结构性能基本不构成影响。
【关键词】：盾构隧道管片 预埋螺栓套管 力学试验 性能影响
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.39
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 研究内容及研究方法13-15
• 第二章 各种预埋技术的对比分析15-23
• 2.1 引言15
• 2.2 外挂式钢滑槽15-16
• 2.2.1 外挂式钢滑槽技术介绍15-16
• 2.2.2 外挂式钢滑槽优缺点分析16
• 2.3 预埋式钢滑槽16-17
• 2.3.1 预埋式钢滑槽技术介绍16-17
• 2.3.2 预埋式钢滑槽优缺点分析17
• 2.4 预埋螺栓套管17-18
• 2.4.1 预埋螺栓套管技术介绍17-18
• 2.4.2 预埋螺栓套管优缺点分析18
• 2.5 各种预埋技术对比分析18-20
• 2.6 预埋螺栓套管应用于盾构隧道中的重难点分析20-22
• 2.7 本章小结22-23
• 第三章 预埋螺栓套管力学性能试验研究23-41
• 3.1 预埋螺栓套管技术指标23-24
• 3.2 预埋螺栓套管试件轴心拉拔性能研究24-31
• 3.2.1 试验目的24
• 3.2.2 试验试件和设备24-26
• 3.2.3 试验结果及分析26-31
• 3.3 预埋螺栓套管试件拉剪复合受力性能试验研究31-37
• 3.3.1 实验目的31
• 3.3.2 试验试件和设备31-32
• 3.3.3 试验结果及分析32-37
• 3.4 预埋螺栓套管试件疲劳性能试验研究37-39
• 3.4.1 试验目的37
• 3.4.2 试验试件和设备37-38
• 3.4.3 试验结果及分析38-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第四章 预埋螺栓套管对管片结构影响数模分析41-52
• 4.1 预埋螺栓套管布置方案41-42
• 4.2 预埋螺栓套管在千斤顶荷载作用下对盾构隧道管片结构性能的影响42-47
• 4.2.1 有限元数值建模42-44
• 4.2.2 计算结果及分析44-47
• 4.3 预埋螺栓套管对盾构隧道管片抗弯性能的影响47-51
• 4.3.1 数值建模47-48
• 4.3.2 计算结果及分析48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 结论与展望52-54
• 5.1 结论52-53
• 5.2 展望53-54
• 参考文献54-57
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果57-58
• 致谢58-59
• 附表59

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本文编号：1065922