大断面水下盾构隧道管片接头抗弯刚度及其对管片内力影响研究

摘要

以大断面水下铁路盾构隧道-狮子洋隧道工程为研究对象,运用有限元数值分析方法,并结合管片接头原型抗弯试验,研究环向管片接头抗弯刚度,并运用梁-弹簧模型进行接头抗弯刚度对整环管片结构内力影响的研究.结果表明:该隧道管片接头抗弯刚度的取值范围为50～700MN·m·rad-1,在相同轴力条件下,接头抗弯刚度会随接头弯矩的增加降低1个数量级左右；在相同接头弯矩条件下,接头抗弯刚度随轴力的增加而增大；接头抗弯刚度对管片轴力分布的影响微弱,对管片弯矩的影响显著；随接头抗弯刚度的增大,整环管片的弯矩分布趋于均匀；在抗弯刚度取值范围内,极值弯矩相差最大达80％左右,极值轴力最大减小5％左右,变形最大减小20％左右；基于接头抗弯刚度-弯矩-轴力的非线性关系改进的梁-弹簧模型,更能体现接头对整环管片受力的影响,也更适用于大断面盾构隧道管片内力的计算.