DB21-T 3165-2019鋼筋鋼纖維混凝土預(yù)制管片技術(shù)規(guī)程

遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB21/T3165-2019

備案號J14783-2019

鋼筋鋼纖維混凝土預(yù)制管片技術(shù)規(guī)程

Technicalspecificationforprecaststeelfiber

reinforcedconcretesegments

（備案稿）

前言

根據(jù)《遼寧省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局關(guān)于下達(dá)2017年第一批遼寧省

地方標(biāo)準(zhǔn)制修訂項目計劃的通知》遼質(zhì)監(jiān)發(fā)[2017]62號的要求，

規(guī)程編制組經(jīng)廣泛調(diào)查研究，認(rèn)真總結(jié)實踐經(jīng)驗，參考有關(guān)國際

標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上，制定（修訂）

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程。

本規(guī)程的主要技術(shù)內(nèi)容是：鋼筋鋼纖維預(yù)制管片的設(shè)計、制

造與施工等一系列規(guī)定。

本規(guī)程共分9章，包括：總則、術(shù)語和符號、基本設(shè)計規(guī)定、

材料、結(jié)構(gòu)計算、承載能力計算、構(gòu)造規(guī)定、施工階段承載力驗

算、管片制造與施工

本規(guī)程發(fā)布實施后，任何單位和個人如有意見或建議均可通

過來電來函反饋，我們會認(rèn)真答復(fù)，并認(rèn)真處理，根據(jù)實際情況

依法進(jìn)行評估及復(fù)審。

歸口管理部門遼寧省城鄉(xiāng)和住房建設(shè)廳，通信地址：遼寧省

沈陽市和平區(qū)太原北街2號，聯(lián)系電話/p>

主編單位：沈陽地鐵集團(tuán)有限公司，通信地址：沈陽市沈河

區(qū)東濱河路28-3，聯(lián)系電話/p>

本規(guī)程主編單位：沈陽地鐵集團(tuán)有限公司

本規(guī)程參編單位：西南交通大學(xué)

北京城建設(shè)計發(fā)展集團(tuán)股份有限公司

中國鐵路設(shè)計集團(tuán)有限公司

遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司

中鐵第六勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司

2

目次

1總則........................................1

2術(shù)語和符號.......................................2

2.1術(shù)語................................................2

2.2符號................................................3

3基本設(shè)計規(guī)定..........................................6

3.1一般規(guī)定............................................6

3.2承載能力極限狀態(tài)計算................................7

3.3正常使用極限狀態(tài)驗算...............................10

4材料.................................................12

4.1鋼纖維.............................................12

4.2鋼纖維混凝土.......................................13

5結(jié)構(gòu)分析.............................................15

5.1基本規(guī)定...........................................15

5.2荷載作用...........................................15

5.3管片橫向內(nèi)力計算...................................16

5.4管片變形計算.......................................18

5.5管片接頭螺栓強度計算...............................19

6概率極限狀態(tài)設(shè)計....................................20

6.1一般規(guī)定...........................................20

6.2承載能力極限狀態(tài)計算...............................20

6.3正常使用極限狀態(tài)驗算...............................26

4

7構(gòu)造規(guī)定.............................................28

7.1一般規(guī)定..........................................28

7.2管片構(gòu)造..........................................29

8施工階段承載力驗算...................................31

8.1一般規(guī)定..........................................31

8.2臨時荷載承載力驗算.................................32

8.3盾構(gòu)頂推力計算.....................................36

9管片制造與施工.......................................42

9.1一般規(guī)定..........................................42

9.2配合比設(shè)計及拌合物.................................42

9.3材料投放和攪拌.....................................43

9.4澆筑、振搗及養(yǎng)護(hù)...................................43

9.5彈性密封墊與緩沖墊的粘貼...........................44

9.6管片施工..........................................44

9.7檢驗和驗收.........................................45

附錄A殘余抗彎拉強度測試方法（切口梁法）...............49

附錄B鋼纖維混凝土盾構(gòu)管片設(shè)計不同極限狀態(tài)抗拉強度.....58

附錄C預(yù)制管片承載力檢驗試驗方法標(biāo)準(zhǔn)...................62

本規(guī)范用詞說明.........................................68

引用標(biāo)準(zhǔn)名錄...........................................69

附：條文說明...........................................71

5

1總則

1.0.1為在鋼筋鋼纖維混凝土的管片設(shè)計和施工中貫徹執(zhí)行國

家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、技術(shù)先進(jìn)、保證

質(zhì)量，制定本規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程主要依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》

GB50153、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010和《盾構(gòu)法隧道施工

及驗收規(guī)范》GB50446等標(biāo)準(zhǔn)的原則制定。

1.0.3本規(guī)程適用于配置受力鋼筋的鋼纖維混凝土預(yù)制管片的設(shè)

