懸浮隧道結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)研究進(jìn)展與展望

丁 浩， 程 亮， 李 科

(招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司， 重慶 400067)

0 引言

近年來，水下隧道的建設(shè)水域逐漸由地勢平坦的江河向溝槽發(fā)育的海灣和海峽發(fā)展，傳統(tǒng)建設(shè)工法在復(fù)雜水域面臨著巨大挑戰(zhàn)，需要不斷突破和創(chuàng)新。“鉆爆法+盾構(gòu)法”、“沉管法+懸浮法”和“盾構(gòu)法+懸浮法”等組合工法已成為工程建設(shè)的備選，其中的水中懸浮隧道，現(xiàn)已成為重點研究方向之一。

秦安縣水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境惡劣，干旱缺水是制約經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的最大瓶頸。建立一個合理高效的生態(tài)系統(tǒng)，以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，通過加大花椒產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入，引進(jìn)先進(jìn)花椒品種及栽培技術(shù)。增建節(jié)水灌溉設(shè)施、增施有機(jī)肥、改善土壤理化性狀等耕作技術(shù)，調(diào)整當(dāng)?shù)胤N植結(jié)構(gòu)，建立科學(xué)合理的耕作制度，推廣地膜覆蓋、設(shè)施栽培技術(shù)，充分利用天然降雨，減少地下水的使用，制定立體高效生態(tài)林果業(yè)等一系列措施，控制生態(tài)系統(tǒng)的惡化，實現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展。

懸浮隧道(submerged floating tunnel，SFT)也被稱為“阿基米德橋”，是一種跨越長大水域的新型交通構(gòu)筑物，見圖1，主要由依靠浮力懸浮在水下一定深度處的隧道管體、限制管體過大位移的錨固裝置以及銜接兩岸的駁岸段等組成[1]。懸浮隧道主要有自由式、浮筒式、立柱支撐式和錨索式4種。水中懸浮隧道具有對環(huán)境整體影響小、車輛能耗低、受天氣影響小、造價低、運(yùn)營階段不受惡劣氣候影響且能耗低等優(yōu)勢，成為21世紀(jì)最具競爭力的跨海結(jié)構(gòu)形式。挪威、中國、美國、意大利、日本等對水中懸浮隧道開展了大量可行性研究，為各跨大面積水域交通工程建設(shè)提供更多的備選方案[2-6]。據(jù)報道，2016年，挪威耗資250億美元打造的松恩海峽“2車道”水中懸浮隧道已開始建設(shè)，預(yù)計將于2035年完工[7]。

(a) 外觀示意圖

(b) 結(jié)構(gòu)示意圖

本文綜述近年來國內(nèi)外懸浮隧道斷面結(jié)構(gòu)型式、管節(jié)結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)、錨索渦激振動、懸浮隧道試驗技術(shù)及懸浮隧道適應(yīng)性等方面的研究進(jìn)展，總結(jié)懸浮隧道研究存在的關(guān)鍵問題，討論懸浮隧道需進(jìn)一步深入研究的方向。

1 懸浮隧道分類與斷面結(jié)構(gòu)型式

1.1 懸浮隧道分類

水中懸浮隧道主要有自由式、浮筒式、承壓墩柱式和錨索式4種類型，由于控制原理存在差異，各類懸浮隧道的優(yōu)缺點及適用范圍也不同，見表1。

分別以HPS、PCV2、APP、SS、B.subtilis、E.coli、Salmonella、S.aureu的DNA以及CSFV的cDNA為模板，按照優(yōu)化后體系進(jìn)行ddPCR檢測，驗證特異性。

在深水環(huán)境修建懸浮隧道，需要考慮結(jié)構(gòu)浮重比和外部水壓等永久荷載，隧道運(yùn)營過程中的交通荷載，水流、波浪等環(huán)境荷載，由地震、撞擊等產(chǎn)生的意外荷載，以及由于外部環(huán)境變化產(chǎn)生的變形荷載、鹽度荷載等。水中懸浮隧道荷載條件較為復(fù)雜，主要類型見表2。

