车辆荷载下综合管廊应力响应及疲劳损伤分析

作为一种浅埋隧道,综合管廊不可避免会受到车辆荷载的影响。为保证管廊结构运营期安全,有必要研究循环动荷载对管廊结构的影响。依托某综合管廊工程,使用ANSYS建立管廊-车辆荷载三维模型,研究了综合管廊在不同车辆荷载条件下的应力响应,发现在车辆荷载一个作用周期内,管廊的主拉应力时程曲线可分为上升区、峰值区及下降区;各车辆工况下管廊上部应力变化幅度在10%~15%左右,下部应力变化幅度在1%左右,距离地表越远的部位应力变化幅度越小。在得到管廊应力时程数据后,基于3种不同的疲劳公式编写程序对管廊进行疲劳分析,发现按Cornelissen公式及吕培印公式计算,管廊结构的最低使用寿命分别为0.42年及24.8年,不满足其设计使用年限,因此有必要考虑管廊在车辆荷载下的疲劳效应;其中管廊疲劳损伤主要集中在管廊的5个部位,中舱顶板、两中隔墙的顶端和底端,其中中舱顶板所受疲劳损伤最大,这5个部位应是综合管廊结构设计以及运营期间应重点关注的部位。     

斜抛撑支护基坑开挖对邻近综合管廊的影响分析

以福建省厦门市某邻近既有综合管廊基坑开挖项目为例,针对SMW工法桩+斜抛撑支护体系,采用FLAC3D有限差分软件建立综合管廊的三维数值模型,进行数值结果分析;研究综合管廊与基坑距离对基坑土体位移场、综合管廊位移和变形、综合管廊周围土体应力分布的影响. 结果表明:坑外地表沉降的影响范围不超过12 m,最大沉降位于坑外4.5 m处,基坑开挖引起的综合管廊最大水平位移和竖向位移均未超过规范的预警值;综合管廊与基坑距离和综合管廊水平位移近似成反比关系;综合管廊发生朝向基坑一侧的倾斜,倾斜度随着综合管廊与基坑距离的减小而增大;综合管廊两侧墙产生朝向基坑的水平推力使综合管廊产生朝向基坑的变形和水平位移.     

临海富水软弱地层综合管廊变形缝间距优化及防水构造

以福州市万新路地下综合管廊工程为依托,研究了地下综合管廊变形缝的间距设置优化以及防水构造设计.运用有限元软件MIDAS-GTS NX建立综合管廊力学模型,计算综合管廊变形缝设置间距分别为30、60 m时结构的应力和变形,分析综合管廊变形缝间距变化对结构受力变形的影响.研究结果表明:变形缝间隔30和60 m时,综合管廊结构最大拉应力分别为2.1和2.68 MPa, 60 m设置一道变形缝最大拉应力超过规范允许值(2.51 MPa).当变形缝设置间距为30 m时,其顶板和底板最大竖向位移分别减小4.687和4.930 mm.优选出变形缝设置间距为30 m时施工中各项监测数据满足规范要求,且在福州市万新路地下综合管廊施工中运用,取得理想效果.     

预制矩形箱涵受力性能模拟及其潜在的破坏模式

以沈阳市浑南新城区综合管廊工程预制拼装施工段为研究背景,针对城市地下综合管廊预制矩形箱涵单个管节,通过通用有限元分析软件ABAQUS进行数值模拟,研究分析其在不同埋深下的结构变形和应力分布规律.建模中为了尽可能地贴近预制箱涵的实际受力情况,参照实际工程应用对其进行了配筋.本模型中通过改变施加于顶板和侧壁板的荷载大小来模拟埋深的变化:对综合管廊顶板施加均布压力,对侧壁板施加线性变化的侧土压力,最终分析预制箱涵在不同埋深下的结构变形和应力分布,并提出结构安全隐患存在的部位和其潜在的破坏形式,为复杂条件下预制综合管廊的设计和施工提供理论参考.     

基于ANSYS软件的金属矿山地下开采应用简介

介绍了利用ANSYS软件对金属矿山地下开采进行有限元分析设计的过程,详细阐述了对地下开采进行ANSYS分析的一般过程,指出了ANSYS软件在地下开采分析设计中的作用,适合于初学者及利用ANSYS对地下开采进行模拟分析的人员使用。     

综合管廊多灾种耦合致灾风险评价方法

针对综合管廊灾害防护方面的不足,对其多灾种耦合致灾的风险评价方法进行研究,并对包头市新都中心区综合管廊潜在的灾害进行危险性分析.首先对综合管廊可能发生的单一灾种建立危险评价指标;然后针对综合管廊可能发生的多种灾害,应用模糊数学方法,建立耦合度模型,得到多灾种之间的耦合关系;最后提出综合管廊多灾耦合致灾的风险评价方法.提出的风险评价方法可以用于综合管廊在各种灾害下的安全评价,对城市综合管廊防灾减灾政策制定及综合规划有指导意义.     

