超高性能混凝土（UHPC）连接的预制板式拼装综合管廊受力性能研究

陈思乐; 陈盛扬; 江佳斐; 薛伟辰; 李亚; 王恒栋; 王建

doi:10.3724/j.gyjzG25121707

超高性能混凝土（UHPC）连接的预制板式拼装综合管廊受力性能研究

doi: 10.3724/j.gyjzG25121707

1. 同济大学土木工程学院, 上海 200092;
2. 上海师范大学建筑工程学院, 上海 201418;
3. 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司, 上海 200092

基金项目:

“十三五”国家重点研发计划（2016YFC0802405）。

详细信息

作者简介:
陈思乐，本科，主要从事预制混凝土结构的研究。

通讯作者:
李亚，博士，副教授，主要从事装配式混凝土结构研究，liya@shnu.edu.cn。

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出版历程
- 收稿日期: 2025-12-17
- 网络出版日期: 2026-04-11
- 刊出日期: 2026-02-20

Mechanical Property of Precast Slab-Assembled Utility Tunnel with UHPC Connections

1. College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;
2. School of Civil Engineering, Shanghai Normal University, Shanghai 201418, China;
3. Shanghai Municipal Engineering Design Institute (Group)Co., Ltd., Shanghai 200092, China

摘要

摘要: 超高性能混凝土（UHPC）连接的预制板式拼装混凝土综合管廊由底板、侧壁和顶板组成，其中底板出筋并通过UHPC与侧壁纵筋形成搭接。为研究UHPC的连接预制板式拼装混凝土综合管廊的受力性能，基于商用有限元软件ABAQUS，建立了此类综合管廊的分析模型，开展了节点试验以验证模型关键构造的合理性。试件的破坏形态、承载力与延性均与有限元计算结果基本吻合。在此基础上，开展了有限元参数分析，主要研究参数包括轴压比（0.05，0.1，0.15）与UHPC后浇段的位置（底板上表面处、底板以上350 mm处、底板以上500 mm处）等。有限元分析结果表明：预制和现浇模型的破坏模式均为侧壁受弯破坏，预制模型比现浇模型的承载力低3%；与轴压比为0的综合管廊相比，轴压比为0.05，0.1，0.15模型的承载力分别提高了11.6%，15.4%，18.3%，延性系数分别降低了2.4%，5.4%，8.6%；UHPC后浇段的位置对管廊整体结构的承载力与延性影响不大。可见，UHPC连接的预制板式拼装混凝土综合管廊具有良好的受力性能。
- UHPC /
- 板式拼装混凝土综合管廊 /
- 有限元分析 /
- 力学性能
Abstract: A precast slab-assembled concrete utility tunnel connected by Ultra-High Performance Concrete （UHPC） consists of a base slab， sidewalls， and a roof slab， and the rebars protruding from the base slab are lap-spliced with the longitudinal reinforcement of the sidewall by UHPC. To study the mechanical properties of the precast slab-assembled concrete utility tunnel with UHPC connections， an overall model of the utility tunnel was established based on the commercial finite element software ABAQUS. A joint test of the utility tunnel was conducted to validate the model’s rationality. The failure modes， bearing capacity， and ductility of the specimens were in good agreement with the finite element calculation results. On this basis， a parametric finite element analysis was conducted， focusing on key parameters such as the axial compression ratio （0.05， 0.1， and 0.15） and the vertical location of the UHPC cast-in-place segment （at the base slab top surface， and 350 mm above it， and 500 mm above it）. The finite element analysis results showed that both precast and cast-in-place models failed due to sidewall flexure， with the bearing capacity of the precast model being 3% lower than that of the cast-in-place model. Compared to the utility tunnel with an axial compression ratio of 0， the bearing capacities of the models with axial compression ratios of 0.05， 0.1， and 0.15 increased by 11.6%， 15.4%， and 18.3%， respectively， while their ductility coefficients decreased by 2.4%， 5.4%， and 8.6%， respectively. The location of the UHPC cast-in-place segment had little effect on the overall bearing capacity and ductility of the utility tunnel structure. In general， the precast slab-assembled concrete utility tunnel with UHPC connections has good mechanical properties and shows broad prospects for engineering applications.
- UHPC /
- slab-assembled concrete utility tunnel /
- finite element analysis /
- mechanical properties

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参考文献(16)

[1]	王璐. 叠合板式预制拼装综合管廊中节点抗震性能研究［D］. 上海：应用技术大学，2020.
[2]	姚怡文，蒋理华，范益群. 地下空间结构预制拼装技术综述［J］. 城市道桥与防洪，2012（9）：286-292.
[3]	薛伟辰，王恒栋，油新华，等. 我国预制拼装综合管廊结构体系发展现状与展望［J］. 施工技术，2018，47（12）：6-9.
[4]	刘硕. 低周反复荷载下预制混凝土板拼装综合管廊试验研究［D］. 上海：同济大学，2017.
[5]	刘良林，肖建庄. 钢筋套筒灌浆连接研究进展［J］. 建筑结构学报，2023，44（1）：235-247.
[6]	张雷. 螺栓连接预制混凝土框架柱与节点抗震性能试验研究［D］. 上海：同济大学，2019.
[7]	RICHARD P，CHEYREZY M. Composition of reactive powder concretes［J］. Cement& Concrete Research，1995，25（7）：1501-1511.
[8]	李新星，周泉，李水生，等. 基于UHPC的钢筋错位连接装配式混凝土结构研究及应用［J］. 施工技术（中英文），2023，52（16）：1-6.
[9]	ZHANG Z Y，DING R，NIE X，et al. Seismic performance of a novel interior precast concrete beam-column joint using ultra-high performance concrete［J］. Engineering Structures，2020，222：111145.
[10]	薛伟辰. 新型预制拼装综合管廊受力性能试验研究报告［R］. 上海：同济大学，2019.
[11]	李佳，薛伟辰，宋佳峥. 成型钢筋混凝土柱抗震性能非线性有限元分析［J］. 施工技术（中英文），2024，53（6）：20-27.
[12]	薛伟辰，陈盛扬，胡翔. 预制板式拼装混凝土综合管廊整体结构受力性能分析［J］. 特种结构，2021，38（3）：23-27.
[13]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 混凝土结构设计标准：GB/T 50010—2010［S］. 北京：中国建筑工业出版社，2024.
[14]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑抗震试验规程：JGJ/T 101—2015［S］. 北京：中国建筑工业出版社，2015.
[15]	GRAYBEAL B. Material property characterization of ultra-high performance concrete：FHWA-HRT-06-103［R］. McLean，VA：U.S. Department of Transportation Federal Highway Administration（FHWA），Turner-Fairbank Highway Research Center，2006：1-176.
[16]	QIU M H，SHAO X D，YAN B F，et al. Flexural behavior of UHPC joints for precast UHPC deck slabs［J］. Engineering Structures，2022，251：113422.