软土地区地铁盾构隧道设计计算.docx

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1、额同你去学汐TONGJIUNIVERSITY软土地区地铁盾构隧道课程设计阐明书（共00页）姓名杨均学号070849导师丁文琪土木工程学院地下建筑与工程系2023年7月1.设计荷载计算1.1 构造尺寸及地层示意图q=20kN?如图，按照规定，对灰色淤泥质粉质粘土上层厚度进行调整:h灰=1350+849*50=43800mm。按照课程设计题目，如下只进行基本使用阶段的荷载计算。1.2 隧道外围荷载原则值计算（1）自重g=tQ=25035=8.75ZN/(2)竖向土压若按一般公式：q=z,A=180.581.0+9.11.0+8.73.5+48.88=446.95C11i2Z=I由于h=l.5+1.

2、0+3.5+43.8=48.8mD=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：P1=综。-)一抬7+Etan。其中：Bo=RJtan(22.5+/4)=3.1tan(22.50+7.70/4)=6.83m小也8.901.645+7.204.205-、(加权平均值夕=7.7)5.85则：6.83(8-12.2/6.83)r(器匕海9)(一黑源“山2p11=-e683+20e6-83=189.02KNtan8.9b普氏公式：P12与焉=”蒜取竖向土压为太沙基公式计算值，即:prl=S9.02KNm2O(3)拱背土压G=2(1-7)427=2X(1JX2.9252

3、7.6=28.72kN/m其中:= 7.6KNm1.6458.0+1.287.1=1.645+1.28(4)侧向积极土压qf=(Pel+)tan2(450-)-2ctan(450一乡其中：pel=189.02KN/(P =则:81.645 + 7.14.2055.85= IAKNZm58.9 L645 +7.20 4.2055.85= 7.712.21.645+12.14.205 C Un=12kPa5.857 77 7qt,1 =189.02tan2(45 一一-212.Ixtan(450 一一y-) = 121 .OOKN/W27 77 7qf2 = (189.02 + 7.45.85)t

4、an2(450 一一-212.1tan(450 一一= 154.06X：7V/n2(5)水压力按静水压考虑:a竖向水压：pwl = wHwl = 9.8 x 48.8 = 478.24 KNZm2b侧向水压：qwl = wHwl = 9.8 48,8 = 478.24 KNIm1qw2 = wHw2 = 9.8 (48.8 +5.5) = 532.14 KNZm2(6)侧向土壤抗力衬砌圆环侧向地层(弹性)压缩量：5_2(pcd+PwJ-(qtj+qI)(q,2+q”2)R：24(7EI+0.0454kR)其中：1 ()XO%3衬砌圆环抗弯刚度取H=3.45XIO7=123265SKNm2衬砌圆

5、环抗弯刚度折减系数取=0.7；则:2x(189.02+478.24)-(139.19+478.24)-(154.06+532.14)2.925424(0.7123265.6+0.0454200002.9254)2261.11 3666008.57= 0.617103mqr=ky=2(XXX)0.617IO3=2.35KNZm2(7)拱底反力JTPR=Pd+g+0.2146Rcy-Rcw其中：pel=189.02KN/g=8.75kNim11.6458.0+1.287.13匕y=7.6KNm51与拱背土压对应1.645+1.28则：Pr=189.02+8.75+0.21462.9557.6-2.

6、955Xlo=I74.91KN/疝图1-2圆环外围荷载示意图2 .内力计算2.1 用荷载-构造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。计算成果如下表（己考虑荷载组合系数）：截面/度内力垂直荷载水平荷载水平三角荷载地基抗力自重每米内力Pel+p.qei+quQe2*q*2-l-q*lqk=kg800.71719.09104.3514.8210.50OM/KNm1712.65-1538.06-93.00-15.0930.9797.47ON/KN0.002103.3395.3815.33-5.122208.93OQ/KN0.000.000.000.00

7、0.000.008M/KNm1646.30-1478.48-90.28-14.6529.9592.848N/KN45.362062.5994.4515.18-4.472213.118Q/KN-322.78289.8813.272.134.96-12.5440.5M/KNm267.92-240.61-27.18-4.357.673.4640.5N/KN987.851216.1869.2011.6610.212295.1040.5Q/KN-1156.621038.7259.109.9519.83-29.0273M/KNm-1419.851275.1178.0714.51-25.51-77.6773

8、N/KN2141.88179.8016.722.9435.922377.2573Q/KN-654.84588.0854.689.6116.3413.8790M/KNm-1712.651538.06111.6019.18-35.28-79.0890N/KN2342.080.000.000.0048.242390.3390Q/KN0.000.0019.080.005.1224.20105.5M/KNm-1468.031318.38109.1514.09-33.74-60.16105.5N/KN2174.82150.217.263.6852.482388.45105.5Q/KN603.13-541.

9、65-26.17-13.2719.1141.15138M/KNm179.02-160.77-0.73-3.571.2415.18138N/KN1048.631161.60101.4211.3931.942354.98138Q/KN1164.63-1045.91-91.3210.2634.6772.33159M/KNm1272.75-1143.00-91.38-12.1128.2954.54159N/KN300.791833.21177.3014.3113.142338.74159Q/KN783.58-703.70-68.065.4923.6140.92180M/KNm1712.65-1538.

10、06-130.20-15.0939.5868.88180N/KN0.002103.33209.8515.335.122333.62180Q/KN0.000.000.000.000.000.00表2T隧道圆环内力计算成果内力（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 .原则管片(B)配筋计算3.1 截面及内力确定由上述内力计算，取8。截面处内力进行内力计算。根据修正常使用措施中的法,由于纵缝接头的存在而导致构造整体刚度减少，取圆环整体刚度为：I00353770=0.73.45XlO7X=86285.92KNm212而管片的内力：

11、Mv=(1+)M=(1+0.3)92.84=120.69T7VwN.=N=2213.IlKN3.2 环向钢筋计算假设为大偏心构件。MS120.69Ure=57nn0NS2213.11取:k=.a=a=5Omme=ke0a=.157+175-50=187.7mm采用对称配筋：N=bxRwYNe=bxRw(%-5)+AgRg(oa)其中：b=1OOOmmRw=23.1Nmm2钢筋选用HRB335钢，则R；=3OONmm2由此：2390.33103=1000x23.12390.33103l87.7=10()0x23.Ix(300-)+A300X(300-50)得：(2a,=100wh)(x=103.

12、48w?)(0.55/?0=165Anm)确为大偏心。由此算出:40取:A.=A；=0.2%10300=600wh2选配4B14(A1=615.75mm)。3.3 环向弯矩平面承载力验算(按偏心受压验算)NS=N=2390.33KN65O6SO/=(上一.%.凡)=()二.1.2925)/101=32.80180oC180查混凝土构造基本原理表4-1,得轴心受压稳定系数：=0.98A1?154=2x615.75=1231.50病)=32UN满足规定。3.4 箍筋计算根据混凝土构造基本原理，按照偏心受压构件进行计算。V=1233KN剪跨比:65工二/二而% 2925= ll.l3.0300故取/1=3.0。矩形截面钢筋混凝土偏心受压构件斜截面抗剪承载力:175A匕=H网+Av007NcZ+1s其中：ft混凝土抗拉强度（L89Nmr2）fyv钢筋抗剪承载力（HPB235级，210Nmm2）Nc一一轴向压力（规定0.34）检查轴压力上限：0.3AA=O.3X23.Ix1000x350=2425.5KNN,=2390.33W又由：匕“=1.891000300+0.0