中国公路学报

作者：宋远, 黄明利, 张旭东, 李然

单位：1. 安徽理工大学　土木建筑学院，安徽　淮南　232001","2. 北京交通大学　城市地下工程教育部重点实验室，北京　100044","3. 中铁十一局集团有限公司，湖北　武汉　430061","4. 中铁四局集团有限公司，安徽　合肥　230023

关键词：隧道工程,空间网架,模型试验,抗弯性能,螺栓端板节点,组合套筒节点

<p>为解决软弱围岩暗挖隧道变形控制技术难题，满足高承载力和高稳定性的支护需求，研发出了一种新型装配式空间网架（SRG）支护结构。节点作为整环结构受力及变形的薄弱部位，其力学特性对准确评价整体承载性能至关重要，为了探明不同节点形式的性能差异，针对SRG拱架开展了螺栓端板节点、组合套筒节点和无节点构件的纯弯室内足尺试验和数值模拟，对比分析了各构件的变形过程和破坏形态，建立了弯矩-曲率函数方程，定量评价了节点抗弯刚度及承载力。系统分析了端板厚度、套筒长度、钢管壁厚等参数对螺栓端板节点、组合套筒节点及无节点试件力学性能的影响规律，明确了节点参数影响机制，提出了拱架节点参数合理取值及设计建议。此外，依托广州地铁暗挖隧道工程开展了SRG拱架的现场应用。结果表明：螺栓端板节点具有较高的韧性和承载能力，在加载过程中节点力系传递明确，受力变形稳定，可作为SRG拱架优选的节点类型；组合套筒节点具有较好的延展性和后期变形能力，在加载过程中组合套筒受力状态良好，未产生明显变形；端板厚度增加，试件的屈服承载力增幅明显，厚度由15 mm增至25 mm，承载力相应提高了14.6%；采用“上3下4”螺栓布置方式的节点构件，其屈服承载力与“上5下6”螺栓布置方式仅相差3.1%；相较于格栅拱架支护，SRG拱架的整体性有所增强，围岩控制效果得到明显改善，拱顶沉降值和周边收敛分别减少了31.6%和31.4%，研究结果可为今后类似工程的设计与施工提供借鉴。</p>

来源：2024年第4期

《中国公路学报》期刊编辑部

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