計、制造與施工。

1.0.4鋼筋鋼纖維混凝土管片的設(shè)計和施工除應(yīng)遵守本規(guī)程外，

尚應(yīng)符合所屬行業(yè)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1

2術(shù)語和符號

2.1術(shù)語

2.1.1鋼纖維steelfiber

用鋼質(zhì)材料經(jīng)加工制作的短纖維。

2.1.2鋼纖維混凝土steelfiberreinforcedconcrete

摻加適量、均勻分布的鋼纖維作為增強材料的混凝土。

2.1.3鋼筋鋼纖維混凝土預(yù)制管片precaststeelfiberreinforced

concretesegmentwithrebars

配有受力鋼筋的鋼纖維混凝土預(yù)制管片（本文中簡稱為鋼筋

鋼纖維管片）。

2.1.4鋼纖維等效直徑equivalentdiameterofsteelfiber

異形、非圓形截面的鋼纖維按等面積原則折算為圓形截面后

的計算直徑。

2.1.5鋼纖維長度lengthofsteelfiber

鋼纖維外端部之間的距離。

2.1.6鋼纖維延展長度developedlengthofsteelfiber

異型鋼纖維在保持橫截面尺寸不變的條件下，展直后的長度。

2.1.7鋼纖維長徑比aspectratioofsteelfiber

鋼纖維的長度與直徑或等效直徑的比值。

2.1.8纖維體積摻量fractionoffiberbyvolume

2

單位體積纖維混凝土中所含纖維的質(zhì)量。

2.1.9預(yù)切口張開位移（CMOD）crackmouthopening

displacement

長方體三點彎曲試件受中心荷載F，由傳感器測得試件下端預(yù)

切口處張開的水平位移值，簡稱CMOD。

2.1.10極限彎拉強度limitofproportionality

長方體三點彎曲試件發(fā)生CMOD在0～0.05mm范圍內(nèi)最大荷

載FL對應(yīng)的試件切口頂端應(yīng)力，也稱極限拉應(yīng)力。

2.1.11殘余彎拉強度residualflexuraltensilestrength

長方體三點彎曲試件受中心荷載Fj，對應(yīng)于試件切口頂端張

開的水平位移值CMODj（CMODj>CMODFL，j=1，2，3，4表示

不同的CMOD位置）或切口處豎向位移δj（此處δj>δFL）的切口

處截面頂端拉應(yīng)力。

2.1.12鋼纖維混凝土承載力極限狀態(tài)抗拉強度steelfiber

reinforcedconcretetensilestrengthofULS

鋼纖維混凝土達(dá)到承載力極限狀態(tài)規(guī)定的應(yīng)變時，截面受拉

區(qū)的拉應(yīng)力。

2.1.13鋼纖維混凝土正常使用極限狀態(tài)抗拉強度steelfiber

reinforcedconcretetensilestrengthofSLS

鋼纖維混凝土達(dá)到正常使用極限狀態(tài)規(guī)定的裂縫寬度時，截

面受拉區(qū)的拉應(yīng)力。

2.2符號

2.2.1作用和作用效應(yīng)

3

,——按基本荷載組合計算的軸向力設(shè)計值、正截面彎矩

NfuMfu

設(shè)計值；

Nfq,Mfq——按荷載準(zhǔn)永久組合計算的軸向力設(shè)計值、正截面

彎矩設(shè)計值；

Vfcs——斜截面剪力設(shè)計值；

V——鋼纖維混凝土受剪承載力設(shè)計值；

fc

Vs——箍筋受剪承載力設(shè)計值；

Vc——混凝土受剪承載力設(shè)計值；

V——鋼纖維混凝土受剪承載力設(shè)計值；

f

F——鋼纖維混凝土局部受壓承載力；

flu

F——混凝土局部受壓承載力；

lu

F——鋼筋鋼纖維混凝土板局部受沖切承載力；

fpu

F——鋼筋混凝土板受沖切承載力；

pu

w——按荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響計算的

fmax

鋼筋鋼纖維混凝土管片最大裂縫寬度；

wmax——按荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響計算的

鋼筋混凝土管片最大裂縫寬度；

sk——縱向受拉鋼筋應(yīng)力或等效應(yīng)力。

2.2.2材料性能

、——鋼纖維混凝土軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值；

ffckffc

f

ck、fc——混凝土軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值；

4

fftk、fft——鋼纖維混凝土抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值；

ftk、ft——混凝土抗拉強度的標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值；

fftm——鋼纖維混凝土極限彎拉強度設(shè)計值；

fftuk、fftu——鋼纖維混凝土構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時抗

拉強度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值；

fftsk、ffts——鋼纖維混凝土構(gòu)件達(dá)到正常使用極限狀態(tài)時抗

拉強度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值。

2.2.3幾何參數(shù)

lf——鋼纖維長度；

df——鋼纖維直徑或等效直徑。

5

3基本設(shè)計規(guī)定

3.1一般規(guī)定

3.1.1鋼筋鋼纖維管片設(shè)計應(yīng)包括下列內(nèi)容：

1結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，包括管片選型、分塊及拼裝方式；

2作用及作用效應(yīng)分析；

3管片結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計；

4管片接頭構(gòu)造及連接方式；

5耐久性設(shè)計；

6管片預(yù)制及施工的要求；

7滿足特殊要求結(jié)構(gòu)的專門性能設(shè)計。

3.1.2鋼筋鋼纖維管片的設(shè)計使用年限應(yīng)為100年。

3.1.3鋼筋鋼纖維管片設(shè)計應(yīng)符合下列基本假定：

1加載前后結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面應(yīng)變分布保持為平面；

2鋼筋應(yīng)變應(yīng)與周圍混凝土應(yīng)變相同；

3極限狀態(tài)設(shè)計時應(yīng)計及鋼纖維混凝土抗拉強度；

4鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)

