内力图地铁盾构计算书

内力图地铁盾构计算书公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

1． 设计荷载计算

1.1 结构尺寸及地层示意图

图1-1 结构尺寸及地层示意图

如图，按照要求，对灰色淤泥质粉质粘土上层厚度进行调整：

mm 43800 50*849+1350h ==灰。按照课程设计题目，以下只进行基本使用阶段的荷载计

算。

1.2 隧道外围荷载标准值计算

（1） 自重 2/75.835.025m kN g h =⨯==δγ （2）竖向土压 若按一般公式：

2

1/95.44688.485.37.80.11.90.185.018q m KN h n

i i i =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑=γ

由于

h=+++=48.8m>D=6.55m ，属深埋隧道。应按照太沙基公式或普氏公式计算竖向土压：

a 太沙基公式： 其中：

m R B c 83.6)4/7.75.22tan(/1.3)4/5.22tan(/0000=+=+=ϕ

（加权平均值0007.785

.5205

.42.7645.19.8=⨯+⨯=

ϕ） 则：2

)9.8tan 83.68

.48()9.8tan 83.68

.48(11/02.18920]1[9

.8tan )

83.6/2.128(83.6p m KN e e =⋅+--=-- b 普氏公式：

2

012/73.2699.8tan 92.7832tan 32p m

KN B =⨯⨯==

ϕγ 取竖向土压为太沙基公式计算值，即：

2

1/02.189p m KN e =。

（3） 拱背土压 m

kN R c /72.286.7925.2)4

1(2)4

1(2G 22=⨯⨯-⨯=⋅-=π

γπ。

其中：3/6.728

.1645.11

.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=

γ。

（4） 侧向主动土压 )2

45tan(2)2

45(tan )(q 0021ϕ

ϕγ-⋅--⋅+=c h p e e

其中：2

1/02.189p m KN e =，

则：200

00

2

1/00.121)2

7.745tan(1.122)27.745(tan 02.189q m KN e =-⨯⨯--⨯= （5） 水压力按静水压考虑：

a 竖向水压：2w1w w1/478.24=48.8×9.8=H =p m KN γ

b 侧向水压：2w1w w1/478.24=48.8×9.8=H =q m KN γ

（6） 侧向土壤抗力 衬砌圆环侧向地层（弹性） 压缩量：

)

R 0.0454k EI 24()]R q (q -)q (q -)p [2(p =4c 4

c w2e2w1e1w1e1⋅+⋅+++ηδ 其中：衬砌圆环抗弯刚度取2

37

6.12326512

0.35×0.1103.45EI m KN ⋅=⨯⨯= 衬砌圆环抗弯刚度折减系数取7.0=η；

则：

m

344

10617.057

.366600811

.2261)925.2200000.04546.232651.70(24925.2)]14.325(154.06-)24.784(139.19-)24.78402.189([2

=-⨯==

⨯⨯+⨯⨯⨯+++⨯δ

（7） 拱底反力 w c c 1R R 2

π -0.2146R +πg +p =P γγe

其中：21/02.189p m KN e = 2/75.8m kN g = 3/6.728

.1645.11

.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=

γ，与拱

背土压对应 则：2R /91.17410 955.2 2

π -6.7955.20.2146+75.8π+189.02=P m KN =⨯⨯⨯⨯⨯。 （8） 荷载示意图

图1-2 圆环外围荷载示意图

2． 内力计算

用荷载-结构法按均质圆环计算衬砌内力

取一米长度圆环进行计算，其中荷载采用设计值，即考虑荷载组合系数。计算结果如下表

（已考虑荷载组合系数）：

隧道圆环内力计算结果:表2-1

内力（红色线条）分布图如下：

图2-1 弯矩分布图（KNm）

图2-2 轴力分布图（受压KN）

图2-3 剪力分布图（KN）

3． 标准管片(B)配筋计算

截面及内力确定

由上述内力计算，取80

截面处内力进行内力计算。根据修正惯用法中的η-ξ法，由于纵缝接头的存在而导致结构整体刚度降低，取圆环整体刚度为：

而管片的内力：m KN M s ⋅=⨯+=+=69.12084.92)3.01()1(M ξ; KN N s 11.2213N ==

环向钢筋计算 假设为大偏心构件。

mm N M s s 5711.221369

.120e 0===

取：1.1=k

mm a a 50/==; mm a h

ke e 7.187********.120=-+⨯=-+

=

采用对称配筋：

W

bxR N =; )()2(/

0//0a h R A x h bxR Ne g g W -+-=

其中：1000mm =b ; 2W 23.1N/mm =R ; 钢筋选用HRB335钢，则

2/

g 300N/mm =R

由此：1.2310001033.23903⨯⨯=⨯x

得：)16555.0()48.103()1002(0/mm h mm x mm a =<=<= 确为大偏心。

由此算出：0

/

取：

2

/

6003001000%2.0mm A A g g =⨯⨯==;

选配4B14（A /g =615.75 mm 2）。

环向弯矩平面承载力验算（按偏心受压验算）

查《混凝土结构基本原理》表4-1，得轴心受压稳定系数：98.0=ϕ 取23500003501000mm A =⨯=

N KN R A AR g g w cu >=⨯+⨯⨯=+=36.8285)30050.12311.23350000(98.0)(N /

/ϕ;

满足要求。

箍筋计算

根据《混凝土结构基本原理》，按照偏心受压构件进行计算。

剪跨比：0.31.11300

29251806500

0>=⨯⨯=

=πλh l 故取0.3=λ。