细水雾粒径改变对电缆火灾的影响

综合管廊中电缆存在一定的火灾危险性,为研究高压细水雾对综合管廊的灭火效果,针对I型结构地下综合管廊,通过火灾数值模拟软件在综合管廊中开展不同粒径细水雾条件下灭火模拟。分析温度场、烟气流动以及能见度变化情况,对管廊内在相同火源功率下不同粒径细水雾灭火效能分析发现,选定的六种粒径细水雾中,200 μm细水雾具有快速降温效果,50 μm细水雾灭火效果最好,细水雾粒径越小对烟气层沉降的影响越显著。     

UHPC管廊优化设计与全寿命成本分析

超高性能混凝土(UHPC)是一种新型的高强度、高耐久性水泥基工程材料,应用于地下综合管廊具有经济、施工便利、耐久性好等特点.以平潭地下综合管廊为原型,进行UHPC地下综合管廊试设计.结果表明,UHPC管廊试设计满足规范要求,其造价随着截面顶底板厚度的增加呈先下降后增大的趋势,且厚度在18cm附近的管廊造价最低;与原C40混凝土管廊相比,UHPC管廊养护时间缩短75%,接头数量减少1/2,施工工期节约53%,且全寿命周期成本仅为原管廊的0.63倍.     

综合管廊施工对临近建筑沉降的影响分析

本文针对综合管廊施工对临近建筑的沉降影响问题开展研究,依托陕西省汉中市综合管廊项目进行现场监测。采用Midas GTS/NX有限元分析软件对管廊明挖施工过程进行动态模拟,分析施工全过程下基坑围护结构以及临近建筑的变形情况,并将模拟计算结果与现场监测数据进行对比验证。结果表明:临近建筑物发生了偏向基坑的倾斜,倾斜度为0.13×10~(-3),建筑物最大沉降值为4.8 mm,满足监测规范要求;围护结构发生"弓"形水平位移,高层建筑旁基坑两侧围护结构发生非对称变形,低层建筑旁基坑两侧维护结构变形基本对称;临近建筑发生不均匀沉降和水平位移,水平位移具有分层现象;数值模拟与监测结果变形趋势一致,建筑物的沉降发展主要集中在综合管廊基坑开挖阶段。     

UHPC预制拼装综合管廊的抗弯性能试验

针对预制拼装RC管廊自重大和吊装难的问题,通过试设计UHPC预制拼装管廊主体构造,并进行1:2模型的静力试验,得到了各级荷载作用下UHPC综合管廊的顶板、底板和侧墙的破坏形态、荷载-变形关系、钢筋和混凝土应变,并对整体受力机制、破坏模式和极限承载力进行了分析。结果表明,UHPC管廊重量可减少30%,破坏模式与RC管廊基本一致,均为弯曲破坏,但UHPC管廊的开裂荷载和变形能力明显提高。在实测数据的基础上,通过简化拉压区应力分布图形,建立UHPC综合管廊抗弯极限承载力的计算方法,得到的计算值与实测值吻合良好,误差在10%左右。提出的计算公式可为UHPC综合管廊的设计计算提供参考。     

预制装配式波纹钢综合管廊承载性能现场试验研究

为了检验新型预制装配式波纹钢结构综合管廊的承载性能,采用新型光纤传感技术和全站仪开展了方拱形双舱综合管廊现场试验,对回填过程中极限载荷作用下各板片的应变应力、接缝螺栓应力、结构变形及沉降、渗漏水状态进行了实时监测与分析.试验结果表明:波纹钢结构综合管廊承载力高,当覆土厚度达到设计值3倍时结构仍未被破坏;增加覆土厚度将引...     

可持续发展背景下襄阳自贸区地下综合管廊规划布局

基于"中部崛起战略",以内陆自贸区的标杆——襄阳自贸区地下综合管廊布局规划为典型案例,分析了综合管廊规划建设的背景与必要性;根据襄阳城市空间、道路系统、市政管线、高强度开发、城市景观等因素初步确定拟建综合管廊的城市道路,采用模糊数学理论分析法对已初选出来的道路进行综合管廊建设项目适宜度评价,筛选出16条建设管廊的道路;确定了自贸区地下综合管廊规划布局,形成"干线-支线-缆线"三级管廊体系,并基于筛选出的16条建设管廊道路,具体给出了襄阳市干线、支线与缆线地下综合管廊布局规划图.实例研究结果表明,地下综合管廊规划要对接城市整体规划,加强与道路规划协调统一,充分考虑城市空间因素与道路交通因素,兼顾各种市政管线规划;结合各级规划的更新,动态调整地下综合管廊网络结构.     

