Analysis of Ultimate Bearing Capacity and Parameters of Steel Support Cutting Pipe Roofing Structure

SSCP管幕结构的极限承载力与参数分析

期刊：TRANSPORTATION RESEARCH RECORD JCR Q3

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Abstract：摘要、综述

背景：为了提高施工安全和精度提高利用率，一种新的管幕工法被提出。即多跟钢管打入土中，再将其连为一体。

研究方法与内容：

理论分析-结构的破坏模式和受力特性；

室内试验和数值模拟--极限承载力和影响参数

主要结论：

结构的承载力取决于钢管的屈曲荷载;

钢管屈曲 → 结构破坏

钢管chord height ration↑，极限承载力先↑再↓0.33最大值

结构的极限承载力--钢管壁厚和长度

2.3倍为最佳

Introduction：引言、综述全文

第一段：

大帽子：城市地下空间很重要，有许多的工法在应用。however

上面的工法都有各种问题，有必要进行改进

小帽子：管幕工法是一种新型开挖方式，能很好支持地下开挖工作

第二段：

管幕工法的发展历史，国外-国内

第三段：

管幕工法的计算公式-室内试验发展

however， 上述工法有很多问题，为了解决问题一种新的工法被提出

理论分析-失效模型、力学特性

室内试验和数值模拟 - 承载能力、影响参数

aim to 改进地下工程非开挖技术，为管幕工法的应用做指导

Pipe-Roof Structures in Underground Excavations：地下开挖中的管幕结构

2.1：传统管幕结构

临近钢管互锁成为管幕结构+开挖土方时的临时支护

横向刚度很低，临时支架增加了成本和复杂度

adjacent steel pipes are connected by interlock to form the pipe roofing structure, temporary supports while the soil is excavated

2.2 STS结构

相邻钢管由法兰板、螺栓和混凝土连接

由于安装横向连接螺栓，精度高，工艺复杂，工期延长

pipes are connected by flange plate, bolt, and concrete

2.3 NTR工法

大直径钢管推入，肋梁连接钢管，钢管内完成钢筋绑扎和混凝土浇筑。

结构有一个拱形部分，空间利用率低。

2.4 SSCP工法

临近钢管由钢板连接，底部＋钢支撑，横向刚度、承载能力↑

结构简单→精度要求↓ 复杂度、建造时间↓

钢板下的钢管被切割回收，节省材料，空间利用率高

2.5 SSCP建造过程

Structure Failure Modes：结构破坏模式

3.1钢支架

3.2 钢板

3.3 钢管

Experimental investigations：试验研究

4.1 试样设计

3个件，控制变量对比钢管直径、钢管厚度

4.2 试件制造

4.3 材料性能

4.4 进行试验

4.5 结果与讨论

4.6 参数研究

chord height and thickness are pronounced

Numerical analyses：数值模拟

5.1 有限元模型

5.2 网格划分

5.3 材料属性

5.4 接触设置

5.5 边界条件和加载方式

见5.1

5.6 模型验证

5.7 钢管弦高比

5.8 钢管厚度

5.9 钢管接头长度

Conclusion：结论

小帽子，回顾研究背景和内容

1：SSCP的主要结构，期中钢管是主要决定因素

2：室内试验，钢管参数变化对试验结果有较大影响

3：弦高比的影响，最佳为0.3

4：钢管厚度的影响

5：钢管接头长度的影响