地铁盾构管片计算.docx
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地铁盾构管片计算
某地铁区间盾构管片计算
2017-04-15
1设计信息
1.1软件说明
1.2隧道信息
1.3荷载信息
1.4控制参数
2分析结果
2.1荷载计算结果
2.2抗浮验算
2.3内力位移计算结果
2.4管片验算
1设计信息
1.1软件说明
计算采用的软件是sap系列
1.2隧道信息
1.2.1断面信息
说明:
角度按逆时针旋转,0°表示水平直径右端点处。
以下除特别说明外均相同,不再赘述。
断面示意團
隧道断面基本几何参数:
管片总数:
6片
衬砌外直径D1:
6.200m
衬砌内直径D2:
5.500m
第一管片块的右侧与Y轴的夹角0s:
7.500
螺栓总数:
10
相邻螺栓(组)间夹角:
36.000°
顶部螺栓偏角3:
18.000°
断面圆心坐标:
(0.000,0.000,0.000)
具体几何参数:
管片环接头几何参数
编号
角度(°)
X坐标
(m)
丫坐标
(m)
编号
角度(°)
X坐标
(m)
丫坐标
(m)
1
72.00
0.90
2.78
6
252.00
-0.90
-2.78
2
108.00
-0.90
2.78
7
288.00
0.90
-2.78
3
144.00
-2.37
1.72
8
324.00
2.37
-1.72
4
180.00
-2.92
0.00
9
360.00
2.92
-0.00
5
216.00
-2.37
-1.72
10
36.00
2.37
1.72
管片几何参数
编号
起始角
(°)
终止角
(°)
夹角(°)
1
82.50
97.50
15.00
2
97.50
162.00
64.50
3
162.00
234.00
72.00
4
234.00
306.00
72.00
5
306.00
18.00
72.00
6
18.00
82.50
64.50
隧道位置:
地表至隧道顶部的距离H(m):
16.93
地下水面至隧道顶部的距离Hw(m):
10.00
1.2.2土层参数
土层参数表
土层
土层名称
土类型
厚度
(m)
天然重度
Y
(kN/mA3)
饱和重度
Y
(kN/mA3)
内聚力
C(kPa)
内摩擦角
©(°)
标贯试验
锤击数N
1
P土层1
淤泥质粉质粘土
:
35.300
20.00
20.00
5.00
10.00
4
1.2.3材料参数
管片材料:
管片混凝土标号:
C50
管片实际宽度:
1.000m
管片容重:
25.000kN/mA3
管片接头:
转动K9(-)
MN.m/rad
拉压
Ks(-)
MN/m
剪切
Kn(-)
MN/m
转动K9
(+)
MN.m/rad
拉压
Ks(+)
MN/m
剪切
Kn(+)
MN/m
100.0
1000000.0
1000000.0
「100.0
1000000.0
1000000.0:
管片环接头
转动K9(-)
MN.m/rad
拉压
Ks(-)MN/m
剪切
Kn(-)
MN/m
转动K9
(+)
MN.m/rad
拉压
Ks(+)
MN/m
剪切
Kn(+)
MN/m
0.0
100.0
60.0
「0.0
100.0
80.0
注:
正负号由接头的局部坐标系而定,在局部坐标系下,拉正压负。
1.3荷载信息
设计工况数目:
1
工况1自重+水土压力+地基抗力--弹簧,共3种荷载。
荷载图
荷载组合系数:
永久荷载:
1.35
可变何载:
1.40
偶然荷载:
1.00
1.3.1水土压力
计算参数表:
参数名
参数值
参数名
参数值
地面超载(kN/m2)
20.00
侧向土压力系数
0.50
水土计算方式
分算
土压力计算方法
常规
水压力分布方式
规范分布
侧向水压力分布方式
梯形
是否考虑拱肩土压力
否
是否考虑底部土压力
否
1.3.2地层弹簧
地层弹簧数值种类:
单一地层弹簧
地层弹簧的剪切刚度ks:
1.000kN/mA2
弹性抗力系数法向kn:
20000.000kN/mA2
地层弹黄
1.4设计参数
计算模型:
梁弹簧模型管片拼装模式:
通缝拼装
网格大小:
0.20
1.5管片验算参数
管片及连接缝验算参数:
参数名
参数值
参数名
参数值
截面高度h(mm)
350.0
截面宽度b(mm)
1000.0
混凝土标号
C50
钢筋型号
HRB335
管片外侧配筋量As(mm2)
1000.0
管片内侧配筋量As'(mm2)
1000.0
管片外侧钢筋保护层厚度as(mm)
30.0
管片内侧钢筋保护层厚度a's(mm)
30.0
钢筋直径D(mm)
16.0
螺栓断面面积Ab(mm2)
1200.0
安全度
0.60
「螺栓的有效高度(mm)
40.0
千斤顶推力验算参数:
参数名
参数值
参数名
参数值
顶轴推力F(kN)
1000.00
盾构机千斤顶数量N
10
中心推力与衬砌管片中心偏
心距e(mm)
10.00
相邻两个千斤顶的距离Ls(mm)
100.00
应力提高系数n
1.65
2分析结果
2.1荷载计算结果
