摘要：为了探索沉管隧道变截面管段浮运过程水流流场特征,开展管段浮运阶段绕流的CFD模拟,在模型试验结果验证的基础上,揭示变截面管段浮运过程水流流场及水流力分布特征,而后针对现有规范水流力计算公式存在的不足,提出修正理论计算法。研究结果表明:CFD计算结果与模型试验结果吻合,数值模拟管段浮运可行且具备合理性;迎水面均匀流绕流管段,在壁面粘滞力和逆压梯度的作用下,来流与壁面分离并被挤向主流区;管尾流态结构发生显著变化,形成一定尺度的回流区;数值分析及模型试验结果验证了规范公式水流力分布规律,但规范公式计算量值存在不容忽视的误差;耦合流速影响的水流力修正计算较规范方法,能更准确的表征出管段受力情况。

摘要：文章借助计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件开展变截面管段浮运与沉放过程的绕流模拟,在模型试验验证的基础上,揭示管段浮运与沉放过程水流流场、压力场及涡动结构演化特征,并以此为基础,评价管段浮运和沉放方案的合理性。研究表明:CFD计算结果与模型试验结果吻合,数值模拟管段浮运可行且具备合理性;管段浮运与沉放阶段,迎水面均匀流绕流管段并加速减压,来流被挤向主流区,使水流与壁面边界层分离,在尾部形成回流区;管段表面局部出现紊流,并在壁面周围形成旋涡,涡动随流速的增加而逐渐增强。对数值计算结果进行分析,结果表明:管段沉放系泊采用的重力锚与地锚稳定性满足设计要求;管段浮运牵引及沉放系泊的钢缆拉力显著小于设计破断荷载,管段浮运与沉放钢缆方案满足强度要求。文中对管段浮运、沉放牵引钢缆方案进行了优化。

摘要：为探索沉管隧道变截面管段浮运过程的水流力与系缆桩可靠性,以广州洲头咀沉管隧道为依托,借助CFD软件建立流体动力学模型,计算管段横向浮运所受的水流力并探讨规范水流力公式的适用性;以此为基础,利用ANSYS开展管段浮运系缆桩可靠性分析。研究表明:1)规范水流力公式具备一定的适用性,采用结构形式为矩形梁时对应的水流阻力系数会导致与数值计算结果存在不容忽视的差别,通过CFD计算结果修正后两者吻合较好;2)系缆桩处于弹性受力状态,刚度与强度均未被削弱,设计方案可满足浮运安全要求;3)钢丝绳拉力作用下管段结构混凝土处于带裂缝工作状态,需基于计算结果对系缆桩预埋件锚固区做局部加强以抑制裂缝发展。

摘要：借助有限元法建立沉管隧道施工临时支撑的精细计算模型,揭示管段采用变截面与否的力学响应特征,分析管段结构破坏机理和形态,并提出结构加固措施,优化设计方案。研究表明:在抗浮力作用下,临时垫块与剪切键支撑具有明显的支点效应,管段出现较小的下沉,且沉降主要由结构变形组成;管段结构空间受力表现为两临时支墩间横向简支、临时支墩与剪切键间的纵向简支,最大变形值出现在两临时支撑垫块中间位置,管段接头处结构变形由中墙向两侧墙逐渐增大;沉管隧道采用变截面管段与否的结构力学响应特征相近,表现为接头剪切键与管段衔接处应力集中,受到较为明显的拉剪效应,诱发局部开裂;管段结构在接头剪切键与临时支撑垫块位置出现不同程度的应力集中,控制不当易引发结构渐进破坏,需设置针对性的控制措施,以抑制管段结构裂隙的形成与发展。

摘要：该文结合工程前期研究和工程设计情况,对洲头咀越江隧道工程总体布置作了简要分析介绍,重点就影响隧道总体布局的关键因素进行分析论证,并综述了工程的主要技术特点和技术创新点。