随着沿海城市群的发展,城市间日趋紧密的交流使得对水下隧道工程的需求越来越多。沉管法作为水下隧道施工方法中优越性突出的一种,其工程应用得到了快速发展。对于大跨度、高水压、长寿命的设计要求而言,混凝土沉管隧道不利于符合条件,因此双层钢壳混凝土沉管隧道成为了最佳选择。管节对接后接头部位作为设计的关键环节,不利工况作用下会给GINA止水带和剪力键带来很大威胁。因此研究双层钢壳混凝土沉管隧道管节接头性能具有重要的实用价值。本文以深圳至中山跨江通道沉管隧道项目为工程背景,查阅相关资料文献,结合理论分析并利用ABAQUS有限元软件建立了双层钢壳混凝土管节及管节接头模型,研究了GINA止水带的防水能力、水平混凝土剪力键的剪切性能及地基不均匀沉降作用下竖向钢剪力键的受力变形规律。通过研究得出以下结论:(1)GINA止水带的初始压缩量是水力压接后满足的设计要求,但运营阶段压缩量减小的极限值是最小压缩量,不同水深条件下,初始压缩量和最小压缩量的计算值均不同。GINA止水带的底部是防水薄弱区域,防水能力取决于底部的接触应力。(2)剪切荷载加载过程中,剪力键在刚度较薄弱的啮合拐角处发生塑性应变,啮合的非加载侧剪力键损伤更为严重。接头的屈服承载力32MN,最大的抗剪承载力为72MN,损伤路径沿着水平方向发展,并在一定范围内具有线性和递进关系。(3)地基不均匀沉降产生的不同作用工况中,管节接头竖向钢剪力键的应力值和变化趋势都相对明显。纵向下弯工况中,边墙剪力键拉、压应力均大于中墙剪力键,边墙剪力键抵抗弯矩作用明显;纵向上弯工况中,中墙剪力键抵抗纵向上弯的重要性大于边墙剪力键;纵向扭转工况中,中墙剪力键受力均匀,边墙非沉降一侧弯曲程度大。(4)通过对啮合后上、中、下部竖向剪力键的位移量分析,确定了在具体水深条件下每种工况产生的剪力键变形量。纵向下弯工况中边墙上部剪力键变形量最大,为1.8mm;纵向上弯工况中边墙中部剪力键变形量最大,为1.63mm;纵向扭转工况中沉降一侧边墙上部剪力键变形量最大,为2.1mm。