1.2 懸浮隧道斷面結(jié)構(gòu)型式

隧道斷面形狀主要取決于隧道設(shè)計功能、設(shè)計荷載和交通量等，并綜合考慮隧道結(jié)構(gòu)的防災(zāi)和耐久性。從滿足公路交通和鐵路交通的角度出發(fā)，隧道斷面形式以圓形和箱型截面為主，而水中懸浮隧道則需要考慮應(yīng)急通道、排風(fēng)通道、檢測通道及壓水艙和排水艙等功能。挪威、意大利、中國、美國、日本等結(jié)合本國不同情況，針對其國內(nèi)的海峽，提出了各具特色的懸浮隧道初步設(shè)計方案及施工技術(shù)方案，形成了以下4種典型的水中懸浮隧道斷面型式設(shè)計方案[8-9]，見圖2。

文獻(xiàn)[10-11]針對均勻流或典型水域的水中懸浮隧道，對不同斷面型式下結(jié)構(gòu)表面的壓強(qiáng)分布、斷面升阻力變化和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行研究，提出合理的斷面型式建議。

文獻(xiàn)[12-13]通過研究斷面型式的相關(guān)內(nèi)容，認(rèn)為水中懸浮隧道斷面選型存在以下幾個方面的共識： 1)隨著來流速度的增加，結(jié)構(gòu)表面正負(fù)壓強(qiáng)區(qū)均有所增大。2)迎流面寬度對懸浮隧道周圍壓力場分布影響很小，對結(jié)構(gòu)升力和阻力影響明顯。3)高寬比一定時，升阻力系數(shù)變化為鈍角斷面>無鈍角斷面； 尾流區(qū)大小為圓形截面>橢圓形截面>耳形截面>多邊形截面。

盡管圓形斷面是更穩(wěn)定的流體靜力學(xué)結(jié)構(gòu)型式，但對于處于復(fù)雜動水環(huán)境中的懸浮隧道，耳形或橢圓形斷面型式的懸浮隧道穩(wěn)定性好、所受升力和阻力較小更為合理?？紤]到水下懸浮隧道往往具有相對更大的截面尺寸，其對周圍流場會產(chǎn)生較大影響，對水流、波浪作用在結(jié)構(gòu)上的阻力與浮托力會產(chǎn)生更大影響。因此，根據(jù)工程海域潮流運(yùn)動為顯著往復(fù)流這一性質(zhì)，并綜合考慮各方面的影響，設(shè)計出了適合該海域的懸浮隧道斷面型式，見圖3。

表1 水中懸浮隧道類型對比

(a) 意大利Messina海峽懸浮隧道

(b) 中國金塘海峽懸浮隧道

(c) 噴火灣懸浮隧道

(d) 日本明石海峽懸浮隧道

圖3某海峽懸浮隧道公路雙向四六車道+雙線高速鐵路斷面設(shè)計方案

Fig. 3 Cross-section of a SFT accommodating highway with dual direction four-lane (six-lane) carriageways + double-track high-speed railway

2 懸浮隧道結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)研究

通過對水中懸浮隧道的優(yōu)缺點及適用性分析可以預(yù)測： 錨索式水中懸浮隧道的可行性及適用性優(yōu)于其它3種類型的懸浮隧道，在未來工程建設(shè)中具有很強(qiáng)的優(yōu)勢和競爭力。因此，本文主要總結(jié)錨索式水中懸浮隧道的研究現(xiàn)狀，并展望其發(fā)展方向。

表2 水中懸浮隧道所受主要荷載

目前，關(guān)于水中懸浮隧道結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的研究主要集中在以波、浪、流為主的環(huán)境荷載，以地震力為主的意外荷載和以浮重比為主的永久荷載幾方面，這幾個方面的研究現(xiàn)狀總結(jié)如下：

2.1 環(huán)境荷載下懸浮隧道管節(jié)動力響應(yīng)

文獻(xiàn)[14-15]根據(jù)流場的勢函數(shù)，推導(dǎo)出二維、三維流場中作用在管體上的流體力表達(dá)式，并通過求解運(yùn)動微分方程，對管體剛度、長度及錨固剛度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行討論。Seo等[16]提出了一種簡化的理論方法，采用線性波理論和莫里森方程同時計算受力，并通過測試物理模型在波浪水槽中進(jìn)行了可靠性驗證。

