原文传递
大直径S形曲线顶管管道受力与施工参数分析
| 论文题名： | 大直径S形曲线顶管管道受力与施工参数分析 |
| 关键词： | 隧道施工;顶进过程;曲线顶管;受力分析;施工参数 |
| 摘要： | 随着城市地下空间的快速发展，顶管工程被广泛使用，因受地层条件和地下建筑的限制，管道顶进轴线被迫由直线改为曲线线性。曲线顶管的施工技术和管道受力更为复杂，针对于大直径S形曲线顶管顶进过程中管道受力变化规律、管土相互作用、施工参数控制等问题不够清楚。为此，本文依托宁波市鄞州区220千伏潘桥变迁建工程（大直径S形曲线圆形顶管隧道工程），通过采集现场传感器数据，分析大直径管道环向钢筋应力、纵向钢筋应力、管土接触压力在S形曲线施工过程中的变化规律及其原因，以及施工参数的控制与管道受力的关系；建立三维数值模型与现场实测结果作对比分析，并针对管道受力的影响因素进行拓展模拟研究，基于模拟结果提出施工建议；以普氏卸荷拱理论为基础，通过分析深埋圆形管道结构荷载，推导曲线顶管顶力估算公式。主要研究内容如下： （1）通过多方位布置应力传感器，采集实测数据分析管道随S形曲线顶进施工过程中大直径管道受力变化机制，揭示了大直径S形曲线顶管工程中管道环向和纵向钢筋应力、管土接触压力的变化规律及其原因，以及施工参数控制对管道受力的影响，针对曲线顶管施工参数，提出合理控制建议并为类似工程提供一定参考。 （2）采用Midas GTS NX软件对S形曲线顶管施工引起管道应力变化进行三维数值模拟分析，模拟结果得出管壁应力变化规律与实测结果存在一定差异，且都分布不均匀。再通过拓展模拟分别研究管道埋深、注浆压力、平曲线半径、千斤顶顶力对管道应力的影响，基于不同影响因素的应力分布情况，提出合理施工建议。 （3）基于已有顶力估算公式的局限性，本文以普氏卸荷拱理论为基础，考虑土拱效应，修正拱曲线高度，增加粘聚力的影响，将复合曲线分段计算摩阻力，推导出宁波地区深埋圆形顶管管壁正土压力公式和曲线顶力估算公式，该顶力估算公式比规范和经验公式更加符合曲线顶管顶力演变规律，弥补了规范和经验公式的欠缺，通过与现有顶力估算公式作对比，验证该公式的适用性。 |
| 作者： | 韩志强 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 许有俊;张朝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