2.1.1水土压力
水土压力计算结果
水土压力
参数名
参数值
(kN/m2)
参数名
参数值
(kN/m2)
顶部土压力P1
260.60
「顶部水压力Pw1
99.72
底部土压力P2
323.84
底部水压力Pw2
158.76
侧向顶部土压力Q1
132.09
侧向顶部水压力Qw1
99.72
侧向底部土压力Q2
160.13
:
侧向底部水压力Qw2
158.76
2.2抗浮验算计算结果
浮力:
295.869kN
抗浮力:
1776.530kN
满足
2.3内力位移计算结果
说明:
(1)弯矩、接头张开角均以内侧张开为正,反之则为负;
(2)内力值为管片实际宽度的内力值,而非单位延米。
穹矩图(附交形图
内力位移计算结果表
角度
弯矩
轴力
剪力
位移
角度
弯矩
轴力
剪力
位移
(°)
(kN.m/m)
(kN/m)
(kN/m)
(mm)
(°)
(kN.m)
(kN/m)
(kN/m)
(mm)
0.0
-118.55
1463.91
98.86
19.645
185.0
-93.60
1459.26
-94.96
19.519
5.0
-139.75
1467.45
75.92
19.724
190.0
-67.47
1457.15
-101.39
19.365
10.0
-155.88
1466.76
48.47
19.776
195.0
-41.70
1458.17
-103.83
19.175
15.0
-164.57
1460.72
17.21
19.810
200.0
-17.53
1462.69
-103.36
18.950
20.0
-164.38
1448.78
-15.80
19.859
205.0
3.83
1471.15
-61.79
18.694
25.0
-156.58
1431.78
-46.48
19.966
210.0
21.65
1483.49
-56.18
18.412
30.0
-141.25
1409.82
-73.85
20.143
215.0
35.84
1499.13
-51.20
18.112
35.0
-119.10
1383.44
-96.77
20.409
220.0
46.38
1517.59
-47.72
17.802
40.0
-91.97
1353.93
-114.96
20.760
225.0
53.43
1538.27
9.10
17.486
45.0
-61.04
1322.20
-127.89
21.196
230.0
57.03
1560.48
14.59
17.173
50.0
-27.36
1289.16
-134.10
21.722
235.0
58.18
1583.04
13.39
16.892
55.0
7.10
1256.23
-134.54
22.308
240.0
57.50
1605.10
5.26
16.723
60.0
41.00
1224.43
-129.27
22.937
245.0
55.60
1625.76
-6.07
16.576
65.0
72.44
1195.41
-117.50
23.587
250.0
53.01
1644.22
-20.41
16.452
70.0
100.44
1169.80
-100.86
24.231
255.0
50.31
1659.16
26.21
16.358
75.0
123.96
1148.44
-79.98
24.847
260.0
48.01
1670.40
7.69
16.289
80.0
140.88
1133.16
-55.14
25.407
265.0
46.44
1677.49
-12.33
16.247
85.0
151.55
1123.53
-28.31
25.716
270.0
45.84
1680.15
-33.13
16.232
90.0
155.64
1119.87
0.00
25.763
275.0
46.44
1677.49
12.36
16.248
95.0
151.55
1123.53
28.31
25.715
280.0
48.01
1670.40
-7.64
16.291
100.0
140.87
1133.16
55.14
25.406
285.0
50.31
1659.16
-26.14
16.360
105.0
123.95
1148.45
79.98
24.845
290.0
53.01
1644.22
-42.50
16.456
110.0
100.44
1169.80
100.86
24.228
295.0
55.60
1625.76
6.18
16.580
115.0
72.44
1195.41
117.50
23.583
300.0
57.50
1605.10
-5.14
16.728
120.0
41.00
1224.43
129.26
22.932
305.0
58.18
1583.04
-13.25
16.897
125.0
7
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