地下建筑結(jié)構(gòu)-第六章盾構(gòu)法裝配式圓形襯砌結(jié)構(gòu)2課件

1、（三）按多鉸圓環(huán)計(jì)算圓環(huán)內(nèi)力（1）日本山本稔法基本假定：適用于圓形結(jié)構(gòu)襯砌環(huán)在轉(zhuǎn)動時(shí)，管片或砌塊視作剛體處理。襯砌環(huán)外圍土抗力按均變形式分布，土抗力的計(jì)算要滿足襯砌環(huán)穩(wěn)定性的要求，土抗力作用方向全部朝向圓心。計(jì)算中不計(jì)及圓環(huán)與土壤介質(zhì)間的摩擦力，這對于滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是偏于安全的。土抗力和變位間關(guān)系按文克列爾公式計(jì)算。四、襯砌內(nèi)力計(jì)算 （三）按多鉸圓環(huán)計(jì)算圓環(huán)內(nèi)力（1）日本山本稔法 計(jì)算方法結(jié)構(gòu)按靜定結(jié)構(gòu)分析襯砌各個(gè)截面處地層抗力四、襯砌內(nèi)力計(jì)算 解1-2桿 日本山本稔法解2-3桿 日本山本稔法解3-4桿 日本山本稔法（2）蘇聯(lián)的多鉸圓環(huán)內(nèi)力計(jì)算 蘇聯(lián)的這種多鉸圓環(huán)設(shè)計(jì)計(jì)算方法與日本山本方法最大

2、的差異在于蘇聯(lián)方法認(rèn)為襯砌與地層之間不產(chǎn)生相對的位移，而山本法則認(rèn)為襯砌環(huán)與地層間能完全自由滑移，而忽視了地層土抗力的切線部分。 （三）按多鉸圓環(huán)計(jì)算圓環(huán)內(nèi)力（2）蘇聯(lián)的多鉸圓環(huán)內(nèi)力計(jì)算 內(nèi)力計(jì)算結(jié)果比較（三）按多鉸圓環(huán)計(jì)算圓環(huán)內(nèi)力抗裂計(jì)算 偏壓構(gòu)件斷面上的內(nèi)力分別為彎矩M、軸向力N。 混凝土抗拉極限應(yīng)變值 （一）抗裂及裂縫限制的計(jì)算 受拉鋼筋的應(yīng)變值 混凝土最大壓應(yīng)變 受壓鋼筋的應(yīng)變值 求出裂縫出現(xiàn)前的中和軸的位置 （一）抗裂及裂縫限制的計(jì)算對偏心距e0 隧道襯砌結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算往往是先假定襯砌的混凝土橫斷面尺寸：寬度及厚度，根據(jù)使用上的要求，給定混凝土標(biāo)號（一般裝配式構(gòu)件的標(biāo)號大都選用在40

3、0號以上）和鋼筋種類（目前國內(nèi)用得較多的是16Mn）要求選擇鋼筋面積。當(dāng)構(gòu)件承受瞬時(shí)荷載時(shí)，建筑材料的強(qiáng)度指標(biāo)可按特殊規(guī)定適當(dāng)提高。強(qiáng)度計(jì)算和配筋選擇可按一般鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件計(jì)算 。 （二）、襯砌斷面強(qiáng)度計(jì)算 混凝土受壓區(qū)高度x已不等于0.55h，必須重行計(jì)算 （二）、襯砌斷面強(qiáng)度計(jì)算 在計(jì)算出中和軸x后，再代入下式 時(shí)，應(yīng)按受壓鋼筋 為矩心的力矩平衡公式計(jì)算，并假定混凝土應(yīng)力和受壓鋼筋應(yīng)力作用點(diǎn)重合 （二）、襯砌斷面強(qiáng)度計(jì)算 為偏于安全計(jì)，計(jì)算公式中常不采 用 而采用 襯砌圓環(huán)的水平直徑變形計(jì)算 （三）、襯砌圓環(huán)的直徑變形計(jì)算 各種荷載條件下的圓環(huán)水平直徑變形系數(shù) (三)、襯砌圓環(huán)的直徑變

4、形計(jì)算 編 號 荷 重 形 式 水平直徑處（半徑方向） 圖 示 1鉛直分布荷重 2水平均布荷重 3等邊分布荷重 04等腰分布荷重 5自 重 （一）接縫張開的驗(yàn)算 管片拼裝之際由于受到螺栓預(yù)應(yīng)力的作用，在接縫上產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力(四)、縱向接縫計(jì)算 當(dāng)接縫受到外荷后的應(yīng)力狀態(tài) （一）接縫張開的驗(yàn)算 最終接縫應(yīng)力 (四)、縱向接縫計(jì)算 接縫變形量 裂縫不張開無拉應(yīng)力拉應(yīng)力小于涂料的粘結(jié)力伸長量小于涂料的彈性變形量（二）縱向接縫強(qiáng)度計(jì)算 接縫強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，近似地把螺栓看作受拉鋼筋按鋼筋混凝土截面進(jìn)行。一般先假定螺栓直徑、數(shù)量和位置，然后對接縫強(qiáng)度的安全度進(jìn)行驗(yàn)算。(四)、縱向接縫計(jì)算 計(jì)算中和軸 x(四)、

