检索结果-南通市图书馆

考虑夹具作用的盾构隧道复合管片焊接残余变形控制研究

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

考虑夹具作用的盾构隧道复合管片焊接残余变形控制研究

作者：来涛涛天津大学

学位级别：硕士

盾构隧道管片是隧道结构的重要组成部分,近年来外部包裹一层钢板、内部充填混凝土的复合管片以其方便运输和加工、强度刚度大等优势得到了行业内的广泛认可。而由于复合管片在加工过程中需要进行钢板的焊接,钢板在局部高温的作用下不可... 详细信息

盾构隧道管片是隧道结构的重要组成部分,近年来外部包裹一层钢板、内部充填混凝土的复合管片以其方便运输和加工、强度刚度大等优势得到了行业内的广泛认可。而由于复合管片在加工过程中需要进行钢板的焊接,钢板在局部高温的作用下不可避免的会产生焊接残余变形,要消除残余变形,就需要对复合管片钢板进行二次加工矫正,这大大增加了加工成本。复合管片钢板在焊接时通常需要施加夹具以减小焊接残余变形,但目前夹具的布置及分布仍以经验为主,这就使得钢板焊接残余变形的大小存在一定的随机性,因此研究焊接夹具的布置数量和分布情况对焊接变形的影响具有重要意义。此外由于焊接参数的选择缺乏一个综合全面的复合管片焊接残余变形预测指标体系和预测系统,使得焊接参数的选择与搭配存在一定的盲目性。本文以复合管片焊接残余变形为研究对象,首先通过模型试验探究了夹具布置在不同位置时钢板焊接残余变形的变化规律,并与数值模拟对比验证。其次,建立了盾构隧道复合管片焊接三维精细化模型,研究了接头板、主桁梁夹具面积占比及夹具分布状况对复合管片各部件焊接残余变形、管片尺寸精度的影响,通过线性拟合提出了接头板、主桁梁夹具面积占比、夹具分布与复合管片焊接残余变形的拟合函数。在上述研究的基础上建立了综合全面的复合管片焊接残余变形预测指标体系,再运用超级决策软件Super Decision计算了各指标耦合权重,最后基于模糊综合评价法通过Visual Studio软件编写了一套盾构隧道复合管片焊接残余变形预测软件。本文的研究结果表明:盾构隧道复合管片焊接残余变形与接头板夹具面积占比、主桁梁夹具面积占比负相关,焊接残余变形与夹具面积占比关系曲线可近似用对数函数表示;复合管片焊接残余变形与接头板夹具分布、主桁梁夹具分布关系曲线可近似用三次函数表示,在接头板夹具集中度50%、主桁梁夹具集中47%时,由于钢板的受力比较均匀,复合管片焊接残余变形最小;运用基于网络分析法的盾构隧道复合管片焊接残余变形模糊综合评价模型,对不同主桁梁夹具分布工况下的复合管片焊接残余变形进行预测,结果与数值模拟结果相符,验证了盾构隧道复合管片焊接残余变形预测软件的合理性。

关键词：复合管片钢板焊接残余变形夹具指标体系模糊综合评价

震后火灾作用下大断面盾构隧道复合管片结构损伤及防水性能分析

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

土木工程学报 2020年第S1期53卷 69-74页

作者：张稳军来涛涛张高乐天津大学建筑工程学院天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354 盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001

为研究大断面盾构隧道复合管片在震后火灾作用下的结构损伤及防水性能损失,利用有限元计算软件abaqus建立复合管片与直螺栓接头的三维实体模型和密封垫压缩的二维数值模型,分析了地震及地震与火灾耦合作用下复合管片混凝土在螺栓孔处刚... 详细信息

为研究大断面盾构隧道复合管片在震后火灾作用下的结构损伤及防水性能损失,利用有限元计算软件abaqus建立复合管片与直螺栓接头的三维实体模型和密封垫压缩的二维数值模型,分析了地震及地震与火灾耦合作用下复合管片混凝土在螺栓孔处刚度损伤分布情况,研究了复合管片钢板在螺栓孔处的屈服分布情况,计算了地震及地震与火灾耦合作用下隧道密封垫防水性能的损失,结果表明:当采用RABT升温曲线模拟火灾时,大震导致的螺栓孔处混凝土刚度损伤在火灾作用后均超过90%,而中震工况在火灾作用后除螺栓孔顶部混凝土刚度损伤低于85%外,其余部分都超过90%;火灾作用导致螺栓孔处钢板屈服;防水密封垫在中震和火灾耦合作用后仍能保持较好的防水性能,但在大震和火灾耦合作用后,防水性能完全丧失。