范》GB50010中的規(guī)定；

5鋼纖維混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)符合本規(guī)程附錄B的規(guī)定。

3.1.4鋼筋鋼纖維管片設(shè)計應(yīng)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)

法，并應(yīng)對承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進(jìn)行計算。

6

3.1.5鋼筋鋼纖維管片應(yīng)對施工各階段進(jìn)行結(jié)構(gòu)強度驗算。

3.1.6鋼筋鋼纖維管片的耐久性應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

規(guī)范》GB50010及《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》GB/T50476

的規(guī)定。用于四、五類環(huán)境的鋼筋鋼纖維管片應(yīng)采取可靠的防

腐蝕強化措施。

3.2承載能力極限狀態(tài)計算

3.2.1對于承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)按荷載的基本組合或偶然組合計

算荷載組合的效應(yīng)設(shè)計值，并應(yīng)按下式進(jìn)行計算：

0Sd≤Rd(3.2.1)

式中：0

——重要性系數(shù)，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010

的規(guī)定采用；

Sd——荷載基本組合或偶然組合的效應(yīng)設(shè)計值，包

括組合的彎矩、剪力和軸力設(shè)計值等；

Rd——承載力設(shè)計值。

3.2.2鋼筋鋼纖維管片承載力設(shè)計值應(yīng)采用下式計算：

(3.2.2)

式中:Rf()——以《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010的規(guī)定為基

礎(chǔ)，考慮鋼纖維影響的鋼筋鋼纖維管片承載力

計算函數(shù)；

7

ffc——按本規(guī)程4.3節(jié)的方法確定的鋼纖維混凝土軸心

抗壓設(shè)計強度；

鋼筋設(shè)計強度，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》

fy——

GB50010的規(guī)定采用；

——幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》

k

GB50010的規(guī)定取值；

fft——對應(yīng)于正常使用極限狀態(tài)或承載能力極限狀態(tài)的

鋼纖維混凝土抗拉強度設(shè)計值，按本規(guī)程附錄B

的規(guī)定取值；

——鋼纖維方向性系數(shù)

3.2.3荷載基本組合的效應(yīng)設(shè)計值Sd應(yīng)按下式計算確定：

mn

SSS

dGjGjkQiLiQik

ji11(3.2.

3)

——第j個永久荷載的分項系數(shù)，按本規(guī)程表3.2.5的

式中：Gi

規(guī)定取值；

——第i個可變荷載的分項系數(shù)，按本規(guī)程表3.2.5的

Qi

規(guī)定取值；

——第i個可變荷載考慮設(shè)計使用年限的調(diào)整系數(shù)，設(shè)

Li

計使用年限100年取值1.1；

SGjk——按第j個永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gjk計算的荷載效應(yīng)值；

SQik——按第i個可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qik計算的荷載效應(yīng)值；

8

m——參與組合的永久荷載數(shù)；

n——參與組合的可變荷載數(shù)。

3.2.4荷載效應(yīng)偶然組合的設(shè)計值Sd應(yīng)按下列公式計算確定：

m

SSSS

dGjGjkEHEHKEVEVK

地震組合：j1(3.2.4-1)

m

人防組合：SSS

dGjGjkC(3.2.

j1

4-2)

式中：、

EHEV——水平和豎向地震作用分項系數(shù),應(yīng)按本標(biāo)

準(zhǔn)表3.2.7的規(guī)定取值；

SEHK、SEVK——水平和豎向地震作用效應(yīng)值,應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)

表3.2.7的規(guī)定取值；

Sc——人防荷載作用效應(yīng)值。

3.2.5永久荷載的分項系數(shù)應(yīng)按下表采用。

表3.2.5永久荷載分項系數(shù)

9

適用情況

當(dāng)作用效應(yīng)對承載當(dāng)作用效應(yīng)對承載

力不利時力有利時

作用分項系數(shù)

?G1.3≤1.0

?Q1.50

3.2.6水平和豎向地震作用分項系數(shù)的確定應(yīng)符合下表的規(guī)定。

表3.2.6地震作用分項系數(shù)

水平地震作用豎向地震作用分

地震作用

分項系數(shù)EH項系數(shù)EV

僅計算水平地震作用1.3—

同時計算水平與豎向地

1.30.5

震作用（水平地震為主）

同時計算水平與豎向地

0.51.3

震作用（豎向地震為主）

10

3.3正常使用極限狀態(tài)驗算

3.3.1對于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計要求，采用荷載

準(zhǔn)永久組合，并應(yīng)按下列設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計：

（3.3.1)

式中：S——正常使用極限狀態(tài)荷載組合的效應(yīng)設(shè)計值；

C——鋼筋鋼纖維管片達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的變形、

應(yīng)力、裂縫寬度等的限值。

3.3.2荷載準(zhǔn)永久組合的效應(yīng)設(shè)計值Sd應(yīng)按下列公式計算確定：

(3.3.2)