5、縱向接縫計(jì)算 屬于大偏心受壓 屬于大偏心受壓 滿足K1.55 環(huán)縫的綜合伸長量 (五）、環(huán)縫的近似計(jì)算 管片伸長量 縱向螺栓伸長量 環(huán)縫的合成剛度 環(huán)縫的合成抗彎強(qiáng)度 例 1）16只縱向螺栓的抗彎強(qiáng)度（不按合成斷面考慮），M30縱向螺栓，45鋼 (五）、環(huán)縫的近似計(jì)算 3）鋼筋混凝土管片和縱向螺栓的合成縱向抗彎強(qiáng)度管片寬度：90cm，螺栓長度18.5cm， (五）、環(huán)縫的近似計(jì)算 彈性模量：混凝土 鋼 斷面模量：混凝土 斷面模量：螺栓 3）鋼筋混凝土管片和縱向螺栓的合成縱向抗彎強(qiáng)度(五）、環(huán)縫的近似計(jì)算 螺栓應(yīng)變值 混凝土應(yīng)變值 縱向螺栓（或環(huán)縫上的凹凸椎槽）的縱向傳遞能力的估算(五）、環(huán)縫的

6、近似計(jì)算 環(huán)縫面上的摩阻力 環(huán)縫內(nèi)縱向螺栓縱向傳遞能力 例管片厚 ，弦長 ，環(huán)縫面積 ，16只M30縱向螺栓 ，螺栓預(yù)壓應(yīng)力取1000kg/cm2 (五）、環(huán)縫的近似計(jì)算 環(huán)縫面上的預(yù)壓應(yīng)力 環(huán)縫面上的摩阻力 兩側(cè)縱向螺栓可傳遞縱向彎矩4.8t-m 一隧道的外徑為11.2m，內(nèi)徑為10.1m，覆土深度為21.2m。地下水位考慮在地面以下1m處。隧道內(nèi)設(shè)置一道下拉桿，以加強(qiáng)抵抗特殊荷載的結(jié)構(gòu)能力。隧道兩側(cè)土壤介質(zhì)的內(nèi)摩擦角 。隧道在基本使用階段不考慮下拉桿的結(jié)構(gòu)作用；當(dāng)在承受基本使用階段荷載和特殊荷載組合階段時(shí)，則考慮下拉桿作用 (六）、算例 襯砌結(jié)構(gòu)尺寸：基本使用階段 重心z(六）、算例計(jì)算半

7、徑 r基本使用荷載+特殊荷載組合階段：考慮在外層管片內(nèi)部再行敷設(shè)200厚內(nèi)襯鋼筋混凝土層 計(jì)算半徑 r計(jì)算過程黑板演示階段結(jié)果需要重新設(shè)計(jì)(六）、算例一、襯砌的抗?jié)B合理提出襯砌本身的抗?jié)B指標(biāo)經(jīng)過抗?jié)B試驗(yàn)的混凝土的合適配合比；嚴(yán)格控制水灰比，一般不大于0.4，另加塑化劑以增加混凝土的和易性。襯砌構(gòu)件的最小混凝土厚度和鋼筋保護(hù)層。管片生產(chǎn)工藝：振搗方式和養(yǎng)護(hù)條件的選擇。嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)制度。減少管片在堆放、運(yùn)輸和拼裝過程中的損壞率。二、管片制作精度較大的初始接隙 ，合適的防水密封墊 管片制作精度的不夠，在盾構(gòu)推進(jìn)過程中造成管片的頂碎和開裂，同樣造成了漏水的現(xiàn)象。六、隧道防水及其綜合處理 三、接縫

8、防水的基本技術(shù)要求保持永久的彈性狀態(tài)和具有足夠的承壓能力，使之適應(yīng)隧道長期處于“蠕動”狀態(tài)而產(chǎn)生的接縫張開和錯(cuò)動。具有令人滿意的彈性期齡和工作效能。與混凝土構(gòu)件具有一定的粘結(jié)力。能適應(yīng)地下水的侵蝕。環(huán)縫密封墊 需要有足夠的承壓能力和彈性復(fù)原力，能承受和均布盾構(gòu)千斤頂頂力，防止管片頂碎。并在千斤頂頂力往復(fù)作用下，密封墊仍保持良好的彈性變形性能?？v縫密封墊 具有比環(huán)縫密封墊相對較低的承壓能力，能對管片的縱縫初始縫隙進(jìn)行填平襯齊，并對局部的集中應(yīng)力具有一定的緩沖和抑制作用。在環(huán)、縱縫沿隧道內(nèi)側(cè)設(shè)置嵌縫槽，在槽內(nèi)填嵌密封防水材料 ，嵌縫材料最好在隧道變形已趨于基本穩(wěn)定的情況下進(jìn)行施工。 六、隧道防水及其綜合處理 四、二次襯砌 在目前隧道接縫防水尚未能完全滿足要求情況下，在地鐵區(qū)間隧道內(nèi)較多的是用雙層襯砌。在外層裝配式襯砌已趨基本穩(wěn)定的情況下，進(jìn)行二次內(nèi)襯澆搗，在內(nèi)襯混凝土澆筑前應(yīng)對隧道內(nèi)側(cè)的滲漏點(diǎn)進(jìn)行修襯堵漏，污泥以高壓水部澆、清理。 雙層襯砌的做法不一，有在外層襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)直接澆搗兩次內(nèi)襯混凝土的，也有在外層襯砌的內(nèi)側(cè)面先噴注20mm厚的找平層，再鋪設(shè)油氈