带接头管线变形计算的传递矩阵法

作者：程霖; 杨成永; 路清泉^*; 马文辉; 车敬珂

来源：湖南大学学报(自然科学版), 2021, 48(09): 79-87.

DOI：10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2021.09.009

• 地下管线
• 接头
• 相对转角
• 弹性地基梁
• 传递矩阵法

地铁隧道开挖引起邻近地下管线产生附加变形,甚至造成管线破坏.将带接头地下管线视为弹性地基梁,将接头简化为"自由铰"与"弹簧铰".基于Winkler地基模型列出管线变形的控制微分方程,采用传递矩阵法求解,推导了管节场矩阵和管线接头点矩阵,得到关于微分方程未知边值的线性方程组.收集了现场实测数据并进行案例计算和离心模型试验,将本文方法计算结果与有限元法、实测数据和试验结果进行对比,验证了计算模型和传递矩阵法的正确性.对管线变形的影响因素进行了参数分析,结果表明,对于接头变形,隧道中线与接头位置重合为最不利工况.在土质地层中,自由铰相对转角基本不受地基系数影响,因而自由铰管线易产生较大的相对转角.管节长度为沉降槽宽度系数的1.6倍时,接头相对转角出现峰值.接头归一化相对转角的极限值为1.1,在缺少设计资料情况下,该值可作为接头归一化相对转角的保守估计值.

• 单位
  建筑工程学院; 北京交通大学; 中国建筑第二工程局有限公司; 北京市市政工程设计研究总院有限公司; 北京市轨道交通建设管理有限公司