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地铁盾构隧道结构设计解析作者：张鹏韩伟来源：《城市建设理论研究》2013年第10期摘要：在地铁盾构隧道结构设计中经常会用到修正惯用法和梁-弹簧法，但是对于哪一种方法更适合于盾构结构设计，设计人员往往都有自己的见解。
本文中以某地铁工程实例对这两种方法在实际中的应用进行分析，运用管片结构内力理论，通过有限元软件的进行验证，得出梁-弹簧法更加适合于设计的结论。
关键词：地铁；盾构隧道；设计；方法中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：目前我国很多大中城市都已将地铁建设纳入城市建设项目之中，并且有的正处于建设阶段。
盾构法在地铁建设中应用比较广泛，其中管片结构的设计和制造可是说是施工的重点部分，所以，管片的设计对于地铁工程的建设质量和成本造价尤为重要。
1管片截面内力计算理论以我国的地下结构设计实践来看，盾构隧道的计算方法有很多种，通常使用的有3类：修正惯用法、多铰圆环法和梁-弹簧法。
由于多铰圆环法对于接头的处理是将其简化为铰结构，这就要求在盾构管片拼装完毕后将接头拆除或者采用特殊的管片接头形式。
所以，此种方法适合于围岩较为稳定的国家和地区使用，而不适合于我国目前的地质现状。
故文中主要讨论修正惯用法和梁-弹簧法对管片模型的影响。
1.1修正惯用法理论修正惯用法的主要思路是将管片整环视为刚度均匀的环，同时为了考虑管片接头处的弯曲刚度降低而引入了一个折减系数η(η图1 管片所受外荷载示意图图1中，Pw1表示垂直方向上的水压，Pe1表示垂直方向上的土压，P0表示上覆荷载，Hv 表示隧道顶部到水平面的距离，H表示隧道顶部到地表面的距离，Pe2表示水平方向上的土压，Pw2表示水平方向上的水压，Pg表示自重反力，R0表示外缘半径，R1表示内缘半径，Rc 表示轴线半径，g表示衬砌自重。
图2中Q表示剪力，M表示弯矩，N表示轴力。
图3中B表示衬砌宽度。
图2 管片截面内力示意图图3 管片弯矩分配示意图1.2梁-弹簧法理论梁-弹簧模型通常是通过直梁-弹簧或者曲梁-弹簧单元来模拟的，如图4所示。
日本修正惯用法计算修正惯用法的历史可以追溯到明治时期。
明治政府在西方现代法律体系的引入过程中，发现日本传统法律体系与西方法律体系存在一定的冲突和差异。
为了缩小这种差异，保持法律的稳定性和连贯性，日本的法学家和法律实务界逐渐形成了一种修正惯用法的概念。
修正惯用法的形成是基于两个原则：第一，法官在判决案件时，可以参考惯例和协商的原则，而不仅仅依赖于正式法律规定。
这样可以确保法律适用的灵活性和适应性，更好地解决实际问题。
第二，修正惯用法的适用应该符合正当性和公正性的原则，不应违反宪法和法律的基本原则。
修正惯用法分为两个层面：一是通常意义上的修正惯用法，即特定领域的专门惯例和规则，如商事、劳动、婚姻等方面的修正惯用法；二是广义上的修正惯用法，即适用于所有领域的普遍适用的法律原则。
在日本的司法实务中，修正惯用法的适用常常有着重要的作用。
例如，在合同解释方面，法官可以参考通行惯例和经验，根据当事人的意图进行解释，并进行公正和公平的裁量。
在民事责任方面，如果其中一种行为在通常情况下被认为是违法的，法院可以根据修正惯用法推定其为违法行为。
而在不正行为方面，如果行为被认为是不正当的，但法律中没有明确规定，法院可以根据修正惯用法进行法律认定。
值得注意的是，修正惯用法并不是法律上的强制性规定，而是在司法实践中的一种引导性原则。
法官在决策时可以根据修正惯用法做出裁决，但也可以根据特定情况做出与修正惯用法不同的决策。
总之，修正惯用法在日本法律体系中具有一定的重要性和实际意义。
它在法官的决策中起到了一种平衡、协调和引导的作用，使得日本的法律适用更加灵活、公正和符合实际情况。
基于梁-弹簧模型的预制式叠合管廊结构分析作者：***来源：《河北工业科技》2020年第05期摘要：为了解决预制拼装叠合管廊在结构施工过程中，侧墙和结构板连接点处的钢筋无法保证锚固长度的问题，提出了以梁-弹簧模型为基础的结构裂缝模拟旋转刚度分析方法。
首先建立了以梁-弹簧模型为基础的结构分析体系，将结构连接点位置模拟为弹簧，并根据结构裂缝推算旋转刚度。
其次，通过对比梁-弹簧模型和等刚度模型的计算结果，讨论了基于梁-弹簧模型的结构分析体系对预制拼装管廊结构计算的适用性。
结果表明，结构裂缝模拟旋转刚度分析方法能够保证侧墙和结构板连接点处钢筋的锚固长度，有效反映了预制结构局部位置的弱化现象，梁-弹簧模型具有更好的适用性。
研究结果丰富了预制拼装叠合管廊的计算方案，可为不等刚度的预制拼装结构设计提供参考。
