管幕箱涵一体化隧道结构抗剪性能试验与理论研究

作者：谢雄耀; 邹佳; 周彪^*; 戴清; 韩建军; 曾英俊

来源：中国公路学报, 2023, 36(11): 278-288.

DOI：10.19721/j.cnki.1001-7372.2023.11.009

• 隧道工程
• 抗剪性能
• 足尺试验
• 管幕箱涵一体化隧道结构
• CT形一体化接头

管幕箱涵一体化隧道结构是打通城市新建道路与既有道路相交形成的断头路的新型地下穿越通道结构，结构横截面抗剪性能对确保隧道安全至关重要。为研究该结构的抗剪性能，开展足尺抗剪试验验证了结构的抗剪能力并明确了结构破坏模式，建立有限元分析模型分析了填充混凝土强度、钢板强度、腹板厚度和CT形一体化接头长度对抗剪承载力的影响，并基于抗剪试验现象和有限元分析结果推导了抗剪承载力理论计算公式。试验与理论分析结果表明：CT形一体化接头的脱空破坏导致结构刚性显著减弱引导结构破坏；结构破坏模式主要表现为临界斜裂缝贯通破坏、跨中竖向剪切裂缝贯通破坏和CT形一体化接头区域受剪破坏；抗剪承载力随着材料强度的提高而提高，相比于填充混凝土，钢板的强度提升对抗剪承载力的提升效果更加明显；腹板厚度对抗剪承载力的影响最显著，腹板增厚66.67%能够引起44.54%的承载力提升；CT形一体化接头长度越小，抗剪承载力越大，但影响效果较小，53.33%的接头长度变化只能造成7.71%的承载力变化；根据从试验现象和有限元分析结果总结得到的合理理论假定、混凝土斜压杆传力机制和接头三角区破坏推导的抗剪承载力理论计算公式，考虑了腹板和CT形一体化接头的影响，能够以很小的误差(平均误差-2.30%、标准偏差2.75%)预测试验和有限元分析的抗剪承载力结果。

• 单位
  上海市建筑科学研究院有限公司; 土木工程学院; 同济大学