关键词：盾构隧道复合管片地震及火灾结构损伤防水性能

钢-玻璃纤维筋混凝土复合管片的生产及应用研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

混凝土与水泥制品 2022年第2期 38-40,81页

作者：王君菊北京城建建材工业有限公司北京101118

为满足轨道交通工程地下联络通道的盾构施工要求,生产了钢-玻璃纤维筋混凝土复合管片,介绍了其结构特点,并从混凝土配合比、玻璃纤维筋的加工定位、混凝土浇筑等方面介绍了管片的生产工艺。此外,通过三环拼装试验验证了成型管片符合相... 详细信息

为满足轨道交通工程地下联络通道的盾构施工要求,生产了钢-玻璃纤维筋混凝土复合管片,介绍了其结构特点,并从混凝土配合比、玻璃纤维筋的加工定位、混凝土浇筑等方面介绍了管片的生产工艺。此外,通过三环拼装试验验证了成型管片符合相关精度要求。

关键词：玻璃纤维筋复合管片生产工艺钢模混凝土

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

火灾下复合管片钢板厚度对温度场分布的影响

地下空间与工程学报 2021年第S1期17卷 485-490页

作者：张稳军上官丹丹王祎张高乐天津大学建筑工程学院天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

火灾对运营期盾构隧道管片衬砌安全性影响巨大,本文使用有限元分析软件建立盾构隧道复合管片三维实体模型,模拟火灾下复合管片温度场分布,分析复合管片不同钢板厚度对复合管片温度场的时空分布规律的影响。结果表明:在5 mm～40 mm范围内... 详细信息

火灾对运营期盾构隧道管片衬砌安全性影响巨大,本文使用有限元分析软件建立盾构隧道复合管片三维实体模型,模拟火灾下复合管片温度场分布,分析复合管片不同钢板厚度对复合管片温度场的时空分布规律的影响。结果表明:在5 mm～40 mm范围内,钢板厚度越大,火灾时复合管片温度上升速率与下降速率越慢,达到最高温度的用时越长,在整个过程中达到的最高温度越低,高温的持续时间越短;厚钢板复合管片比薄钢板复合管片在管片内形成的温度差较小,温度场分布相对均匀,温度差应力较小,利于防止复合管片失效破坏;在隧道内气体降温阶段某一时刻开始,复合管片内表面温度低于复合管片内部温度,出现"高温夹层",厚钢板复合管片出现此现象的时刻较晚。

关键词：火灾盾构隧道复合管片钢板厚度温度场

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

盾构隧道复合管片接头板焊接的数值模拟研究

地下空间与工程学报 2020年第S1期16卷 472-479页

作者：张稳军王祎上官丹丹张高乐天津大学建筑工程学院天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354

焊接变形及残余应力的存在会对焊接构件的应用产生不利影响,进行结构构件焊接变形的高精度预测和残余应力的分布预测具有重要的工程意义。本文针对复合管片接头板构件,利用ABAQUS有限元软件建立复合管片面板及接头板的三维实体模型,同... 详细信息

焊接变形及残余应力的存在会对焊接构件的应用产生不利影响,进行结构构件焊接变形的高精度预测和残余应力的分布预测具有重要的工程意义。本文针对复合管片接头板构件,利用ABAQUS有限元软件建立复合管片面板及接头板的三维实体模型,同时考虑材料非线性、几何非线性和边界非线性,并基于热-弹-塑性有限元法对接头板四周的焊接进行了模拟,分析了不同焊接顺序、环境温度及拘束状态对接头板焊接变形和残余应力的影响。结果表明:焊接顺序对复合管片接头板的变形有明显影响,采用平行对称焊接,先焊接长焊缝,后焊接短焊缝的顺序可有效降低Z方向的变形量;环境温度会改变构件残余应力的分布,随着环境温度的升高,纵向残余拉应力逐渐较小,距接头板上边缘约140~280 mm范围内的压应力也减小,而其他范围内的压应力呈增大趋势;拘束状态对纵向残余拉应力的影响较小,对纵向残余压应力的分布影响较大,在相距600~840 mm范围内设置两个对称拘束可对焊接变形起到控制作用。

关键词：盾构隧道复合管片焊接变形残余应力数值分析

盾构隧道复合管片环向直螺栓接头抗弯性能的影响因素研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

施工技术 2017年第S2期46卷 82-86页

作者：张稳军宋晓龙张新新天津大学建筑工程学院天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354

基于现有地铁盾构隧道衬砌结构建立了复合管片及环向直螺栓接头的三维精细化数值模型,采用有限元对地铁盾构隧道复合管片直螺栓接头的力学性能进行了数值模拟计算。针对复合管片的直螺栓接头,分别研究了螺栓预紧力、复合管片钢壳厚度、... 详细信息

