不同边界条件对异形盾构管片接头力学性能的影响研究

朱叶艇， 张子新， 朱雁飞

(1. 上海隧道工程有限公司, 上海 200232； 2. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系, 上海 200092)

0 引言

施工过程中，综合现场施工环境、作业空间以及拼装机抓取能力等因素，为满足预制拼装要求须对盾构法隧道整环管片进行分块设计。接头就是分块后的产物，可通过它们实现管片块与块或环与环之间的连接[1]。常见的接头型式有无连接件接头、螺栓接头、插入式接头等，其中，螺栓接头的应用最为广泛。

接头力学性能的好坏直接决定了整环管片的承载能力和抗变形变能力[2]。由于接头较为复杂的非线性力学特征，相较于力学解析、数值模拟等研究方法，原型整环管片加载试验是获取接头力学特性最为直接、有效的手段[3]。然而，由于整环试验投入成本和试验风险过高，一般情况下如无特殊需求，研究人员主要通过原型管片接头加载试验[4]检验接头承载能力并获取接头转动刚度、破坏模式等关键信息，但现有接头加载试验的研究方法和成果在运用上存在值得考量的问题。

首先，用于原型接头加载试验的弯矩和轴力组合一般为设计单位根据设计规范计算获得的设计值。由于关键设计参数(横向刚度有效率η和弯矩传递系数ξ)取值仅凭经验，且计算过程中应用多种荷载组合系数，故与实际地应力条件下的接头荷载差异较大，所得试验结果主要用于设计验证。其次，接头荷载试验往往不考虑错缝拼装效应[5]。再者，实际条件下管片接头承受剪力作用并表现出错台行为，而该行为将对接头端面的应力分布产生影响，并进一步影响接头的转动和张开，而现有的管片接头试验几乎没有针对该问题进行讨论。……