关键词：地下工程;预制式叠合管廊;梁-弹簧模型;有限元计算;结构裂缝中图分类号：U455.43文献标识码：Adoi： 10.7535/hbgykj.2020yx05008收稿日期：2020-04-13;修回日期：2020-08-15;责任编辑：张軍基金项目：浙江省重点研发计划项目（2019C03111）;浙江省基础公益研究计划项目（LGG18E080003）作者简介：沈霄云（1982—），男，浙江舟山人，高级工程师，硕士，主要从事轨道交通工程设计方面的研究。
E-mail：******************沈霄云.基于梁-弹簧模型的预制式叠合管廊结构分析[J].河北工业科技，2020，37（5）：352-358.SHEN Xiaoyun.Structural analysis of prefabricated laminated utility tunnel based on beam-spring model[J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology，2020，37（5）：352-358.Structural analysis of prefabricated laminated utilitytunnel based on beam-spring modelSHEN Xiaoyun1，2（1.Power China Huadong Engineering Corporation Limited， Hangzhou， Zhejiang 311122，China; 2.Zhejiang Engineering Research Center of Smart Rail Transportation， Hangzhou， Zhejiang 311225， China）Abstract：In order to solve the problem that the reinforcement at the connection point between the side wall and the structural plate can not guarantee the anchorage length during the construction of prefabricated composite utility tunnel， an analysis method of rotation stiffness for structural cracksimulation based on beam-spring model was proposed. Firstly， a structural analysis system based on beam-spring model was established. The position of the structural connection point was simulated as a spring， and the rotational stiffness was calculated according to the structural cracks. Secondly， by comparing the calculation results of the beam-spring model and the equal stiffness model， the applicability of the prefabricated laminated utility tunnel structure was discussed by structural analysis system based on beam-spring model. The results show that the rotation stiffness analysis method can ensure the anchorage length of the reinforcement at the connection point of the side wall and the structural plate， and effectively reflect the weakening phenomenon of the local position of the prefabricated structure， and the beam-spring model has better applicability. The research results enrich the calculation schemes of the prefabricated laminated utility tunnel， and can provide reference for the design of prefabricated assembly structure with different stiffness.Keywords：underground engineering; prefabricated laminated utility tunnel; beam-spring model; finite element calculation; structural crack市政综合管廊工程主要采取现场浇筑和整体预制拼装2种方式。
