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顶管工程中的沉井一般都是垂直地面做顶进井与接收井,在顶进井内用液压千斤顶顶推管节,然后再接收井内接收管节,如此反复形成地下管网。顶管工程中的沉井一般在施工现场现浇,在城区施工时点用大幅的路面,施工工期较长,不仅污染环境,制造噪音,而且往往容易造成城市道路的拥堵,给城市生活不便。
在建筑工业化飞速发展的今天,采用先进、适用的技术、工艺和装备,科学合理地组织施工,发展施工专业化,提高机械化水平,减少繁重、复杂的手工劳动和湿作业,发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营,为建筑市场提供各类建筑使用的通用建筑构配件和制品成为主流。
预制装配式沉井在国外发达国家已经得到应用,但在国内尚无相关资料,因此研究用预制拼装的沉井代替目前的现浇沉井有很强的现实意义。
本文以南京和燕路雨污分流第15号和第13号沉井为工程背景,研究了如何将预制拼装构件有效地形成整体结构。在预制阶段采用环与环的匹配预制,为了使装配式沉井具有整体工作的性能,必须引入预应力。在本沉井中引入竖向预应力,在第三环中有一段失效段,目的是使预应力筋和混凝土之间有一定的滑动趋势。本论文应用Midas/FEA建立模型进行研究与分析,利用该软件特有的钢筋单元建立预应力筋,较好的模拟了装配式沉井在预应力筋作用下的整体工作性能。现场的实测证明,理论计算结果与有限元的模拟结果较为吻合。
本文还研究了预制拼装沉井的现场施工工艺。吊装工艺需要考虑到吊装过程中,未形成工作整体的沉井的稳定性。在吊装完预制块后,先进行预应力的张拉,然后浇注后浇带。预应力的张拉结果发现,张拉的实测值大于理论计算值,这是由于精轧螺纹钢筋与连接器之间产生了相对滑移,从而增加了实测值。
本文最后通过对南京和燕路雨污分流第15号和第13号沉井工程进行施工监测,对比了应用有限元理论分析的结果,分析与研究了预制拼装沉井的应用效果。由于现场土质较好,实际的顶推力并没有达到设计的值,因此实测数据相对偏低,但是与有限元模拟结果相差不大。并且呈现出相同的趋势。说明预制装配式沉井传力较好,整体工作性能良好。