盾构隧道内部双层车道结构预制化设计技术pdf/txt下载_在线阅读全文

编辑推荐

《盾构隧道内部双层车道结构预制化设计技术》可供从事隧道与地下工程设计、施工、科研的工程技术人员和各大高校从事地下建筑、结构等专业的师生参考。

内容简介

　　为充分利用盾构隧道内部空间，双层双向四车道结构在大直径盾构隧道设计中得到了广泛的应用，车道结构通常以现浇模筑法设计为主。随着隧道越来越长，为满足通风要求需增设排烟通道，迫使双层行车道结构布置更为“紧凑”，给现浇模筑法施工带来了极大的困难。本书结合南京市纬三路过江通道工程盾构隧道双层行车道结构设计，对上层行车道结构的现浇及预制方案进行了综合研究，首次提出了“预制板+梁板节点后浇”和“预制板+支座”的设计方案，并依据标准化、经济性、耐久性及快速化等技术、经济指标推荐采用“预制板+梁板节点后浇”方案。同时进行了现场1:1模型试验，根据测试数据可知预制车道板结构受力合理，结构性能良好。通过现场的施工反馈，预制化设计技术实现了既定的经济技术指标，可为类似工程设计、施工提供参考，并进行推广应用。

作者简介

目　　录

序一
序二
前言
第1章绪论
1.1 盾构隧道内部结构布置形式
1.2 盾构隧道内部结构预制化技术
1.2.1 内部结构常用的预制化技术
1.2.2 双层车道结构半预制化技术
1.2.3 双层车道结构全预制化技术
1.3 本书的主要内容
第2章盾构隧道双层车道结构工程实例
2.1 国内外双层车道结构实例
2.2 上海复兴东路隧道
2.2.1 工程概况

序一 序二 前言 第1章  绪论 1.1 盾构隧道内部结构布置形式 1.2 盾构隧道内部结构预制化技术 1.2.1 内部结构常用的预制化技术 1.2.2 双层车道结构半预制化技术 1.2.3 双层车道结构全预制化技术 1.3 本书的主要内容 第2章  盾构隧道双层车道结构工程实例 2.1 国内外双层车道结构实例 2.2 上海复兴东路隧道 2.2.1 工程概况 2.2.2 主要技术标准 2.2.3 建筑设计 2.2.4 圆隧道结构设计 2.2.5 设计创新 2.2.6 上下层道路施工 2.2.7 掘进与同步施工效果 2.3 上海上中路隧道 2.4 上海外滩隧道 2.5 上海军工路隧道 2.6 扬州瘦西湖隧道 2.7 上海迎宾三路隧道 2.8 南京纬三路过江隧道 2.9 法国A86公路隧道 2.10 马来西亚SMARTTunnel 2.11 美国SR99公路隧道 2.12 盾构隧道内部典型双层车道结构 2.12.1 横框架梁板柱结构 2.12.2 牛腿车道板结构 2.13 盾构隧道内部双层车道结构修建技术 2.13.1 现浇结构修建技术 2.13.2 预制结构修建技术 第3章  上层车道结构现浇方案设计及施工 3.1 上层车道结构现浇方案设计 3.1.1 总体设计 3.1.2 结构计算 3.2 上层车道结构现浇施工技术 3.2.1 施工总体工序 3.2.2 关键施工工序 第4章  上层车道结构预制方案设计 4.1 上层车道结构预制化可行性分析 4.2 车道纵梁、车道板全预制方案一 4.2.1 概述 4.2.2 施工阶段结构分析 4.2.3 使用阶段结构分析 4.2.4 预制方案分析 4.2.5 小结与改进建议 4.3 车道纵梁、车道板全预制方案二 4.3.1 叠合梁板设计方案 4.3.2 施工阶段结构分析 4.3.3 使用阶段结构分析 4.3.4 叠合梁板结构分析 4.3.5 叠合板施工工期分析 4.3.6 小结 4.4 上层车道预制化设计方案改进研究 4.4.1 方案概述 4.4.2 施工阶段结构计算分析 4.4.3 使用阶段计算分析 4.4.4 预制方案分析 4.5 技术经济对比 4.5.1 标准化施工进度对比 4.5.2 技术经济指标对比 4.6 小结 第5章  双层预制车道板全尺寸荷载试验 5.1 试验目的 5.2 荷载试验内容 5.3 试验加载原则及试验荷载 5.3.1 试验加载原则 5.3.2 荷载试验结果分析原则 5.3.3 加载模型 5.3.4 试验荷载 5.4 荷载试验概况 5.4.1 控制截面 5.4.2 试验工况 5.4.3 施工阶段结构安全性验算 5.4.4 载位布置及加载程序 5.5 施工阶段 5.5.1 线形测量 5.5.2 应变测试 5.5.3 施工阶段荷载试验结论 5.6 运营阶段 5.6.1 线形测量 5.6.2 应变测试 5.6.3 运营阶段荷载试验结论 5.7 荷载试验结论 5.7.1 施工阶段静载试验检测结论 5.7.2 运营阶段静载试验检测结论 5.7.3 外观检测结论 第6章  盾构隧道上层车道预制安装技术 6.1 工艺流程 6.2 车道板预制 6.3 车道板运输 6.4 车道板安装 6.4.1 机械设备选型 6.4.2 施工流程 6.4.3 后浇节点施工工艺 第7章  预制化隧道建设技术前景 7.1 预制化隧道建设技术小结 7.2 预制化隧道建设技术前景 参考文献