修正惯用法和弹性地基梁法的对比作者：郭德平来源：《中小企业管理与科技·学术版》2009年第01期摘要：盾构管片的结构力学计算方法有多种，本文针对修正惯用法和弹性地基梁的基本原理和计算结果进行了对比和分析。
关键词：管片设计修正惯用法弹性地基梁比较0 引言盾构技术由于其独特的优势，使其在地铁建设和越江隧道方面得到了广泛的运用。
关于盾构管片的设计还没有统一的设计方法，很多时候是用经验类的方法进行设计。
无论在结构荷载或者在模型建立方面都还没有形成系统的理论和方法。
为了更好的认识修正惯用法和弹性地基梁法，本文以狮子洋衬砌设计为背景，用上述两种方法进行原理及内力计算方面的对比和分析。
1 修正惯用法针对惯用法没有解决接头对圆环对抗弯刚度的影响。
引入η-ξ对错缝拼装的衬砌进行内力计算，即为修正惯用法。
此法按均质圆环计算，但考虑环向接头的存在，圆环整体的弯曲刚度降低，取圆环的抗弯刚度为ηEI。
考虑错缝拼装对整体补强效果，进行弯矩重分配。
将计算出的弯矩增大即(l+ξ)M，得到管片处的弯矩；将求出的弯矩减少即(1-ξ)M，得到接头处的弯矩。
其中η称为弯曲刚度有效率，ξ称为弯矩增加率。
它为传递给邻环的弯矩与计算弯矩之比。
管片接头由于存在一些铰的作用，所以可以认为弯矩并不是全部经由管片接头传递，其一部分是利用环接头的剪切阻力传递给错缝拼装起来的邻接管片，参见图1。
2 弹性地基圆环法弹性地基圆环法是在自由变形圆环法的基础上改进而成，这种方法充分考虑了周围地层的强度和刚度。
周围地层的作用可分为两种:全周弹簧和局部弹簧，全周弹簧模型在360°范围内地层以抗压或抗拉弹簧模式和管片相互作用，局部弹簧模型在拱顶90°范围内没有弹簧作用，这种模型充分考虑了圆形隧道的起拱作用。
弹性地基圆环法将管片看作为一个整体，假定管片环是弯曲刚度均匀的环，不考虑管片接头部分的弯曲刚度下降，管片主截面模拟成圆弧梁。
3 计算断面的选取衬砌横断面的设计计算应按下列控制断面进行：①上覆地层厚度最大的横断面；上覆地层厚度最小的横断面；②地下水位最低的横断面；地下水位最高的横断面；③地面超载最大的横断面；有偏压的横断面；④地表有突变的横断面；附近现有或将来拟建新隧道的横断面；根据《珠江狮子洋隧道工程地质勘察报告》选择了四个断面，分别为：地下水位最低、最高的横断面；上覆地层厚度最大、最小的横断面。
盾构隧道管片内力计算及配筋优化分析摘要：以北京某在建工程地铁盾构隧道衬砌管片为研究对象，采用修正惯用法（公式法、地基弹簧法）、三维梁～弹簧法分别对衬砌管片在不同地层条件下的受力进行分析（匀质软地层、匀质硬地层、中软下硬地层、中硬下软地层），提出了各种算法和地层条件下，衬砌管片内力的分布和变化规律，经对比分析，结合盾构管片环结构的实际受力环境和特点，得出了指导和优化衬砌管片结构配筋设计的相关结论和建议，提升了结构的安全性和经济性。
关键词：盾构隧道；管片配筋；修正惯用法；三维梁～弹簧法；1 前言在城市轨道交通工程中，单层装配式混凝土管片是盾构隧道常用的衬砌结构型式，衬砌管片设计是盾构隧道结构设计的核心内容，与工程的安全性、经济性和耐久性密切相关。
常用的盾构管片内力计算方法有惯用法、修正惯用法、多铰环法及梁-弹簧模型法[1-3]，这些计算方法主要以二维分析为主，大致地模拟了盾构管片的受力状态，并选取计算结果最大包络进行配筋。
这些算法简便、易于实现，但却未能充分精细地揭示管片的实际内力状态，因此管片配筋针对性较弱，影响工程的经济性。
本次研究以北京某在建工程地铁盾构隧道衬砌管片为研究对象，考虑地层条件和衬砌构造的三维空间特征，充分考虑管片环内接头所引起的刚度下降以及错缝拼装导致的环间传力效应，分别采用修正惯用法（公式法、地基弹簧法）、三维梁～弹簧法对衬砌管片在不同地层条件下的受力进行分析（匀质软地层、匀质硬地层、中软下硬地层、中硬下软地层），通过对分析结论的整理、归纳，总结了各种算法的适用性和不同地质条件下衬砌管片内力的分布和变化规律，以期指导和优化衬砌管片结构设计，提升结构的安全性和经济性。
2 工程概况盾构隧道埋深10.5m～30m，穿越地层分为全断面卵石（匀质硬地层）、全断面粉土、粉质粘土交互（匀质软地层）、仰拱卵石、中部粉土（中软下硬地层）以及中部卵石、下部粉质粘土（中硬下软地层）等四种典型的地层结构（详见图1）。
此计算报告由同济曙光－盾构隧道计算分析软件自动生成盾构隧道计算分析报告横断面部分2016-05-28目录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：“同济曙光-盾构隧道计算分析分析软件”，由上海同岩土木工程科技有限公司研制。