文獻(xiàn)[17-18]針對波、流作用下懸浮隧道的響應(yīng)問題，開展了波、流共同作用下懸浮隧道的靜、動態(tài)響應(yīng)及漩渦誘發(fā)結(jié)構(gòu)物的動態(tài)響應(yīng)研究。利用Morison方程求解作用在懸浮隧道上的流體作用力，建立了懸浮隧道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的靜、動態(tài)響應(yīng)分析有限元數(shù)值計算模型，得出靜、動態(tài)響應(yīng)的求解方法，并利用該方法對海況條件、結(jié)構(gòu)斷面型式、放置深度和支撐型式等因素對懸浮隧道的動靜態(tài)響應(yīng)影響進(jìn)行了計算分析。文獻(xiàn)[19-20]采用梁單元的CR列式法，在波浪與懸浮隧道管節(jié)結(jié)構(gòu)相互作用的條件下，對波浪入射方向、放置深度及斷面型式等對懸浮隧道管節(jié)動力響應(yīng)的影響進(jìn)行了分析。

文獻(xiàn)[21-23]提出了一種研究懸浮隧道管節(jié)結(jié)構(gòu)在參數(shù)激勵和水動力激勵聯(lián)合作用下的非線性動力響應(yīng)理論方法。認(rèn)為當(dāng)流速達(dá)到一定值時，錨索的渦激振動(VIV)會引起結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈共振，懸浮隧道位移幅值隨波高的增加而增大。管節(jié)結(jié)構(gòu)的浮重比(GBR)和錨索的錨固角度(IMA)共同決定了懸浮隧道的固有振動頻率。

Perotti等[42]在研究懸浮隧道管段和錨索的地震效應(yīng)時，采用三維梁單元模擬懸浮隧道管段、桿單元模擬錨索，結(jié)果表明： 具有不同錨索長度的懸浮隧道管段的動力響應(yīng)差別很大，說明管段的動力響應(yīng)主要由錨索柔度決定。

2.2 交通荷載下懸浮隧道管節(jié)動力響應(yīng)

模型試驗是懸浮隧道研究的一種重要手段。在實驗室內(nèi)按相似原理制作與原型相似的模型，利用相關(guān)測試儀器觀測懸浮隧道模型動力響應(yīng)，能夠推斷原型可能發(fā)生的力學(xué)現(xiàn)象，同時驗證理論推導(dǎo)與數(shù)值分析模型，為后期設(shè)計建造懸浮隧道提供相關(guān)的科學(xué)依據(jù)和方法。特別是對于水域環(huán)境復(fù)雜并伴隨各種動力響應(yīng)的懸浮隧道，開展模型試驗研究相較于數(shù)值模擬等其他方法更具實際和科學(xué)意義。

項貽強(qiáng)等[30]通過將懸浮隧道簡化為等間距彈性支撐梁，基于Morison方程，在綜合考慮流體附加慣性效應(yīng)和阻尼效應(yīng)的基礎(chǔ)上，采用振型疊加法和Galerkin法建立懸浮隧道在移動荷載作用下的振動微分控制方程，并采用四階龍格-庫塔法進(jìn)行數(shù)值求解，以此對移動荷載作用下懸浮隧道的動力響應(yīng)進(jìn)行了分析。

文獻(xiàn)[31-32]將交通荷載簡化為等間距移動的集中荷載，建立了懸浮隧道動力學(xué)模型，并分別研究了張力腿豎向剛度、交通荷載、行車間距對懸浮隧道動力響應(yīng)的影響。文獻(xiàn)[33-34]中，采用移動振動荷載模擬懸浮隧道中的交通荷載，通過開展數(shù)值模擬和正交試驗，分析了車輛輪載、路面不平度、行駛速度等參數(shù)對懸浮隧道跨中豎向振動位移的影響。

2.3 偶然荷載下懸浮隧道管節(jié)動力響應(yīng)