显示全部信息

前　　言

媒体评论

在线试读部分章节

第1章绪论1 1盾构隧道内部结构布置形式由于盾构工法对周边环境影响小，具有普遍的适用性，该工法已经在城市隧道施工技术中确立了稳固的主导地位［1］。图1 1东京湾公路断面近年来，随着现代盾构装备技术的长足发展，大直径盾构在跨江越海通道工程中得到了大量应用。在国外，日本东京湾公路隧道（ 14 14m，图1 1）、德国汉堡易北河第四公路隧道（ 14 2m）、荷兰高速铁路绿心隧道（ 14 87m）等相继通车；在国内，上海长江隧道（ 15 43m）、武汉长江隧道（ 11 38m）、广深港狮子洋隧道（ 11 18m）、南京长江隧道（ 14 5m，纬七路）、杭州钱江隧道（ 15 43m）等一批大直径盾构隧道相继建成通车。
与矩形断面相比，圆形断面的利用率偏低，因此如何提高圆形断面利用率，使盾构隧道实现最大化的功能利用，具有重要的现实意义，这对大直径、超大直径盾构尤为突出。国内外典型的盾构横断面布置形式有以下几种：
（1）公轨两用。典型代表为上海长江隧道（图1 2）、武汉长江隧道（图1 3）、南京长江隧道、杭州钱江隧道等，其特点为盾构空间分成两块，上部为道路，下部为轨道。
图1 2上海长江隧道断面
图1 3武汉长江隧道断面
（2）双层道路。典型代表为法国A86公路隧道（图1 4）、上海复兴东路隧道（图1 5）、军工路隧道、南京纬三路过江隧道等，其特点为隧道内布置双层车道结构。
图1 4法国A86隧道（单位：m）
图1 5上海复兴东路隧道
（3）道路及管道两用。典型代表为马来西亚精明隧道（图1 6），该隧道内设置了双层车道结构，并将底部空间用作城市泄洪通道，且车道在洪水季节也作为泄洪通道。
图1 6马来西亚精明隧道
（4）市政共同沟。日本早稻田大学提出的“东京大深度地下基础设施网构想”［2］，在隧道内设置以城市垃圾处理为主的物流专用空间、余热供暖管线、上下水道及通信光缆等，断面布置见图1 7。
图1 7东京大深度地下基础设施网构想隧道断面（单位：m）