式中：qi——第i個可變作用的準(zhǔn)永久值系數(shù)。

3.3.3鋼筋鋼纖維管片的最大計算裂縫寬度允許值應(yīng)根據(jù)隧道所

處環(huán)境和防水措施確定；處于一般環(huán)境中的結(jié)構(gòu)，按荷載準(zhǔn)永久

組合并計及長期作用影響計算時，鋼筋鋼纖維混凝土管片最大計

算裂縫寬度允許值不應(yīng)大于0.2mm；處于凍融環(huán)境或化學(xué)侵蝕環(huán)

境等不利條件下的結(jié)構(gòu)，其最大計算裂縫寬度允許值應(yīng)符合國家

標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》GB/T50476的規(guī)定。

11

12

4材料

4.1鋼纖維

4.1.1鋼纖維應(yīng)選用高強鋼絲切斷型鋼纖維。其摻量應(yīng)滿足鋼纖

維混凝土盾構(gòu)管片設(shè)計承載力要求的強度和耐久性等指標(biāo)要求。

4.1.2鋼纖維長度不宜小于粗骨料最大粒徑的2.5倍，長度宜為

50mm60mm,直徑（或等效直徑）宜為0.5mm0.9mm，長徑比宜為

6080。

4.1.3鋼纖維的抗拉強度應(yīng)不低于1000級，宜選用1300級及以

上的鋼纖維。

4.1.4鋼纖維的尺寸和強度質(zhì)量要求應(yīng)符合表4.1.4的規(guī)定。其

它的質(zhì)量要求應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土用鋼纖維》YB/T151的規(guī)定。

表4.1.4鋼纖維的尺寸及強度允許公差

特性樣本公差均值公差

長度或伸展長度lf±3mm±5%

直徑df±0.02mm±0.015mm

抗拉強度Rm，±10%±7.5%

長徑比λf±15%±7.5%

4.1.5其他原材料應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范。

13

4.2鋼纖維混凝土

4.2.1鋼纖維混凝土的強度等級應(yīng)按立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值確定。

立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》

GB50010的規(guī)定，按同強度等級混凝土標(biāo)準(zhǔn)值選用。用于鋼纖維

混凝土管片的混凝土基體強度等級不應(yīng)低于C50。

4.2.2鋼纖維混凝土的受壓和受拉彈性模量、剪切模量、泊松比、

線膨脹系數(shù)等，應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010

的規(guī)定，按同強度等級混凝土規(guī)定值選用。

4.2.3鋼纖維混凝土的軸心抗壓強度和軸心抗拉強度取值應(yīng)符合

國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010的規(guī)定，按同強度等級

混凝土規(guī)定值選用。

4.2.4鋼纖維混凝土管片不同承載能力極限狀態(tài)抗拉強度值的確

定應(yīng)符合以下規(guī)定。

1殘余抗拉強度應(yīng)通過試驗確定，試驗方法應(yīng)符合本規(guī)程附

錄A的規(guī)定。

2當(dāng)無試驗數(shù)據(jù)時可在表4.2.4給出的范圍內(nèi)取值，且應(yīng)滿

足本節(jié)4.2.5條的規(guī)定。

表4.2.4鋼纖維混凝土殘余彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）

強度鋼纖維混凝土殘余彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值

fR1k2.102.402.703.003.303.603.904.204.504.805.10

fR3k2.102.402.703.003.303.603.904.204.504.805.10

表中：——CMOD為0.5mm時殘余彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值，用本規(guī)程

附錄A的試驗方法獲得;

14

——CMOD為2.5mm時殘余彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值，用本規(guī)程

附錄A的試驗方法獲得；

3承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值和

設(shè)計值應(yīng)按本規(guī)程附錄B的規(guī)定計算。

4.2.5用于鋼筋鋼纖維混凝土管片的鋼纖維混凝土殘余彎拉強度

應(yīng)滿足以下要求。

(4.2.5-1)

(4.2.5-2)

式中：——鋼纖維混凝土極限彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值，用本規(guī)程附

錄A的試驗方法獲得。

4.2.6鋼纖維混凝土配合比試配應(yīng)采用工程實際使用的原材料，

進(jìn)行鋼纖維混凝土拌合物性能、力學(xué)性能和耐久性試驗。

4.2.7鋼纖維混凝土拌合物應(yīng)具有良好的工作性，不得離析、泌

水和鋼纖維結(jié)團(tuán)，并滿足設(shè)計和生產(chǎn)要求。拌合物性能的試驗方

法應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》

GB/T50080的規(guī)定。

15

5結(jié)構(gòu)分析

5.1基本規(guī)定

5.1.1盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的計算模型應(yīng)根據(jù)地層情況、襯砌構(gòu)造特點

及施工工藝等確定，宜考慮襯砌與地層相互作用及裝配式管片襯

砌接頭的影響。

5.1.2鋼筋混凝土管片應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計算和正常使用

極限狀態(tài)檢算，最大裂縫寬度應(yīng)符合本規(guī)程第3.3.3條的規(guī)定。

偶然荷載組合計算時可不驗算裂縫寬度。

5.1.3當(dāng)結(jié)構(gòu)上部存在不對稱荷載時，應(yīng)按上部荷載分布情況計

算豎向荷載。

5.1.4隧道設(shè)計應(yīng)按施工期間和正常使用期間可能出現(xiàn)的最高水

位和最小覆蓋層厚度進(jìn)行抗浮穩(wěn)定驗算，按可能出現(xiàn)的最低水位

和最大覆蓋層厚度計算荷載基本組合的效應(yīng)設(shè)計值。

5.2荷載作用

5.2.1盾構(gòu)隧道的設(shè)計荷載應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

GB50009、《地鐵設(shè)計規(guī)范》GB50157或相關(guān)行業(yè)技術(shù)規(guī)范等的規(guī)