地震、沉船、撞擊、錨索斷裂失效等偶然荷載是懸浮隧道運(yùn)營過程中不可避免的威脅。偶然荷載發(fā)生概率低，持續(xù)時間短，但荷載量值非常大，嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)安全。因此，開展偶然荷載動力響應(yīng)研究，揭示懸浮隧道力學(xué)行為，制定相應(yīng)的防護(hù)措施，對于保障懸浮隧道結(jié)構(gòu)安全十分必要。

孫勝男等[35-36]通過開展懸浮隧道地震響應(yīng)模型試驗，模擬分析了地震激勵下懸浮隧道-水體的相互作用，分析了懸浮隧道地震荷載作用下的反應(yīng)特點，以及影響懸浮隧道動力響應(yīng)的主要因素。文獻(xiàn)[37-38]為模擬真實的海洋地震條件，利用歐拉梁理論和伽遼金法，建立了水下浮動隧道索在水動力和地震作用下的分析模型。利用隨機(jī)相譜法描述了地震在時域內(nèi)的隨機(jī)激勵，討論了水動力、地震和結(jié)構(gòu)參數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)對索動力響應(yīng)的敏感性。晁春峰[39]引入忽略隧道管體彈性變形等假定，推導(dǎo)了理想流體層中懸浮隧道受平面P波(縱波)引起的動水荷載理論計算方法。

文獻(xiàn)[40-41]基于歐拉梁理論推導(dǎo)出懸浮隧道管段受迫振動時的運(yùn)動方程，采用虛擬激勵模擬隨機(jī)地震輸入，數(shù)值模擬了懸浮隧道管體在平穩(wěn)隨機(jī)地震作用下的動力響應(yīng)。

國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于懸浮隧道結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的研究主要考慮均勻流、簡支梁下的流固相互作用，建立結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析模型。由于理論推導(dǎo)存在的局限性，已有研究模型相對過于簡化，很多研究忽略阻尼項。因此，采用數(shù)值模擬與模型試驗相結(jié)合的方法，考慮湍流等復(fù)雜流場開展懸浮隧道結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)研究，分析流體結(jié)構(gòu)相互作用的影響及作用機(jī)制，更好地描述真實條件狀況將是下一步研究結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的重要手段。

“文化置換是赫維與希金斯所采用的術(shù)語，用來指“譯者在把源文本內(nèi)容轉(zhuǎn)移到目標(biāo)文化語境的過程中，可能會采用的對字面翻譯的各種不同程度的偏離”（1992：28）按照他們的觀點，所有的文化置換都是與字面翻譯站在相反面上的。這樣做的效果就是譯本中源語的特征非常有限，而其與目標(biāo)語文化的距離卻非常接近”。（轉(zhuǎn)引自譚載喜，2005，p.49）

3 懸浮隧道錨固形式與錨索渦激振動研究

懸浮隧道錨索具有柔度大、阻尼小、質(zhì)量輕的特點，相比于隧道管體更容易在各種激勵下產(chǎn)生振動。作為懸浮隧道的關(guān)鍵組成部分，國內(nèi)外學(xué)者圍繞錨索振動開展了大量研究。

文獻(xiàn)[24-25]通過建立均勻來流作用下水中懸浮隧道動力響應(yīng)計算模型，并利用伽遼金方法和四階龍格庫塔方法求解方程，研究了隧道長度和均勻來流流速對水中懸浮隧道橫向振動響應(yīng)的影響。以千島湖懸浮隧道的構(gòu)想方案為工程背景，在考慮非線性流體阻力和錨索非線性回復(fù)力的影響基礎(chǔ)上，建立結(jié)構(gòu)有限元模型，探討管體基本參數(shù)對結(jié)構(gòu)在動水荷載作用下動態(tài)行為的影響，認(rèn)為管體浮重比(BWR)對懸浮隧道和錨固系統(tǒng)的動力響應(yīng)都起著至關(guān)重要的作用，在設(shè)計階段應(yīng)予以著重考慮[26-28]。

本文針對“拍照賺錢”應(yīng)用程序所建立的任務(wù)定價優(yōu)化設(shè)計模型，改善了現(xiàn)有定價方案的任務(wù)完成情況，對現(xiàn)有的任務(wù)定價方案的改進(jìn)提供了較大的幫助。并且提出了一套較為合理的評價指標(biāo)體系，該評價指標(biāo)體系還可用于評價現(xiàn)實生活中其他定價方案的優(yōu)劣。