1.2隧道信息1.2.1断面信息说明：角度按逆时针旋转，o°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。
断面示意图隧道断面基本几何参数:管片总数：6片衬砌外直径D1： 10.000m衬砌内直径D2: 9.200m第一管片块的右侧与Y轴的夹角0 s：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管片几何参数隧道位置：地表至隧道顶部的距离H(m): 11.00地下水面至隧道顶部的距离Hw(m): 8.00 1.2.2 土层参数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：1.000 m管片容重:23.000 kN/m A3管片接头：管片环接头1.3荷载信息设计工况数目：1工况1自重+节点约束+水土压力+地基抗力--反力，共4种荷载。
荷载组合系数：永久荷载： 1.35 可变何载： 1.40偶然荷载： 1.001.3.1 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 泰沙基法 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是土压力下限：200.00kN/m21.3.2地层反力计算参数表：地基抗力系数：20.000 MN/m A 3 是否考虑衬砌自重引起的地基抗力：否1.4设计参数计算模型：修正惯用法(有限元) 修正惯用法常数：Eta( n ) = 0.80荷载图〔一fc.-TTTTJ —f修正惯用法常数：Xi( E ) = 0.30 网格大小：0.20 1.5管片验算参数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2.1.2地层反力地层反力计算结果：水平直径点处水平方向变位S : 0.000 mm水平直径点处水平方向抗力P: 92.354 kN/m A22.2抗浮验算计算结果浮力：769.690kN抗浮力：2551.465kN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。
作者前言：一、外荷载数据表：外荷载数据表（表1）二、计算函数：①θ=0~45荷载轴力剪力竖直荷载59.6735859274.01375002-128.1955755水平荷载-51.2490797190.69425110.0973766水平三角形荷载-7.3373159219.4203358411.21233613水平地基反力-0.6090058 1.6146944930.9322443自重 1.6445535020.615573353-2.813079324总和2.12273803286.3586037-8.766697785②θ=45~90荷载轴力剪力竖直荷载-119.347172296.055 6.07219E-08水平荷载102.4981594 1.0696E-17-5.21494E-08水平三角形荷载14.67463184-9.33277E-104.55027343水平地基反力 1.286429905-6.19689E-10-1.08148E-09自重-3.318506668.231954501-0.873437498总和-4.20645741304.2869545 3.676835939③θ=90~135常用设计法的管片截面力计算公式（表2）此为日本修正惯用法计算表格，只需将算好的外荷载值填入表1，然后在表2中按条件色底纹标记。
荷载轴力剪力竖直荷载-112.149657287.127849450.62838683水平荷载96.316763997.666846986-43.48084987水平三角形荷载15.012529230.402816927-2.284488311水平地基反力 1.1687322970.5352829350.790996221自重-3.349546938.9130054610.684691663总和-3.00117811304.6458017 6.338736537④θ=135~180荷载轴力剪力竖直荷载91.4252378734.6318561395.15024281水平荷载-78.5181455224.5163471-81.71726735水平三角形荷载-12.464306242.97079395-15.64008992水平地基反力-0.8304854 1.7520461790.637692658自重 2.755012502 2.121008879 3.2736636总和2.367313342305.9920522 1.70424179按条件填入角度值即可。