基于现有地铁盾构隧道衬砌结构建立了复合管片及环向直螺栓接头的三维精细化数值模型,采用有限元对地铁盾构隧道复合管片直螺栓接头的力学性能进行了数值模拟计算。针对复合管片的直螺栓接头,分别研究了螺栓预紧力、复合管片钢壳厚度、荷载组合等对张开量和抗弯性能的影响,探讨了管片及接头的应力分布,并进一步总结了各因素对直螺栓接头抗弯性能的影响,为确定复合管片环向直螺栓接头的抗弯刚度提供了新的参考。数值计算结果表明:复合管片直螺栓接头的抗弯刚度随着外荷载的变化而变化,并表现出明显的非线性;相同的荷载条件下,复合管片钢壳越厚,螺栓应力越低,接头张开量越小;采用不同等级螺栓时,接头弯矩值较低时管片接头张开量差别较小,弯矩值较高时螺栓接头抗弯刚度与螺栓等级呈现出较大的相关性,即螺栓等级越高,接头张开量越小。

关键词：复合管片直螺栓接头抗弯刚度预紧力数值模拟

火灾下复合管片衬砌防水性能退化及内力重分布研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

火灾下复合管片衬砌防水性能退化及内力重分布研究

作者：上官丹丹天津大学

学位级别：硕士

城市核心区地下空间日益拥挤,适用于城市地下隧道开挖的盾构法正在朝着截面形式多样化、高空间利用率等方向发展,其面临的地质条件与修建环境也更加复杂,上述发展趋势要求盾构隧道管片衬砌具有强度高、刚度大、质量好及延性与耐久性优... 详细信息

城市核心区地下空间日益拥挤,适用于城市地下隧道开挖的盾构法正在朝着截面形式多样化、高空间利用率等方向发展,其面临的地质条件与修建环境也更加复杂,上述发展趋势要求盾构隧道管片衬砌具有强度高、刚度大、质量好及延性与耐久性优良等条件,确保能够解决大断面、大埋深、长距离盾构隧道在施工期和运营期的安全风险。由钢管片(或球墨铸铁管片)、填充混凝土、剪力钉等组合而成的复合管片可以满足复杂条件下城市地下隧道建设的要求。本文采用模型试验、理论分析和数值模拟相结合的方法进行火灾下复合管片的研究。对火灾高温下矩形钢管与混凝土接触界面热传递研究主要采用模型试验、理论分析和数值模拟的方法进行研究,对火灾高温下复合管片衬砌的防水性能退化、温度及应力重分布构建分析采用数值模拟和理论分析的方法进行研究。利用试验研究不同厚度的钢板与混凝土在不同脱空高度下的热传递过程,得出温度时间历程曲线,计算得出界面处温度、过渡传热系数,发现钢板厚度与脱空高度对钢混凝土温度不连续性传递的影响规律。利用ABAQUS有限元分析软件建立火灾高温下矩形钢管与混凝土接触界面热传递分析、复合管片衬砌防水性能退化分析、复合管片衬砌环受火分析的精细化数值模型,以精准的火灾高温特征参数输入模型中,采用温度与荷载顺序耦合的方式,定量分析火灾高温下钢管与混凝土接触界面温度不连续性规律和火灾对复合管片衬砌防水性能的影响,构建火灾高温下复合管片衬砌环内力场重分布的计算公式。主要结论为(1)脱空的影响:无脱空状态下,混凝土界面温度与钢板/球墨铸铁板界面温度基本相同;存在脱空时,脱空间隙是导致热传递不连续的主要因素,混凝土界面温度明显低于钢板/球墨铸铁板界面温度,脱空的存在对温度传导影响较大。(2)温差和脱空高度的函数关系式:可用于计算不同脱空高度的复合管片混凝土界面温度值。(3)温度对密封垫的影响:温度为100℃时复合管片防水密封垫应力略小于常温下密封垫应力,而160℃时密封垫应力远小于常温下密封垫应力,密封垫在100℃以内强度降低不显著,在100～160℃强度显著降低。(4)各构件的温度及应力关系:选取复合管片内面板、主桁梁、含手孔的内面板上温度及应力最大的部位作为最不利位置进行重点研究,通过拟合函数得出温度及应力计算公式与曲线,供火灾温度及应力预测或灾后结构安全性能分析。

关键词：盾构隧道复合管片火灾热传递防水性能温度场应力场

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

盾构隧道复合管片新型接头力学性能研究

盾构隧道复合管片新型接头力学性能研究

作者：张高乐天津大学

学位级别：硕士

盾构隧道工程在修建中面临的“大埋深、长洞线、高地应力、强岩溶地层”等复杂环境日趋增多,复合管片因其强度高和刚度大等优良的力学性能已被应用到实际工程中。为了更好的发挥复合管片在结构形式和力学性能等方面的优势,开发出了一些... 详细信息