文獻(xiàn)[43-44]通過分析錨索質(zhì)量比、阻尼比、來流速度、流向運(yùn)動等因素對錨索橫向渦激振動的影響，獲得了錨索渦激振動的相關(guān)誘因，并采用模態(tài)疊加法深入研究相關(guān)因素對錨索渦激疲勞損傷的影響。麥繼婷等[45]應(yīng)用Galerkin方法和數(shù)值積分法，借用海洋平臺中張力腿的動力方程，認(rèn)為錨索的變形更接近于受張力的梁。

文獻(xiàn)[46-47]采用交替荷載路徑法(AP法)模擬了索的破壞過程，然后，根據(jù)哈密頓原理建立了懸浮隧道管的微分方程，并采用四階龍格-庫塔法求解。以此討論浮重比、懸浮隧道阻尼比、斷線時間、斷線位置等關(guān)鍵參數(shù)對結(jié)構(gòu)振動的影響。

寶玉給晴雯寫了《芙蓉女兒誄》，黛玉幫著修改，寫出了“茜紗窗下，我本無緣；黃土壟中，卿何薄命？”的詩句。

洪友士和丁浩等在交通運(yùn)輸部科技項目“深海懸浮隧道關(guān)鍵技術(shù)的前期研究”的資助下，以纜索的傾角、纜索間的夾角以及纜索對數(shù)為變量，建立了多種不同的纜索傾斜模型和扇形模型，得到了不同模型下水下懸浮隧道管段沿水流方向的位移以及單根纜索上的最大張力，提出了適合某海峽特定海況的水下懸浮隧道最優(yōu)布置型式[25,28,48]。

國內(nèi)外學(xué)者針對錨索動力響應(yīng)的研究，主要通過把錨索簡化為無質(zhì)量的彈簧或只能承受拉力的桿單元，建立動力學(xué)分析模型，研究錨索的渦激振動狀態(tài)，并沒有考慮錨索的變形。然而，錨索的變形特性更接近于受張力的梁，不僅具有軸向剛度，而且還有彎曲剛度。目前，僅有少量學(xué)者對這個問題做了初步研究。同時，學(xué)者對于懸浮隧道管節(jié)結(jié)構(gòu)和錨索結(jié)構(gòu)的研究主要采用獨立分析的方法，而二者動力響應(yīng)是相互作用的，因此，懸浮隧道管節(jié)結(jié)構(gòu)與錨索結(jié)構(gòu)耦合動力響應(yīng)將是下一步深入研究結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的重點。

編目前做好查重工作，可從題名、責(zé)任者、ISBN等多種渠道進(jìn)行查重，才能把圖書查重準(zhǔn)確，取號可以避免重號。根據(jù)查重結(jié)果，掌握了圖書的編目規(guī)則，科學(xué)的給圖書添加輔助區(qū)分號，把相關(guān)的文獻(xiàn)集中編排，方便讀者檢索,最大限度的利用圖書館[4]。

4 懸浮隧道模型試驗

Martire等[29]以固定均布荷載的方式模擬交通荷載，分析了不同錨索布置型式的懸浮隧道動力響應(yīng)。Tariverdilo等[15]采用沿管體縱向移動的集中力模擬懸浮隧道中的交通荷載，研究了移動荷載激勵下懸浮隧道的動力響應(yīng)。

國內(nèi)外對于懸浮隧道管段模型試驗主要以二維水槽試驗和水池試驗為主，懸浮隧道管節(jié)以圓形斷面模型為主，試驗荷載以波浪、洋流和地震荷載為主。國內(nèi)外關(guān)于水中懸浮隧道模型的試驗情況見表3。

左小龍說：你不會丟這個工作，但是我們可以搞一個合唱團(tuán)，這就是上次我要和你說的事，我們有地，你看，我們有地，我們弄一個合唱團(tuán)，一個月后，有一個合唱比賽，我們?nèi)⒓?，肯定能贏。