第1章绪论1 1盾构隧道内部结构布置形式由于盾构工法对周边环境影响小，具有普遍的适用性，该工法已经在城市隧道施工技术中确立了稳固的主导地位［1］。图1 1东京湾公路断面近年来，随着现代盾构装备技术的长足发展，大直径盾构在跨江越海通道工程中得到了大量应用。在国外，日本东京湾公路隧道（ 14 14m，图1 1）、德国汉堡易北河第四公路隧道（ 14 2m）、荷兰高速铁路绿心隧道（ 14 87m）等相继通车；在国内，上海长江隧道（ 15 43m）、武汉长江隧道（ 11 38m）、广深港狮子洋隧道（ 11 18m）、南京长江隧道（ 14 5m，纬七路）、杭州钱江隧道（ 15 43m）等一批大直径盾构隧道相继建成通车。 与矩形断面相比，圆形断面的利用率偏低，因此如何提高圆形断面利用率，使盾构隧道实现最大化的功能利用，具有重要的现实意义，这对大直径、超大直径盾构尤为突出。国内外典型的盾构横断面布置形式有以下几种： （1）公轨两用。典型代表为上海长江隧道（图1 2）、武汉长江隧道（图1 3）、南京长江隧道、杭州钱江隧道等，其特点为盾构空间分成两块，上部为道路，下部为轨道。 图1 2上海长江隧道断面 图1 3武汉长江隧道断面 （2）双层道路。典型代表为法国A86公路隧道（图1 4）、上海复兴东路隧道（图1 5）、军工路隧道、南京纬三路过江隧道等，其特点为隧道内布置双层车道结构。 图1 4法国A86隧道（单位：m） 图1 5上海复兴东路隧道 （3）道路及管道两用。典型代表为马来西亚精明隧道（图1 6），该隧道内设置了双层车道结构，并将底部空间用作城市泄洪通道，且车道在洪水季节也作为泄洪通道。 图1 6马来西亚精明隧道 （4）市政共同沟。日本早稻田大学提出的“东京大深度地下基础设施网构想”［2］，在隧道内设置以城市垃圾处理为主的物流专用空间、余热供暖管线、上下水道及通信光缆等，断面布置见图1 7。 图1 7东京大深度地下基础设施网构想隧道断面（单位：m） 以上几种断面布置各有特点，体现了充分利用盾构隧道圆形空间的设计理念。同时，可以看出，圆形空间经过合理分区，可以大大提高断面利用率。对于大直径、超大直径盾构，在合理的范围内，分区越多，断面利用率越高。尤其应指出，世界上首次采用双层车道结构的法国A86隧道给其后的盾构隧道建设带来了较大的启发。上海复兴东路隧道为国内第一座采用双层车道结构的盾构隧道，随后上海上中路隧道、军工路隧道、迎宾三路隧道、扬州瘦西湖隧道、南京纬三路过江隧道等均采用了双层车道结构。 随着盾构隧道内部空间分区的增多，内部结构设计施工成为突出的问题。盾构内部结构施工一般滞后管片拼装位置一定距离，与盾构推进同步进行。内部结构施工过程中，尚需要满足盾构机配套设备、管片运输的需求。同时，随着隧道长度增加，双层隧道内部需要设置侧向排烟通道，排烟通道需要考虑防火及风压要求，上层车道与烟道之间需要设置砌块或者钢筋混凝土隔墙，内部结构施工工序与盾构掘进运输工序存在较大干扰。对采用双层车道结构的盾构隧道来讲，施工组织更为困难，因此，本书针对双层车道结构的设计施工进行探讨，供类似工程参考。 1 2盾构隧道内部结构预制化技术 1 2 1内部结构常用的预制化技术 由于隧道内部空间狭小，内部结构施工组织不便，如果完全采用现浇方法施工，不仅施工速度慢，而且影响盾构正常的推进，进而影响整个盾构隧道的工期。因此，在现代盾构隧道施工中，内部结构施工采用半预制化或全预制化技术是必然的趋势。预制结构采用流水线作业、机械化施工，具有标准化程度高、精度好的特点，对于保证结构质量，提高施工速度起到了重要作用。从19世纪末开始，预制结构在建筑、桥梁工程中得到了大量的应用。“预制化、模块化”已经成为目前设计施工的技术前沿与发展方向。 目前，内部结构施工基本属于半预制化［3］方法，即预制构件与现浇混凝土相结合的方法，结构的一部分为现浇混凝土，另一部分是预制构件，将两者结合到一起。图1 8给出了一些内部结构施工的案例。上海长江隧道采用了口型构件、预制板相结合的设计方法［图1 8（a）］［4］；上海延安东路隧道则采用了预制板的结构形式［图1 8（b）］。 