[发明专利]一种盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法及应用

权利要求书

1.一种盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）基于荷载结构法进行室内模型试验，获得在不同变形模式下，盾构隧道结构水平扩张值与荷载的关系曲线，记为第一关系曲线，通过设置的多个关键点划分为若干阶段，每一关键点对应一水平扩张阈值；

2）进行粘钢补强结构破坏试验，获得加固结构的承载性能以及加固结构水平扩张值与荷载的关系曲线，记为第二关系曲线；

3）基于所述第二关系曲线拟合获得加固点水平扩张值与结构极限承载力以及加固点水平扩张值与结构刚度的曲线公式；

4）获取现场盾构隧道结构的变形模式与变形条件，基于所述曲线公式及所述第一关系曲线确定粘钢加固时机，具体为：

获取现场盾构隧道结构的水平扩张值，根据第一关系曲线的水平扩张阈值获得结构所处阶段，再将水平扩张值带入曲线公式，依次得到当前粘钢加固结构的极限承载力和结构刚度；

根据极限承载力和结构刚度的判定条件分别得到合理粘钢加固时机的结构水平变形区间，两者交集所成区间即为合理粘钢加固时机的选择范围。

2.根据权利要求1所述的盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法，其特征在于，所述变形模式包括“横鸭蛋”变形模式和“竖鸭蛋”变形模式，其中，所述“横鸭蛋”变形模式为隧道结构竖向收敛大于水平扩张，所述“竖鸭蛋”变形模式为隧道结构竖向收敛小于水平扩张。

3.根据权利要求1所述的盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法，其特征在于，所述室内模型试验具体为：

基于相似比获得管片模型，在选定变形模式下，采用全周加载装置对管片模型进行加载，记录管片模型变形状态与荷载的关系。

4.根据权利要求1所述的盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法，其特征在于，所述粘钢补强结构破坏试验中，先增加水平荷载至加固点的变形条件，再保持荷载不变，即考虑二次受力模式，基于相似比进行粘钢加固，获得加固结构的承载性能以及加固结构水平扩张值与荷载的关系曲线。

5.根据权利要求1所述的盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法，其特征在于，所述关键点包括结构首次开裂点、钢筋或螺栓首次屈服点、极限状态点和结构即将垮塌点。

6.根据权利要求1所述的盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法，其特征在于，根据极限承载力的判定条件得到合理粘钢加固时机的结构水平变形区间具体为：在确定结构所处阶段后，比较当前粘钢加固结构的极限承载力与当前所处阶段的两关键点所对应的结构极限承载力的关系，获得合理粘钢加固时机的结构水平变形区间。

7.根据权利要求1所述的盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法，其特征在于，根据结构刚度的判定条件得到合理粘钢加固时机的结构水平变形区间具体为：在确定结构所处阶段后，比较当前粘钢加固结构的结构刚度与当前所处阶段的两关键点所对应的结构刚度的关系，获得合理粘钢加固时机的结构水平变形区间。

8.一种基于如权利要求1所述的时机确定方法的盾构隧道结构粘钢补强加固方法，其特征在于，该方法基于所述时机确定方法确定的加固时机对现场盾构隧道结构进行加固。