北方的冬天，有著純潔的美。夜間下雪時，我總愛站在街燈下，頭向上仰望著，眼睛努力睜大，看著被燈光折射過的飛雪，雪花調(diào)皮地打在臉上，有些滲入衣服里，一陣冰涼的感覺傳來，可我卻感覺不到冷。路上的行人很少，雪地上只有一些稀稀疏疏的腳印，也許是因為都不忍心破壞這純潔無暇的美麗風(fēng)景吧。眼前的路是一片潔白，似乎已經(jīng)鋪上了一條白地毯。雪花不時地飄到我的臉上，抬頭望去，每一片飛舞的雪花，在燈光的映射下，仿佛就是一簇簇從天上灑下來的銀屑。

文獻(xiàn)[49-50]進(jìn)行了淺水中懸浮隧道的模型試驗，得出錨索張力隨著規(guī)則波周期的增加而增加的結(jié)論。Oh等[51]和Seo等[52]也通過波浪水槽中的規(guī)則波物理試驗研究了懸浮隧道在波浪作用下的水動力特性，發(fā)現(xiàn)錨固系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)的運(yùn)動位移有著重要影響。

干湧[53]開展了懸浮隧道的靜水荷載試驗，獲得了管段在靜水荷載作用下的空間應(yīng)力分布。晁春峰等開展了懸浮隧道錨索流固耦合振動節(jié)段模型試驗及懸浮隧道整體沖擊響應(yīng)模型試驗，觀察到錨索渦激振動現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)圓形錨索傾斜布置有利于降低渦激共振的不利影響[47, 54]。

周曉軍團(tuán)隊設(shè)計建造了可調(diào)節(jié)流速的試驗水池，用以研究懸浮隧道管段的運(yùn)動特性。麥繼婷等[17]和田雪飛等[55]對海洋內(nèi)波波浪力條件下的懸浮隧道管節(jié)動力響應(yīng)進(jìn)行了研究。秦銀剛等[56]和王廣地[57]利用該水池開展了懸浮隧道結(jié)構(gòu)節(jié)段模型試驗，研究了水流作用下懸浮隧道結(jié)構(gòu)的空間應(yīng)力和錨索軸力分布規(guī)律。

表3 國內(nèi)外主要懸浮隧道管段模型試驗參數(shù)

懸浮隧道物理模型試驗由靜水試驗到在純流、規(guī)則波浪、隨機(jī)不規(guī)則波等單一荷載試驗再發(fā)展到波浪流耦合荷載試驗，試驗條件也由單一化造流水池到風(fēng)浪流波浪水槽、甚至深水大型波浪流水池發(fā)展。波-流耦合、流-固耦合、動荷載與靜荷載結(jié)合等多場耦合條件下多管節(jié)甚至完全結(jié)構(gòu)模型試驗是懸浮隧道模型試驗未來的發(fā)展趨勢。

第二，建立透明的遴選機(jī)制以保障社會組織的主體獨立性。即按照機(jī)會公平的原則進(jìn)行制度供給。政府購買公共服務(wù)是政社合作的典型模式，有利于發(fā)揮社會各治理主體的積極性，是多元治理的重要探索。其本質(zhì)是彌補(bǔ)政市雙失靈的支持性活動，目的在于發(fā)揮各治理主體的優(yōu)勢作用。然而，社會環(huán)境及社會組織內(nèi)部的不完善使其承接政府購買服務(wù)還未實現(xiàn)實踐效度較成熟的制度化發(fā)展。因此，社會組織承接愿望強(qiáng)而供給能力弱，組織發(fā)展?fàn)顩r不均衡的情況普遍存在。所以，細(xì)化對公共服務(wù)承接方的組織資質(zhì)、專業(yè)化程度、承接期限及成果要求是關(guān)鍵。應(yīng)對參與競標(biāo)的組織進(jìn)行專業(yè)化動態(tài)性考察與評估，避免劣幣驅(qū)逐良幣的不良后果。

李勤熙等[58]利用該實驗室以瓊州海峽跨海通道工程為背景，開展了迄今最大比尺(1∶40)的物理模型試驗，模擬了9種工況，研究了懸浮隧道結(jié)構(gòu)在不同波浪周期、波浪高度下的壓強(qiáng)變化特性，認(rèn)為波高是影響懸浮隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要因素之一，其中短周期波浪對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響應(yīng)重點關(guān)注，見圖4。

