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软土地区地铁盾构隧道 衬砌的设计 姓名: 班级: 学号: 指导老师: 土木工程学院岩土施工教研室 2013年6月 目录 一、荷载计算---------------------------------------------3 1.1、结构尺寸级地层示意图----------------------------3 1.2、隧道外围荷载标准值计算--------------------------3 二、内力计算---------------------------------------------6 三、标准管片的荷载计算-----------------------------------9 3.1、截面及内力确定----------------------------------9 3.2、环向钢筋计算------------------------------------9 3.3、环向弯矩平面承载力验算--------------------------12 四、抗浮验算---------------------------------------------12 五、纵向接缝验算-----------------------------------------13 5.1、接缝强度计算------------------------------------13 5.2、接缝张开裂度验算--------------------------------15 六、裂缝张开验算-----------------------------------------17 七、环向接缝验算-----------------------------------------18 八、管片局部抗压验算-------------------------------------20 九、构造说明---------------------------------------------21 十、参考文献---------------------------------------------21 荷载计算 1.1、结构尺寸及地层示意图 由任务书知:灰色淤泥质粉质粘土上层厚度进行调整: 1.2、隧道外围荷载标准值计算 1.1.1自重计算 1.1.2均布竖向地层荷载 h=1.5+1.0+3.5+8.195=14.195m>D=6.2m即属深埋隧道 竖向地层荷载: 地面超载: 近似均布拱背土压力: 即: 所以: 1.1.3水平地层均布荷载 其中: 所以: 1.1.4按三角形分布的水平地层压力 由: 1.1.5拱底反力 1.1.6侧向土层抗力 且 由《混凝土结构设计规范》知: 衬砌圆环抗弯刚度: 衬砌圆环抗弯刚度折减系数: 即取: 1.1.7荷载示意图 圆环外围荷载示意图 二、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): 隧道圆环内力计算表 截面/度弧度内力荷重自重轴线半径均布竖向地层荷载水压水平均布荷载底部反力△水平压力Pk引起的圆环内力每米内力g(kN/㎡)RH(m)q(kN/㎡)q(kN/㎡)P1(kN/㎡)PR(kN/㎡)P2(kN/㎡)Pk(kN/㎡)10.52.925187.527114.82187.52739.4510.0307400M(Kn.m)44.917031252.925479.7187961-62.56300781-245.5892156-78.61612378-35.440436-0.03129699102.3957472100.17444444442.878847642.925452.9725201-40.92683795-230.7932342-76.03502816-33.8321079-0.029885588114.234274200.34888888936.908722132.925375.7237911-21.84643079-188.188113-68.3700873-29.06259635-0.025694225105.1395915300.52333333327.433040822.925256.5896797-5.900948659-122.9075025-55.85396107-21.32857955-0.01885012578.01287867400.69777777815.139766362.925108.79689736.425602894-42.81730739-38.86656112-11.04518785-0.0095610