鋼-混凝土組合沉管結構抗剪機理

宋神友， 李永軒， 金文良， 劉玉擎

(1. 深中通道管理中心， 廣東 中山 528400； 2. 同濟大學 土木工程學院， 上海 200092)

自從英國1986年首次提出鋼-混凝土組合結構沉管隧道方案以來，該組合結構因在近海和海洋中具有較好的工作性能，成為了具有競爭力的隧道結構形式之一[1].該沉管隧道主要有以下三方面優勢：合理的力學性能，鋼板對內部混凝土有約束作用，同時混凝土能夠有效地防止受壓區鋼板的失穩；良好的施工性能，隧道的內外層鋼板可以作為混凝土澆筑的模板，同時又能夠提供良好的防水性能；較好的經濟效益，構造上無鋼筋，減少了因鋼筋綁扎等造成的人力成本.因此，鋼-混凝土組合結構被認為是一種具有應用前景的沉管隧道結構.隧道橫斷面的抗剪受力性能對結構安全性來說至關重要，而混凝土的受剪破壞往往是以脆性破壞為主，因此確保鋼-混凝土組合沉管結構的抗剪性能是隧道結構設計的關鍵問題之一.

近年來，針對實際應用中采用的設置縱隔板、橫隔板的組合沉管結構，目前僅有日本開展了相關研究并形成設計標準草案[2].文獻[3]以桁架模型為基礎，系統地闡釋了日本標準的設計思路，并提出了分別計算受拉鋼板失效、受壓混凝土失效并取兩者較小值作為設計值的計算方法.文獻[4]采用四點彎剪加載研究了腹板為不連續鋼板的組合沉管結構的彎剪性能，并分析了不同腹板厚度條件下的抗剪承載力.文獻[5]采用四……