公路隧道建設(shè)技術(shù)國家工程實驗室自主設(shè)計建成了水下隧道實驗室，水池尺寸為36 m×31 m×3 m。該實驗室基于大比尺模型試驗方法，在試驗水池內(nèi)根據(jù)實際條件設(shè)計相應(yīng)的外部邊界條件以及沉管或懸浮隧道模型，同時利用造波、造流設(shè)備產(chǎn)生不同的流場環(huán)境，模擬真實的復(fù)雜水文環(huán)境； 利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備測試隧道結(jié)構(gòu)體系各關(guān)鍵部位和區(qū)段在拖曳、沉放和靜置等不同階段的力學(xué)響應(yīng)，采集包括速度、位移、加速度、錨索間距以及流固耦合產(chǎn)生的動力響應(yīng)等控制性參數(shù)，從而為水下隧道工程的設(shè)計提供試驗依據(jù)。

(a) 靜水狀態(tài)

(b) 試驗進(jìn)程

5 懸浮隧道適應(yīng)性

海洋中修建隧道多考慮以下3種： 盾構(gòu)隧道、沉管隧道、懸浮隧道。盾構(gòu)隧道施工簡便、工序單一、不受洋流及波浪力影響，但當(dāng)跨越海峽時，需保證埋深、覆土層厚度，導(dǎo)致盾構(gòu)隧道埋深過深，縱坡不宜調(diào)整。沉管隧道分階段施工，工序較盾構(gòu)隧道繁雜，運(yùn)營期間不受洋流波浪的影響，但對河床縱斷面要求高，縱坡沿河床實際縱坡布置，可調(diào)整范圍較小。懸浮隧道在跨越深海海峽方面有著明顯優(yōu)勢，對海床縱斷面要求小，可跨越海底復(fù)雜地形，但會受洋流、波浪力影響。在淺水深及近接海岸部分沒有明顯優(yōu)勢，但可與盾構(gòu)隧道、沉管隧道結(jié)合修筑，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢。

2.2 不同non-HDLC、LDL-C達(dá)標(biāo)情況患者的預(yù)后比較 隨訪結(jié)束時，根據(jù)non-HDLC、LDL-C達(dá)標(biāo)情況的不同，將患者分為雙不達(dá)標(biāo)組、單LDL-C達(dá)標(biāo)組、單non-HDL-C達(dá)標(biāo)組及雙達(dá)標(biāo)組。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，四組患者的臨床終點，僅有全因死亡率指標(biāo)存在顯著差異（P＜0.001），雙不達(dá)標(biāo)組的死亡率最高，單達(dá)標(biāo)組次之，雙達(dá)標(biāo)組的死亡率最低。其他的主要及次要臨床終點事件發(fā)生率均差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

蔣樹屏等[59]以瓊州海峽為背景，通過對懸浮隧道管節(jié)結(jié)構(gòu)受壓狀態(tài)、錨索狀態(tài)等問題進(jìn)行分析認(rèn)為：

1.2.1 一般情況調(diào)查表 包括年齡、職稱、學(xué)歷、護(hù)齡、編制、醫(yī)院種類、科室、收入、職務(wù)、翻班與否和日工作時間等。

1)在海流和波浪單獨作用下，管段迎浪面壓強(qiáng)和錨索張力隨海流流速和波浪周期的增大而增大。懸浮隧道管段的迎浪面壓強(qiáng)和錨索張力隨埋置水深的增大而增大，主要原因是管段結(jié)構(gòu)受絕對水深壓強(qiáng)影響。

考慮試件加載經(jīng)歷的4個受力階段，將節(jié)點骨架曲線簡化為考慮剛度退化的四段折線模型。骨架曲線各特征點分別為開裂點A(Pc, Δc)；屈服荷載點B(Py, Δy)；峰值荷載點C(Pmax,Δmax)；極限荷載點D(Pu, Δu)。其中屈服荷載點B采用“通用屈服彎矩法”求得，極限荷載點D取峰值荷載的85%。由于各試件骨架曲線存在一定差異性，首先對各試件骨架曲線進(jìn)行無量綱化處理，如圖7所示，+Pmax和+Δmax分別表示節(jié)點正向加載的峰值荷載及其對應(yīng)的位移，-Pmax和-Δmax分別表示節(jié)點負(fù)向加載的峰值荷載及其對應(yīng)的位移。

