中俄东线天然气管道长江盾构隧道管片接头抗弯性能

油气管道水下盾构隧道处于高水压、大埋深的特殊环境，其管片接头的力学性能与常规盾构隧道差异较大。以中俄东线天然气管道长江盾构隧道工程为例，基于有限元软件ABAQUS建立了管片接头三维精细化模型，对接头变形特征、螺栓应力应变以及抗弯刚度变化进行分析，重点研究了接头抗弯性能变化的整体力学响应特性。结果表明：在管片接头压弯状态下，依据接头竖向位移、张开量以及螺栓应力应变情况，接头的受力状态可分为接缝缓慢张开、接缝张开螺栓受力以及接头失稳螺栓屈服3个阶段；在接缝缓慢张开阶段，轴力约束越强，螺栓开始分担压弯作用的时机越迟；接头张开量对于轴力大小有较强敏感性，随轴力增加，张开量增长速率的“减缓段”占接头压弯过程比例逐渐减小；对于大埋深、高水压的小断面盾构隧道，管片接头分别在正、负弯矩的作用下，其变形特征对比不明显，但同等轴力水平下正弯矩对接头螺栓变形的影响较大。中俄东线天然气管道长江盾构隧道接头的抗弯性能集中体现了油气管道盾构隧道接头受力特征，可为盾构隧道管片结构设计提供参考。（图9，表1，参22）