盾构隧道工程在修建中面临的“大埋深、长洞线、高地应力、强岩溶地层”等复杂环境日趋增多,复合管片因其强度高和刚度大等优良的力学性能已被应用到实际工程中。为了更好的发挥复合管片在结构形式和力学性能等方面的优势,开发出了一些新型接头并投入使用。然而,复合管片的新型接头一般由结构形式复杂、加工精度要求高的部件构成。影响新型接头力学性能的因素不仅包含传统接头中已广泛研究的内容,还应基于新型接头的结构形式考虑其独有的特性。因此,针对复合管片新型接头建立能够真实反映其力学特性且便于设计和研究人员使用的模型是十分必要的,在此基础上可以对新型接头受力性能的影响因素进行详细的研究和探讨。本文在弹塑性力学和损伤力学等理论的基础上,结合已有的试验结果,采用有限元软件ABAQUS建立复合管片锚式接头和FRP-Key接头的精细化数值模型,首先验证了两种新型接头模型的合理性及有效性。其次,针对锚式接头研究了关键部件粗糙程度及尺寸误差对其力学性能的影响,考察了锚式接头拼装和张拉过程工作原理的差异性,分析了其正常工作允许的误差范围,得到了不同类型锚式接头的参数标准。此外,针对FRP-Key接头研究了衬砌的材料强度和榫槽下缘边距、接头的尺寸和布置方式、管片的轴力和支撑条件对其力学性能的影响,分析了各因素改变时的破坏模式及损伤路径的响应结果,探究了各影响因素对FRP-Key接头-管片结构在剪力作用下的极限承载力及变形的影响,提出了限定条件下FRP-Key接头的最佳布置方式。本文的研究结果表明:加工工艺是影响锚式接头力学性能的重要因素,保证其正常工作的加工精度要求较高;FRP-Key接头的承载能力在一定范围内随材料强度、接头尺寸和榫槽下缘边距等参数的提高而增大,而改变其布置方式是提升承载能力的有效途径。最后,本文所提出的数值模型和相关参数的设定方法可为其他新型接头的研发和使用提供理论依据和技术支持。

关键词：盾构隧道复合管片锚式接头 FRP-Key接头力学性能

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

盾构隧道复合管片的等效力学模型及应用研究

盾构隧道复合管片的等效力学模型及应用研究

作者：金明明天津大学

学位级别：硕士

具有环保、安全、高效等特点的盾构法是修建城市轨道交通、地下人行通道及地下蓄水池等大型基础设施的首选工法,复合管片因其优良的力学性能被逐渐应用在盾构隧道的建设中。然而,组成复合管片的材料较多,材料的不同使分析复合管片力学... 详细信息

具有环保、安全、高效等特点的盾构法是修建城市轨道交通、地下人行通道及地下蓄水池等大型基础设施的首选工法,复合管片因其优良的力学性能被逐渐应用在盾构隧道的建设中。然而,组成复合管片的材料较多,材料的不同使分析复合管片力学性能的方法和模型很难统一,增加了管片设计的难度和工作量。同时影响复合管片的因素之间存在依存性,在缺少大量试验数据支撑时,各参数在模型计算中较难设定,且不易被设计人员掌握。这些设计上的困难是限制复合管片被广泛使用的重要原因。另一方面,作为一种组合结构,复合管片的结构形式多样且较为复杂,这使得管片的加工工序繁琐,增加了管片制作的周期和费用。同时,由单体复合管片组成的隧道管环结构在周围地层环境和自身结构形式等条件的耦合下,模型计算不易收敛。因此将复合管片这种组合结构等效为单一均质材料的结构不仅可以简化结构模型,便于设计和研究人员使用,还能提高隧道管环结构的精度,从而降低管环结构的计算难度和计算量。因此,本文在弹塑性力学理论的基础上,结合已有的试验结果,首先采用有限元软件ABAQUS建立复合管片的精细化数值模型,分别计算复合管片在纯弯曲荷载和组合荷载作用下的力学性能。通过对结构承载能力的分析,计算复合管片承载能力对钢板厚度的敏感度。通过对应变分布的研究,考察钢板的影响作用,并提出确定主桁梁厚度和面板厚度的影响范围的简化方法。同时根据能量等效原理,构建复合管片的等效模型,借助等效结果提出宽度等效和高度等效的两种等效方法,并以此给出钢板与其等效尺寸之间的拟合关系。最后对两种等效方法的特点进行讨论,并将二者的结合结果绘制在三维坐标系内。本文的研究结果表明,钢板厚度的影响范围与钢板等效为混凝土时的等效尺寸随着它们厚度的增加具有相同的变化规律,文中两种等效方法的提出和三维结合图能够为复合管片的等效计算提供理论参考依据,从而有助于降低复合管片的设计难度。

关键词：复合管片等效方法影响范围主桁梁面板