节段预制拼装综合管廊承插式接头抗弯性能研究

作     者：凌同华 余彬 谷淡平 谭嘉诺 肖健 

作者机构：长沙理工大学土木工程学院 湖南工学院土木与建筑工程学院 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 083305[工学-城乡生态环境与基础设施规划] 081402[工学-结构工程] 081403[工学-市政工程] 0814[工学-土木工程] 0833[工学-城乡规划学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52078061) 

主　　题：隧道工程 预制拼装管廊 抗弯试验 承插式接头 抗弯刚度 计算模型 

摘      要：抗弯刚度是表征接头抗弯性能的重要力学参数，为给预制拼装综合管廊承插式接头抗弯设计提供理论依据，开展了等尺寸承插式接头抗弯力学性能试验，研究了弯矩作用下接头应变、挠度、张开高度、底部张开量、转角等参数变化规律及破坏特征，并计算接头抗弯刚度。建立了预制拼装综合管廊承插式接头抗弯力学模型，推导了接头抗弯刚度计算解析表达式，并采用有限元软件ABAQUS建立了接头抗弯数值模型，对比分析了三种方法计算得到接头张开距离、张开高度和转角随弯矩变化规律，以验证接头力学模型与数值模型的正确性。结果表明：接头抗弯刚度计算解析公式及有限元数值模型计算得到的接头张开高度、接头转角和底部张开距离随弯矩变化规律均与试验结果基本相同，三者结果吻合良好，验证了接头力学模型与数值模型的正确性；预制拼装综合管廊承插式接头受弯接头变形可分为3个阶段：全截面受压阶段、弹性阶段及极限承载阶段；接头屈服弯矩约为极限弯矩的83%，接头屈服张开距离与转角约为极限状态的1/3；弹性阶段抗弯刚度为40000kN·m/rad，极限承载阶段抗弯刚度为5461kN·m/rad；弯矩作用下承插式接头顶部外侧和承口端底部受压开裂破坏，插口端顶角出现混凝土剥落导致接头破坏。研究结果可为预制拼装综合管廊承插式接头抗弯性能安全评价与设计提供科学依据。