2)在波流耦合作用下，懸浮隧道管段的迎浪面壓強(qiáng)、錨索張力的變化幅值隨水深的增大而變小，主要是因為管段結(jié)構(gòu)受絕對水深壓強(qiáng)影響。懸浮隧道結(jié)構(gòu)管段壓強(qiáng)極值差、錨索張力隨管段埋置水深變化的規(guī)律近似滿足指數(shù)分布，通過分析可以得到不同水深下不同工況管段的壓強(qiáng)極值差。

經(jīng)以上分析，可以通過計算分析管段壓強(qiáng)和錨索張力極值差反演推算懸浮隧道的合理埋置深度。目前成果表明，懸浮隧道適應(yīng)在平均水深40 m以上的水域，因此，深海復(fù)雜水域修建懸浮隧道將具有獨特優(yōu)勢。

6 結(jié)論與展望

1)國內(nèi)外學(xué)者研究的重點從工程可行性論證、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計等方面逐漸深入到包括懸浮隧道的荷載組成、管段接頭構(gòu)造設(shè)計、靜動力響應(yīng)分析、環(huán)境影響分析、施工方法及可靠度設(shè)計等方面。但學(xué)者對于懸浮隧道管節(jié)結(jié)構(gòu)和錨索結(jié)構(gòu)的研究主要采用獨立分析的方法，而錨索和懸浮隧道管節(jié)結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)特性是相互作用的，懸浮隧道管節(jié)結(jié)構(gòu)與錨索結(jié)構(gòu)耦合動力響應(yīng)將是下一步深入研究結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的重點。

2)對于水域環(huán)境復(fù)雜并伴隨各種動力響應(yīng)的懸浮隧道，開展模型試驗研究相較于數(shù)值模擬等其他方法更具實際和科學(xué)意義；它能夠推斷原型可能發(fā)生的力學(xué)現(xiàn)象，同時驗證理論推導(dǎo)與數(shù)值分析模型，為后期設(shè)計建造懸浮隧道提供科學(xué)依據(jù)和方法。懸浮隧道物理模型試驗由靜水試驗到純流、規(guī)則波浪、隨機(jī)不規(guī)則波等單一荷載試驗再發(fā)展到波浪流耦合荷載試驗，試驗條件也朝單一化造流水池、風(fēng)浪流波浪水槽、甚至深水大型波浪流水池發(fā)展。波-流耦合、流-固耦合、動荷載與靜荷載結(jié)合等多種耦合條件下多管節(jié)甚至完全結(jié)構(gòu)模型試驗是懸浮隧道模型試驗未來的發(fā)展趨勢。

3)懸浮隧道在波流、沖擊、地震等荷載作用下的動力響應(yīng)問題非常突出。然而，當(dāng)前已有的懸浮隧道動力計算研究大多針對水流環(huán)境中的錨索、隧道管段等局部構(gòu)件，計算模型的簡化假定較多，理論分析方法存在較大的局限性。同時，由于對懸浮隧道在長期海洋環(huán)境下的耐久性、偶然災(zāi)害下的受力機(jī)制、災(zāi)難性事故的預(yù)防與對策和災(zāi)后可修復(fù)性認(rèn)識不足，加之海洋施工環(huán)境復(fù)雜多變，目前世界上尚未形成一套成熟完整的懸浮隧道設(shè)計規(guī)范和施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

4)水中懸浮隧道仍然存在著一些關(guān)鍵問題和挑戰(zhàn)，我國懸浮隧道研究應(yīng)在有條件的相對靜態(tài)水域建設(shè)實體隧道試驗工程。一方面，積累懸浮隧道工程經(jīng)驗；另一方面，利用實體懸浮隧道進(jìn)一步開展科學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)并解決問題，為復(fù)雜海況下大型懸浮隧道建設(shè)提供技術(shù)積累。