定。

5.2.2隧道地震荷載應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)《城市軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)

范》GB50909或相關(guān)行業(yè)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。

16

5.2.3人防荷載應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)《人民防空工程設(shè)計規(guī)范》GB50225

及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《軌道交通工程人民防空設(shè)計規(guī)范》REJ02的規(guī)定計

算確定。

5.3管片橫向內(nèi)力計算

5.3.1隧道橫向內(nèi)力計算應(yīng)分別選取隧道頂覆土最厚（薄）、水壓

力最大（小）、存在超載或偏壓、隧道穿越地層條件突變處等位置

進(jìn)行。

5.3.2管片襯砌與地層間的相互作用計算應(yīng)符合下列規(guī)定：

1管片襯砌與地層間的相互作用宜采用假定抗力法或地基彈

簧法進(jìn)行模擬；

2采用假定抗力法時，管片襯砌與地層間的相互作用應(yīng)假定

為位于隧道兩側(cè)的三角形分布的地層抗力；

3采用地基彈簧法時，管片襯砌與地層間的相互作用應(yīng)采用

受壓地基彈簧模擬，地基彈簧剛度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察資料取值。

5.3.3隧道管片橫向內(nèi)力計算模型可采用勻質(zhì)圓環(huán)模型、梁‐彈

簧模型等。

5.3.4當(dāng)采用基于勻質(zhì)圓環(huán)模型的修正慣用法進(jìn)行管片襯砌計算

時，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1該計算模型應(yīng)適用于錯縫拼裝的管片襯砌隧道；

2管片襯砌應(yīng)等效為截面剛度相同的勻質(zhì)圓環(huán)；

3計算時應(yīng)考慮管片接頭效應(yīng)對整體剛度進(jìn)行折減；

4管片的內(nèi)力應(yīng)計及環(huán)間接縫對內(nèi)力傳遞的影響；

5襯砌環(huán)整體剛度折減系數(shù)η和接頭彎矩傳遞系數(shù)ξ可分別

17

取0.5~0.8和0.2~0.4。

5.3.5當(dāng)采用梁‐彈簧模型（圖5.3.5）進(jìn)行管片襯砌計算時，應(yīng)

符合下列規(guī)定：

1該計算模型應(yīng)適用于錯縫拼裝和通縫拼裝的管片襯砌隧道；

2計算模型不應(yīng)少于2個或3個彈性鉸圓環(huán)；

3襯砌環(huán)環(huán)內(nèi)接頭應(yīng)采用回轉(zhuǎn)彈簧模擬；

4襯砌環(huán)環(huán)間接頭應(yīng)采用切向剪切彈簧和徑向剪切彈簧模擬；

5剪切彈簧和回轉(zhuǎn)彈簧的剛度應(yīng)由試驗或經(jīng)驗確定。

圖5.3.5梁-彈簧模型彎矩在接頭處的傳遞

5.3.6盾構(gòu)隧道縱向結(jié)構(gòu)計算應(yīng)滿足以下規(guī)定：

1隧道縱向結(jié)構(gòu)計算，應(yīng)依據(jù)以下情況按需要進(jìn)行。

1）覆蓋層厚度或者地層縱向有較大變化的部位；

2）穿越重要建（構(gòu)）筑物或直接承受較大局部荷載；

18

3）地基沿縱向產(chǎn)生不均勻沉降；

4）地震作用；

2盾構(gòu)隧道縱向結(jié)構(gòu)計算可采用以下模型：

1）梁-彈簧模型，該模型采用軸向彈簧、轉(zhuǎn)動彈簧及剪切

彈簧模擬接頭和螺栓；

2）等效剛度模型，該模型管片沿縱向視為單一的細(xì)長梁，

通過梁剛度的折減模擬接頭對管片的削弱作用；

3）三維殼體模型，該模型將管片視為橫、縱各向同性殼

體，縱向剛度折減同等效剛度模型，橫向剛度折減同勻質(zhì)圓

環(huán)模型。

5.4管片變形計算

5.4.1盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合進(jìn)行變形計算。

5.4.2盾構(gòu)隧道直徑變形和接縫張開量應(yīng)符合表5.4.2的規(guī)定。

表5.4.2襯砌環(huán)直徑變形、接縫張開量限值

類別限值

直徑變形≤3D‰

接縫張開量3mm~4mm同時應(yīng)小于彈性密封墊的允許張開量

注：D為隧道外徑，mm。

5.5管片接頭螺栓強度計算

5.5.1盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行管片接頭螺栓強度計算，包括連

19

接螺栓抗拉強度、抗剪強度等。

5.5.2管片襯砌環(huán)向螺栓強度驗算應(yīng)用管片接頭處的計算彎矩和

軸力，按照矩形截面偏心受壓盾構(gòu)管片的承載能力極限狀態(tài)模型

計算螺栓拉應(yīng)力。

5.5.3位于7度及以上地震設(shè)防區(qū)的隧道應(yīng)進(jìn)行地震作用下的縱

向螺栓強度驗算；隧道抗震計算應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)《城市軌道交通結(jié)

