城市轨道交通结构设计与施工7第七章精要.ppt

拼装结构和现浇结构的优缺点分别是什么？ 土层的抗力是怎样产生的？抗力对管片受力 是否有影响？ 请分析管片接头的受力特征。 思考题 在荷载 的作下 在抗力荷载作用下： 在荷载 的作用下 任意截面的内力： A点的总变形为 梁－弹簧模型计算法 将管片主截面简化为圆弧梁或直线梁构架，将管片接头看成是旋转弹簧、环接头为剪切弹簧，用有限元计算截面内力，计算荷载可用惯用荷载系统或将地基抗力全部或部分转换成地基弹簧。如将旋转弹簧和剪切弹簧常数同时设定为零，该方法基本上与多铰环计算法相同；如将剪切弹簧常数设定为零，将旋转弹簧常数设定为无穷大时，则与刚度均匀环的计算法相同。因此该方法不但包含了上述两个方法，同时还可以利用管环接头刚度的大小表征错接接头的拼接效应。 结构纵向内力计算 梁-弹簧模型 梁-弹簧模型是将隧道作为一根梁，将隧道周围的土体作为地基弹簧作用在梁上的结构模型 隧道的等效弹性弯曲刚度： 纵向等效弯曲刚度有效率： 有限元法 有限单元法理论上可考虑结构计算时的各种影响因素，且目前有多种通用程序作为计算平台，其在隧道纵向计算领域获得了一定的应用，但应考虑盾构隧道结构的非连续性，如螺栓、纵横向接缝等。 管片接头受力计算 衬砌材料允许应力及构造要求 允许应力 混凝土的允许应力 现场浇筑混凝土的允许应力 钢筋的允许应力 螺栓的允许应力 设计基准强度 43 45 48 51 54 容许弯曲抗压应力 16 17 18 19 20 基准容许抗剪应力（弯曲剪切） ① 0.71 0.73 0.74 0.76 0.77 容许粘着应力（异性钢筋） 2 2.1 2.1 2.2 2.2 容许承压应力 全部加载 15 16 17 18 19 局部加载 ② 其中 现场浇筑混凝土的允许应力规定如表 设计基准强度 18 21 24 27 30 容许弯曲抗压应力 7 8 9 10 11 基准容许抗剪应力（弯曲剪切） ① 0.53 0.56 0.59 0.61 0.64 容许粘着应力（异性钢筋） 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 容许承压应力 全部加载 6 7 8 9 10 局部加载 ② 其中 螺栓的允许应力如表 钢材种类 应力类别 4.6 6.8 8.8 10.9 12.9 允许抗拉应力 120 210 290 380 430 允许抗剪应力 90 150 200 270 310 其它设计细节及构造要求 螺栓配置 注浆孔 起吊环 钢制管片及混凝土平板型管片螺栓直径 螺栓直径（mm） 16 18 20 22 24 27 30 33 36 最小螺栓孔直径（mm） 19 21-23 23-25 25-27 27-29 30-32 33-36 36-39 39-41 联络通道结构设计 联络通道作为灾害情况下的重要逃生通道，《地铁设计规范》规定：“单线区间隧道之间，当隧道连贯长度大于600m时，应设联络通道，并在通道两端设双向开启的甲级防火门”，国外相关的规范中均有类似的规定。 联络通道一般位于各段区间隧道的中部，其位置应选在地面交通量和地下管线较少处，以减少施工时的困难。地铁盾构隧道工程中常将其与地下泵站的建设结合起来，其基本构造形式有全贯通式、上行侧式泵站、下行侧式泵站、上下行侧式泵站和深井侧式泵站等5种形式： 联络通道与泵站合建的型式图 一般，联络通道断可以做成矩形，从受力有利的角度，也叫做成圆形和直墙拱型。 联络通道通常需要在连续几环管片一侧开口进洞施工。为满足施工工艺和结构受力的要求，这几环管片通常采取与标准环管片不同的构造形式和制造工艺，称其为特殊环管片，常见特殊管片可分为钢管片环、钢管片+混凝土、混凝土等。 钢管片环构造图 钢管片+混凝土构造图 混凝土切割管片洞口加强构造 三种特殊换管片的优缺点 种类 应用情况及其优点 应用中的问题 钢管片环 国内外曾广泛应用，北京地铁五号线中普遍采用。联络通道设计位置的相邻两环管片全部采用钢材加工而成，最为开口环管片强度高 钢管片加工精度要求高，造价高；防腐防锈处理难度大，影响结构耐久性 钢管片+混凝土管片环 在北京地铁四、十号线中均有应用。拼装通过提前调整盾构姿态保证开口就位精度。较钢管片有效降低了造价 开口管片和与其相连的邻接块圆心角与混凝土管片不同，无法利用既有模具生产，耐久 性仍难保证 混凝土切割管片 在国内外地铁项目中应用逐渐增多。这种方式造价较为低廉；采取现场切割的办法形成洞口，对管片拼装就位精度没有特殊要求，开洞灵活 管片切割时，需架设临时支撑，