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管片接头是盾构隧道衬砌环结构最薄弱的部位,对结构的综合性能起着控制性作用,但目前有关该类接头的加固策略还相对较少。课题组前期就正弯矩作用下采用槽钢部件加固该类接头的可行性进行了初步探讨,在此基础上本文进一步就负弯矩作用下以及火灾后上述加固策略的有效性进行探讨。主要工作如下:1、在用钢量相同的情况下,分别采用槽钢和钢板作为加固部件,开展了3个加固后管片纵缝接头在负弯矩作用下的力学性能试验,对比了两种加固部件的加固效果。研究表明:(1)钢板加固试件和槽钢加固试件相比未加固试件的有效承载力提高幅度分别达85%和121%,相同荷载水平下槽钢加固试件的外弧面张开量明显小于钢板加固试件;(2)钢板加固试件和槽钢加固试件的竖向荷载-接头挠度曲线呈现出较明显的双折线特征,二者初始刚度基本一致,但加载后期后者比前者具有更好的变形抵御能力;(3)加固部件的应变主要集中在距离接头±250 mm范围内,可通过加强该范围内的锚固措施以进一步提高加固效果。2、采用有限元软件ABAQUS,建立了管片纵缝接头的三维计算模型,在用钢量相同的情况下,分别考察了正、负弯矩作用下采用不同型号和不同数量槽钢部件加固后接头的力学行为。研究表明:为减少加固部件对隧道限界的影响,适当降低槽钢部件的截面高度并增大其长度或增加其数量,不仅对加固后接头的前期刚度无明显影响,而且正弯矩作用下加固后接头的承载能力和后期刚度还有所提高,但这种做法对提高加固后接头的负弯矩承载能力没有效果。3、开展了5个管片纵缝接头的明火试验,以及火灾后未加固/加固试件在正弯矩作用下的力学性能试验,考察了高温后接头的剩余力学性能以及槽钢部件对火损接头的加固效果。研究表明:(1)管片混凝土的高温爆裂主要集中在内弧面的中部位置,接头附近未发生爆裂,爆裂初始时刻集中在升温后10 min左右,爆裂持续时间12~22 min,最大爆裂深度约为钢筋保护层厚度;(2)受火120 min后,橡胶密封垫靠受火侧的温度约60~90℃,接头处螺栓表面温度约550~600℃,定位棒温度约100~120℃;(3)采用槽钢部件加固后,火损试件的承载能力相比未加固试件明显提高,甚至超过常温对比试件,且刚度亦明显改善。