構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范》GB50909關(guān)于縱向抗震計算的規(guī)定執(zhí)行。

20

6概率極限狀態(tài)設(shè)計

6.1一般規(guī)定

6.1.1鋼筋鋼纖維管片基本設(shè)計規(guī)定應(yīng)符合本規(guī)程第3章的規(guī)定。

6.1.2鋼筋鋼纖維管片承載能力極限狀態(tài)計算和正常使用極限狀

態(tài)驗算除應(yīng)符合本章的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)

設(shè)計規(guī)范》GB50010和《地鐵設(shè)計規(guī)范》GB50157的規(guī)定。

6.2承載能力極限狀態(tài)計算

Ⅰ正截面承載力計算

6.2.1軸心受壓和小偏心受壓管片承載能力極限狀態(tài)的計算應(yīng)按

國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010的規(guī)定進(jìn)行計算。

6.2.2大偏心受壓管片正截面受彎承載能力極限狀態(tài)的計算應(yīng)符

合下列規(guī)定（圖6.2.2）。

圖6.2.2矩形截面大偏心受壓構(gòu)件正截面計算簡圖

1正截面承載力計算應(yīng)考慮鋼纖維混凝土抗拉作用，受拉區(qū)

21

應(yīng)力分布狀態(tài)可簡化為等效矩形，受拉區(qū)高度按下式計算。

x

xh

t（6.2.2-1）

1

式中——受拉區(qū)等效矩形應(yīng)力圖形高度（mm）；

h——構(gòu)件截面高度（mm）；

x——受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖形的高度（mm），將式（6.2.2-

1）帶入式（6.2.2-2）計算；

1——系數(shù)，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010的規(guī)定

取值。

2極限狀態(tài)承載能力按下列公式計算：

Nfu1ffcbx+fyAsfyAsfftubxt（6.2.2-2）

hxx

N(ea)fA(ha)fbx(hta)fbx(a)（6.2.2-3）

fui2sys0sftut2s1fc2s

eie0ea（6.2.2-4）

——鋼纖維混凝土盾構(gòu)管片基本荷載組合軸向壓力設(shè)計值（N）；

式中：Nfu

——受拉區(qū)鋼纖維混凝土抗拉強度，按本規(guī)程附錄B的方

fftu

法計算（MPa）；

——鋼纖維混凝土軸心抗壓強度，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》

GB50010的規(guī)定取同級混凝土軸心抗壓強度（MPa）；

、——普通縱向鋼筋抗拉、抗壓強度設(shè)計值（MPa），按《混凝土

fyfy

結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范》GB50010的規(guī)定取值；

——普通縱向受拉、受壓鋼筋截面面積（mm2）；

As、As

——受壓區(qū)縱向鋼筋合力點至截面受壓邊緣的距離（）；

asmm

22

——截面有效高度，按《混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范》

h0GB50010

的規(guī)定取值（mm）；

b——盾構(gòu)管片截面寬度（mm）；

——受壓區(qū)混凝土等效應(yīng)力值的影響系數(shù)，應(yīng)符合《混凝土

1

結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010的規(guī)定；

——初始偏心距（）；

eimm

e0——軸向力作用點至截面重心的距離，e0MfuNfu（mm）；

M——鋼纖維混凝土盾構(gòu)管片基本荷載組合彎矩設(shè)計值（N-mm）；

fu

——附加偏心距，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定

eaGB50010

取值（mm）。

3當(dāng)受壓區(qū)高度'時，采用下式計算：

xa2s

（）

Nfu1ffcbxsAsfysAfftutbx6.2.2-5

hxx

N(ea)fA(ha)fbx(hta)+fbx(a')（6.2.2-6）

fui2sys0sftut2s1fcs2

式中——受壓區(qū)鋼筋應(yīng)力（MPa），按下式計算：

s

a

1s

ssEcu1（6.2.2-7）

x

4混凝土受壓區(qū)外邊緣應(yīng)變fc不應(yīng)大于混凝土極限壓應(yīng)變

cu，按下式計算：

hxt

fcftucu（6.2.2-8）

xt

式中：cu——混凝土極限壓應(yīng)變，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》

23

GB50010的規(guī)定取值；

ftu——鋼纖維混凝土承載能力極限狀態(tài)的拉應(yīng)變，按規(guī)程

附錄B的規(guī)定取值。

Ⅱ斜截面載力計算

6.2.3鋼筋鋼纖維混凝土盾構(gòu)管片受剪截面限制條件應(yīng)符合下式

規(guī)定。

Vfcs0.25cffcbh0（6.2.3）

式中：c——混凝土強度影響系數(shù)，當(dāng)混凝土強度等級不超過C50

時，取1.0，當(dāng)混凝土強度等級為C80時，取

0.8；其間線性內(nèi)插法確定。

6.2.4不配置箍筋和彎起鋼筋其斜截面的剪力設(shè)計值應(yīng)符合下式

規(guī)定：

VfcsVcVf（6.2.4）

此時僅需按構(gòu)造配置箍筋。

6.2.5當(dāng)配置箍筋時，斜截面受剪承載力設(shè)計值應(yīng)符合以下規(guī)定：

VVV0.07N（6.2.5-1）

fcsfcsvfu

1鋼纖維混凝土受剪承載力設(shè)計值V按下式計算：

fc

VfcVcVf（6.2.5-2）

Vf0.7KGfdbh（6.2.5-3）

Vc0.7hftbh0(6.2.5-4)

