超大类矩形断面复合顶管施工力学性能研究.pdfVIP

第56卷第11期天津大学学报(自然科学与工程技术版)Vol.56No.11

2023年11月JournalofTianjinUniversity(ScienceandTechnology)Nov.2023

DOI:10.11784/tdxbz202208016

超大类矩形断面复合顶管施工力学性能研究

1,2,31445

刘红波，张国栋，潘伟强，温锁林，崔乾道

(1.天津大学建筑工程学院，天津300072；2.河北工程大学土木工程学院，邯郸056038；

3.滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室，天津300072；4.上海隧道工程有限公司，上海200032；

5.天津大学国际工程师学院，天津300072)

摘要：依托上海轨道交通14号线静安寺站工程，介绍了超大类矩形断面钢-混凝土复合顶管的结构构造、加工制

作与施工监测方案，重点分析应力监测数据并结合数模结果揭示了管节在顶进及后续施工中的受力性能，以此来研

究大埋深软土地层中新型超大断面顶管的施工力学特性．结果表明：对于顶管中的任一管节，钢板与纵向肋板的应

力在该管节顶进初期与全钢管顶推完成时出现较大波动，而中间段基本稳定在某一数值，且钢板轴向受力相比环向

受力对管节纠偏更敏感；同一顶管不同管节在施工过程中的应力和位移分布一致：应力分布较为均匀，峰值应力位

于顶推面拐角附近；变形趋势为竖向内凹、横向小幅外凸，峰值形变位于竖向跨中；管节峰值应力随顶管推进逐步

增大，但均未超过弹性极限，峰值形变保持稳定；钢板的环向应力由水土压力控制，应力分布为上部受拉、左右受

压，轴向应力由顶推力控制，其中竖直方向上的轴向应力也受管节竖向偏转和外壁环向荷载的影响；纵向肋板的轴

向应力在水平方向上由顶推力控制，在竖直方向上由外壁环向荷载控制；后续施工过程中，顶管受力相对稳定．影

响范围方面：注浆加固对钢板和纵向肋板的受力均有较大影响；管节环向焊接主要对钢板的环向与轴向受力有较大

影响；钢筋绑扎和混凝土浇筑仅对钢板的环向受力有较大影响．

关键词：超大类矩形断面；钢-混凝土复合顶管；加工构造；数值模拟；应力监测；力学性能

中图分类号：U45文献标志码：A文章编号：0493-2137(2023)11-1115-10

StudyonMechanicalPropertiesofCompositePipeJackingwitha

Super-LargeRectangularSectionDuringConstruction

1,2,31445

LiuHongbo，ZhangGuodong，PanWeiqiang，WenSuolin，CuiQiandao

(1.SchoolofCivilEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China；

2.SchoolofCivilEng