城市综合管廊减震层不同设置方式的减震效果

为了提升强震区软弱地层城市综合管廊的抗震性能，以某城市综合管廊工程为研究对象，利用有限差分软件FLAC^3D,探讨了不同设置方式的减震层的减震效果.结果表明，相较于无措施工况，设置垫层减震层后，管廊最大沉降减少1.61%,最大、最小主应力分别减小29.75%和4.88%,最大剪切应力减小18.49%,最小安全系数增大15.13%;设置半环减震层后，管廊最大沉降减小1.55%,最大、最小主应力分别减小34.12%和18.06%,最大剪切应力减小31.86%,最小安全系数增大18.33%;设置全环减震层后，管廊最大沉降减小16.92%,最大、最小主应力分别减小61.04%和28.84%,最大剪切应力减小35.78%,最小安全系数增大32.46%.全环减震层的减震性能优于垫层减震层和半环减震层，推荐在软弱地层城市综合管廊采用全环减震层进行抗震设计.     

现浇管廊接头力学行为数值模拟与分析研究

承插式管廊接头是地下综合管廊接头的常用结构形式,其受力性能及破坏形式对工程设计和施工至关重要.利用非线性有限元软件ABAQUS建立土-地下综合管廊结构数值模型.将管廊划分实体单元,提取接头处结点的变形量及应力值,研究管廊及管廊周围土体的应力分布和变形规律,最后通过计算得出管廊接头处的延性系数及开裂荷载.通过数值模拟和理论计算分析得出管廊接头处存在的安全隐患及其潜在破坏模式,为解决接头处的防水问题和不均匀沉降问题提供理论参考.     

大数据技术在综合管廊环境监测中的应用

针对综合管廊环境监测海量数据管理需求,该文运用大数据技术,提出综合管廊监测大数据以及关键技术,建立管廊监测大数据中心,给出了大数据技术在管廊环境监测中的应用前景和方向,高效地获取非结构化数据所蕴含的有效的管廊监测信息,对管廊健康状况进行分析与预警,实现智慧的管廊监测分析和决策。该研究可为保证综合管廊的正常运行和提高突发事件的处置能力提供借鉴。     

预制拼装综合管廊承插式接头抗剪性能研究

地下综合管廊承插式接头抗剪性能直接影响管廊整体结构的安全运营，为研究预制拼装综合管廊承插式接头剪切变形规律，采用有限元软件ABAQUS建立了预制拼装综合管廊承插式接头顺剪与逆剪数值模型，得到接头顺剪与逆剪的极限荷载和极限错台量，并进一步分析接头顺剪与逆剪的抗剪刚度，最后分析了轴力对接头抗剪性能的影响.研究表明：不同剪切工况下承插式接头变形规律与破坏类型均不同，顺剪工况下接头变形分为4个阶段，接头为延性破坏；逆剪工况下承插式接头变形分为3个阶段，接头呈脆性破坏，增大轴力可以提高承插式接头的极限剪切承载力.研究结果为地下综合管廊设计与安全运营提供科学依据.     

浅谈综合管廊纳入天然气管道的探讨

本篇文章首先对地下综合管廊的建设内容和建设趋势进行简述,其次对天然气管道纳入综合管廊的可行性进行分析,并结合工程实例对天然气管道纳入综合管廊的技术要求和注意事项进行阐述,最后对天然气管道入管廊目前存在的问题及解决办法进行探讨。     

综合管廊深基坑施工对邻近桥梁的影响

为了解综合管廊基坑施工对邻近桥梁的影响规律,以平潭某区间段管廊深基坑为研究对象,采用PLAXIS 3D岩土有限元分析软件建立三维数值模型,模拟综合管廊深基坑开挖回填,分析围护结构、周边土体变形以及桥桩和桥台的响应情况。结果表明:在桥台影响范围内,地层变形和围护墙侧移明显高于其他部位;越靠近管廊基坑的桥台及桥桩附加位移越大,桥台侧移和沉降极值约为4.00 mm;桥桩水平方向都是朝基坑内移动,在基坑开挖及管廊施工过程中,其竖向主要表现为上浮,随着基坑回填才缓慢发生下沉;邻近的桥台及桥桩位移随基坑围护桩桩长减小而增大,总体上管廊基坑开挖对邻近桥梁引起的位移变化不大。通过对管廊基坑的监测数据分析,表明数值模型可靠,基坑总体上安全稳定,邻近桥梁有足够的安全度。     

浅谈PPP模式下地下综合管廊工程全过程造价控制与管理

自2015年,国务院及各部委多次出台政策推进地下综合管廊建设,财政部、住房城乡建设部公布了10个地下综合管廊试点城市以来,地下综合管廊项目在我国逐步展开。笔者将从管廊项目全过程造价咨询人员的角度出发,分析政府对PPP模式下的地下综合管廊项目进行造价控制的必要性及如何做好PPP模式下的地下综合管廊项目的全过程造价控制。     

砂卵石地层综合管廊浅埋暗挖断面优化

北京市某综合管廊工程穿越西五环处需要转明挖为暗挖施工,管廊断面形式发生变化,运用FLAC 3D有限元数值软件对两种不同断面形式进行三维数值模拟施工,并结合实际穿越地质,分析管廊应力、变形以及地表变形等,最终确定合适的断面形式.监测结果表明,地表沉降和管片变形均小于允许值,保证了施工安全.