24

式中：

Vfcs——鋼纖維混凝土盾構(gòu)管片斜截面承載力設(shè)計值（N）；

Vfc——鋼纖維混凝土受剪承載力設(shè)計值（N）；

Vsv——與箍筋有關(guān)的受剪承載力設(shè)計值，按式（6.2.5-5）

的規(guī)定計算（N）；

Vf——考慮鋼纖維對混凝土增強作用的受剪承載力設(shè)計值

（N）；

Vc——不考慮鋼纖維對抗拉強度的影響，混凝土受剪承載

力設(shè)計值（N）；

K

G——盾構(gòu)管片尺寸對鋼纖維離散性影響系數(shù)，取1.0；

h——截面高度影響系數(shù)，，當(dāng)h0小于800mm

時取800mm；當(dāng)h0大于2000mm時取2000mm；

——混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值（MPa）；

——鋼纖維混凝土設(shè)計抗剪強度（MPa），按下式計

fd

算：fd0.12fR3k;

f——對應(yīng)切口位移時鋼纖維混凝土殘余彎拉強度

R3k2.5mm

標(biāo)準(zhǔn)值（MPa），按本規(guī)程附錄A的規(guī)定計算；

——與剪力設(shè)計值相對應(yīng)的基本荷載組合計算的軸向壓

力設(shè)計值（N）；當(dāng)Nfu大于0.3ffcbh時，取0.3ffcbh。

2箍筋作用截面增加的受剪承載力設(shè)計值按下式計算：

A

Vsvfh（6.2.5-5）

svsyv0

25

式中：fyv——箍筋的抗拉強度設(shè)計值（MPa），按《混凝土結(jié)構(gòu)

設(shè)

計規(guī)范》GB50010的規(guī)定取值；

2

Asv——配置在同一截面箍筋各肢的全部截面面積（mm）。

Ⅲ局部受壓承載力計算

6.2.6配置間接鋼筋的鋼纖維混凝土盾構(gòu)管片，其間接鋼筋的配

置范圍和構(gòu)造要求應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB

50010的規(guī)定。其局部受壓承載力設(shè)計值應(yīng)按有關(guān)規(guī)范規(guī)定的公式

計算，計算時公式中的fc應(yīng)取同強度等級普通混凝土抗壓強度設(shè)

計值。

6.2.7配置間接鋼筋的鋼纖維混凝土盾構(gòu)管片，其局部受壓區(qū)的

截面尺寸應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010的規(guī)

定計算。計算時公式中fc應(yīng)取同強度等級普通混凝土軸心抗壓強

度設(shè)計值。

6.3正常使用極限狀態(tài)驗算

6.3.1鋼筋鋼纖維混凝土盾構(gòu)管片正常使用極限狀態(tài)的裂縫控制

及鋼筋應(yīng)力，應(yīng)依據(jù)鋼纖維混凝土強度等級根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)

計規(guī)范》GB50010的規(guī)定按普通鋼筋混凝土盾構(gòu)管片計算，并考

慮鋼纖維的影響對計算結(jié)果予以修正。

6.3.2鋼筋鋼纖維混凝土盾構(gòu)管片最大裂縫寬度應(yīng)按下式計算：

2

（）

fmaxmax1f6.3.2-1

26

d

seq（6.3.2-2）

maxcr(1.9cs0.08)

Este

min(ff,)

ftskftuk（6.3.2-3）

ff

ftk

式中：——按荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響計算的

fmax

鋼筋鋼纖維混凝土管片最大裂縫寬度（mm）；

max——不考慮鋼纖維的影響，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)

范》

GB50010規(guī)定計算的按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合并

考慮長期荷載影響的管片最大裂縫寬度（mm）；

——鋼纖維對混凝土裂縫寬度的影響系數(shù)；

f

fftsk——鋼纖維混凝土正常使用極限狀態(tài)抗拉標(biāo)準(zhǔn)強度

（MPa），按本規(guī)程附錄B的規(guī)定計算；

——鋼纖維混凝土承載能力極限狀態(tài)抗拉標(biāo)準(zhǔn)強度

（MPa），按本規(guī)程附錄B的規(guī)定計算；

fftk——鋼纖維混凝土軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強度（MPa），按同

級混凝土軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強度取值；

σs——按荷載準(zhǔn)永久組合計算的鋼筋混凝土管片縱向

受拉普通鋼筋應(yīng)力，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)

