沉管隧道接头减震耗能装置设计与试验验证

来源：中国血液净化杂志2016年第12期北京时间：

作者：禹海涛, 萧文浩, 袁勇, 刘洪洲, 蒋至彦

单位：1. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室, 上海 200092;2. 同济大学 地下建筑与工程系, 上海 200092;3. 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室, 上海 200092;4. 中交公路规划设计院有限公司, 北京 100088

摘要：为了探讨管节接头在地震作用下的减震措施和手段，首创性地提出了基于金属屈服耗能阻尼器的沉管隧道管节减震耗能方法，设计了一套可用于沉管隧道管节接头的减震耗能装置，并通过关键参数优化的方法，以接头弯矩-转角曲线所围成的面积作为优化目标函数，对该减震耗能装置的线刚度进行优选；最后，通过对接头施加水平弯矩荷载，完成了无减震耗能装置接头和安装减震耗能装置接头2组大比尺对比结构试验，分别得到2组试验工况下管节接头的弯矩-转角曲线，计算得到管节接头力学性能参数（如抗弯刚度和滞回圈面积等），并对各参数进行了对比分析，检验了该减震耗能装置用于提高沉管隧道抗震性能的技术可行性。试验结果表明：无减震装置和安装减震装置后，接头的弯矩-转角曲线均出现明显的滞回圈，两者滞回圈形状大致相同；与无减震耗能装置的接头试验相比，安装该减震耗能装置后，在接头承受相同的转角条件下，接头所承受的最大弯矩从730 kN·m提高到了1 000 kN·m，提高了约37%；接头弯曲刚度由6.19×10⁵ kN·m·rad^-1提高到8.97×10⁵ kN·m·rad^-1，增大了约45%；而反映接头耗能性能的接头弯矩-转角曲线所围成的滞回圈的面积提高了约69%，接头的滞回性能得到了显著的提高。

关键词：隧道工程,沉管接头,减震耗能试验,金属屈服耗能阻尼器,滞回性能

基金资助：国家自然科学基金项目（51678438，51478343）；“十一五”国家科技支撑计划项目（2011BAG07B01）；上海市科学技术委员会重点支撑项目（16DZ1200302，16DZ1201904）；上海市教育发展基金会晨光计划项目（13CG17）；上海市青年科技启明星计划项目