值得一提的是，上海延安东路隧道采用预制构件与现浇混凝土相结合的结构形式，并研究了预制构件的吊装工艺、同步施工工艺、隧道纵向沉降监测与质量控制技术，大大提高了盾构内车道结构的施工速度，达到了当时的先进工艺水平［5，6］。 图1 8盾构隧道预制构件施工横断面 采用口形、π形（图1 9）构件的预制化施工工艺、工序见图1 10。 图1 9预制构件图示 1 2 2双层车道结构半预制化技术 从目前国内外的双层隧道盾构建成经验来看，双层车道结构的预制化技术仅能称为半预制化技术。法国A86隧道为半预制化技术的先驱，随之出现了类似的双层车道结构半预制化设计方法。上海复兴东路隧道是国内较早进行上层车道预制化设计的双层隧道，其上层车道采用了预制车道板，车道板通过支座安装于盾构管片侧面的预制牛腿顶面（图1 11），其下层车道则采用现浇技术设计和施工［7］。图1 10盾构内部单层道路同步施工工序纵、横断面 1 下层道路预制件；2 压重块；3 牛腿；4 上层车道板；5 管片；6 防冲撞侧墙；7 盾构机； 8 1号车架；9 2号车架；10 3号车架；A1 第一工区；A2 第二工区；A3 第三工区；A4 第四工区 图1 11复兴东路隧道横断面及牛腿管片照片（单位：mm） 复兴东路隧道为双管双层6车道盾构隧道，隧道外径11m，内径10 04m，上层车道净高2 6m，下层车道净高4m，是国内第一条泥水平衡盾构施工的双层隧道工程。上层车道板尺寸较大（9 4m×1 5m×0 4m），重14t，起吊高度受限（到隧道顶4 3m），同步施工难度大［8］。 为解决这一问题，上海市第二市政工程有限公司针对复兴东路隧道（图1 12）专门研究了双层隧道同步施工技术（专利号：CN 200410025247 5，双层公路隧道的盾构掘进与道路同步施工方法），见图1 12。该方法通过安装带有牛腿的管片，同步在牛腿上铺设钢筋混凝土行车道板，在工作井的负环管片处设置一个带开口的钢平台，用做在井口处由地面向隧道下层输送工件的垂直通道入口，上层道路预制板通过工作井井口垂直吊运至井下钢平台，再通过电机车水平运输至安装工作面，最后通过同步道路施工台车对预制板进行拼装，并浇筑路面［9］。 图1 12复兴东路隧道上层车道施工示意图 1 上层架梁行车；2 牛腿垫层；3 牛腿；4 上层电瓶车； 5 下层电瓶车；6 钢丝葫芦；7 台车联系梁；8 双轨行车机构；9 管片运输车 上述方法存在以下不足：①预制的牛腿限制了管片制造及拼装施工的灵活性；②上层车道的整体性较差，抗震不利；③管片拼装质量直接影响内部结构。上海隧道工程股份有限公司在随后的上中路隧道、迎宾三路隧道施工中对盾构隧道内双层道路结构施工问题进行了针对性的研究，并发明专利“隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法”，对双层道路同步施工方法进行了详细的说明。以迎宾三路隧道内部结构施工为例示意其施工过程（图1 13）［10］。 图1 13隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法 1 2 3双层车道结构全预制化技术 上海军工路隧道采用双层车道结构，隧道内径13 3m。该隧道内部双层结构曾进行过全预制化设计，如图1 14所示，双层车道结构从下到上依次分为3个预制结构，4个预制构件：底部车道结构及上层车道基础、两侧的箱形构件和上层行车道板。本方案中车道板通过支座简支于两侧的箱形结构顶部。箱形结构、下层车道及上层车道均采用2m宽的预制构件进行纵向和横向拼接。 图1 14军工路隧道预制方案图 由于隧道内部空间狭小，底部的预制车道基础、两侧的箱形预制结构安装难度大，对盾构掘进施工影响大，最终军工路隧道未采用该全预制方案，而采用了半预制化结构方案（图1 15）。 图1 15军工路隧道半预制方案图

显示全部信息

盾构隧道内部双层车道结构预制化设计技术

发布书评

相关图书推荐