范》GB50010的規(guī)定計算。

其余各符號及其各參數(shù)的計算方法應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

規(guī)范》GB50010規(guī)定。

27

7構(gòu)造規(guī)定

7.1一般規(guī)定

7.1.1鋼筋鋼纖維管片的構(gòu)造規(guī)定滿足本章的規(guī)定外，尚應(yīng)符合

國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010和《地鐵設(shè)計規(guī)范》

GB50157的規(guī)定。

7.1.2鋼筋鋼纖維管片襯砌分塊及管片尺寸應(yīng)滿足管片制作、吊

裝、運輸以及施工的安全和方便。

7.1.3鋼筋鋼纖維管片襯砌應(yīng)設(shè)計為具有一定剛度的柔性結(jié)構(gòu)，

同時應(yīng)限制其在荷載作用下的變形滿足受力和防水要求。

7.1.4鋼筋鋼纖維管片接頭設(shè)計應(yīng)滿足受力、防水和耐久性要求。

7.1.5鋼筋鋼纖維管片構(gòu)造應(yīng)根據(jù)隧道類型、受力條件、盾構(gòu)機

設(shè)備等要求，以及考慮經(jīng)濟(jì)性、可靠性、耐久性和便于制造、運

輸、安裝等條件確定。

7.1.6鋼筋鋼纖維管片分塊方式應(yīng)根據(jù)管片制作、運輸、盾構(gòu)推進(jìn)

千斤頂布置、拼裝方式、結(jié)構(gòu)受力與變形、防水要求等因素綜合

確定。

7.1.7鋼筋鋼纖維管片寬度應(yīng)根據(jù)隧道最小曲線半徑、隧道直徑、

管片制作、運輸、管片拼裝工藝以及盾構(gòu)千斤頂行程等因素綜合

確定。

28

7.2管片構(gòu)造

7.2.1鋼筋鋼纖維管片厚度應(yīng)根據(jù)隧道直徑、埋深、工程地質(zhì)及水

文地質(zhì)條件、施工階段和使用階段的荷載等經(jīng)計算后確定，管片

厚度宜符合表7.2.1的規(guī)定且最小厚度不宜小于250mm。

表7.2.1常用鋼筋鋼纖維管片厚度值

管片外徑D（m）2≤D<55≤D<8D≥8

管片厚度h（m）（0.06~0.1）D（0.05~0.06）D（0.04~0.05）D

7.2.2鋼筋鋼纖維管片接縫構(gòu)造應(yīng)滿足受力、拼裝定位、防水的要

求，其尺寸和角度應(yīng)有利于減少局部應(yīng)力集中，以及管片制造、

運輸、拼裝過程中的碰撞破損，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1管片邊緣應(yīng)做5mm×5mm的倒角；

2管片邊緣應(yīng)設(shè)置高度不小于2mm，寬度不小于20mm的接縫

面退縮，正常拼裝時管片之間接縫面退縮部分不得互相接觸；

3管片接縫內(nèi)側(cè)邊緣處應(yīng)預(yù)留嵌縫槽，其深寬比不應(yīng)小于2.5，

槽寬不宜小于10mm，槽深不宜小于25mm。嵌縫槽斷面可選擇圖

7.2.2所示的構(gòu)造形式。

圖7.2.2鋼筋鋼纖維管片嵌縫槽斷面構(gòu)造形式

29

4管片環(huán)縫應(yīng)設(shè)置緩沖襯墊。

7.2.3鋼筋鋼纖維管片環(huán)縫凹凸榫槽設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：

1凹凸榫槽宜設(shè)置于管片厚度方向的中部，其尺寸擬定時應(yīng)

不影響管片外側(cè)的防水密封墊槽和內(nèi)側(cè)的嵌縫槽設(shè)置；

2凹凸榫槽應(yīng)進(jìn)行盾構(gòu)千斤頂作用下的混凝土局部受壓承載

能力驗算。

7.2.4鋼筋鋼纖維管片接頭構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：

1縱向接頭構(gòu)造應(yīng)根據(jù)隧道縱向變形要求、接頭張開量限值、

盾構(gòu)千斤頂受力等要求采用平板型、凹凸榫槽型等形式；

2隧道所處地層以深厚軟土地層為主時，管片接頭環(huán)面構(gòu)造

宜采用凹凸榫槽形式；

3管片環(huán)向接頭可采用平板型式，也可采用定位棒型式進(jìn)行

輔助拼裝定位。

7.2.5鋼筋鋼纖維管片中，鋼纖維的最低摻量不應(yīng)低于20kg/m3。

30

8施工階段承載力驗算

8.1一般規(guī)定

8.1.1鋼筋鋼纖維管片在脫模、翻轉(zhuǎn)、堆放、運輸、吊裝等短暫狀

態(tài)下應(yīng)進(jìn)行施工承載力驗算。

8.1.2鋼筋鋼纖維管片承載力驗算采用的荷載系數(shù)，應(yīng)符合以下

規(guī)定：

1應(yīng)將盾構(gòu)管片自重標(biāo)準(zhǔn)值乘以動力系數(shù)后作為等效靜力荷

載標(biāo)準(zhǔn)值。

2管片各施工階段的荷載系數(shù)應(yīng)符合本章8.2節(jié)和8.3節(jié)的

規(guī)定。

8.1.3鋼筋鋼纖維管片脫模及初期堆放階段時的立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)

強度不應(yīng)低于20MPa。在運輸和吊裝階段的強度宜取7天齡期時的

抗壓強度設(shè)計值fc。

8.1.4鋼筋鋼纖維管片各施工階段產(chǎn)生的附加彎矩應(yīng)滿足下式

的規(guī)定：

＞Md（8.1.4）

式中:——按8.2.5條規(guī)定計算的管片橫截面設(shè)計抗彎承載力

（N·mm）；

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Md——按表