盾构区间隧道结构计算书
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西场站～西村站～广州火车站～草暖公园区间盾构
隧道结构计算书
一、结构尺寸
隧道内径：5400；隧道外径：6000；管片厚度：300mm；管片宽度：1500mm。
二、计算原则
选择区间隧道地质条件较差、隧道埋深较大、地面有特殊活载（地面建筑物桩基、铁路线等）等不同地段进行结构计算。
三、计算模型
计算模型采用修正惯用设计法。考虑管片接头影响，进行刚度折减后按均质圆环进行计算；水平地层抗力按三角形抗力考虑；计算结果考虑管片环间错缝拼装效应的影响进行内力调整。弯曲刚度有效率η=0.8，弯矩增大系数ξ=0.3。计算简图如下图所示。使用ANSYS程序软件进行结构计算。
修正惯用设计法计算模型
计算模型节点划分
四、计算荷载
荷载分为永久荷载、活载、附加荷载和特殊荷载等四种。
1）永久荷载：管片自重、水土压力、上部建筑物基础产生的荷载。考虑地层特征采取水土合算或水土分算。
2）活载：地面超载一般按20KN/m2计；有列车通过地段按40KN/m2计。
3）附加荷载：施工荷载——盾构千斤顶推力，不均匀注浆压力，相邻隧道施工影响等。
4）特殊荷载：地震力——按抗震基本烈度为7度计算，人防荷载按六级人防计算，按动载化为静载计算。
五、内力计算
1、一般地段：地质条件较差、埋深较大地段（地面超载20KN/m2）：里程YCK5+990
选取地质钻孔为MEZ2-A073。隧道埋深约33.9m，地下水位在地面下5.0m。地层由上至下分别为<1>-7.3m；<5-1>-39.2m；<5-2>-20m。隧道所穿过地层为<5-2>。隧道横断面与地层关系如下图所示：
隧道横断面与地层关系
2、列车通过地段：地面超载40KN/m2，里程YCK6+050
选取地质钻孔为MEZ2-A166。隧道埋深约35.5m，地下水位在地面下12.5m。地层由上至下分别为<1>-8.5m；<5-2>-12.7m；<6>-19.3m；<7>-20m。隧道所穿过地层为<6>。隧道横断面与地层关系如下图所示：
隧道横断面与地层关系
3、隧道下穿建筑物地段：里程ZCK5+057
选取地质钻孔为MEZ3-DX-03。隧道埋深约24.0m，地下水位在地面下4.8m。地层由上至下分别为<1>-4.7m；<5-1>-1.35m；<5-2>-17.85m；<7>-2.5m；<6>-4.2m；<8>-30m。隧道所穿过地层为<6>、<8>。隧道横断面与地层关系如下图所示：
4、内力计算
1）一般地段内力计算
（1）计算荷载
荷载名称垂直荷载
（KN/m2）
水平荷载
（KN/m2）
水平三角形荷载
（KN/m2）
自重
（KN/m2）
水平地基反力
（KN/m2）
大小260.00 150.8 69.600 23.562 160.095 （2）内力计算结果（单位宽度1.0m）
弯矩（KN-m）轴力（KN）（单位宽度1.0m）
（3）配筋结果
管片主筋配置3Φ18+7Φ16（1.5m宽），满足结构强度及裂缝要求（最大裂缝宽度允许值0.2mm）。
2）列车通过地段内力计算
（1）计算荷载
荷载名称垂直荷载
（KN/m2）
水平荷载
（KN/m2）
水平三角形荷载
（KN/m2）
自重
（KN/m2）
水平地基反力
（KN/m2）
大小289.60 162.176 94.827 23.562 168.157 （2）内力计算结果（单位宽度1.0m）
序号角度截面弯矩轴力剪力接头弯矩1 0.0 106.551 704.927 0.000 57.374
弯矩（KN-m）轴力（KN）（单位宽度1.0m）
（3）配筋结果
管片主筋配置3Φ18+7Φ16（1.5m宽），满足结构强度及裂缝要求（最大裂缝宽度允许值0.2mm）。
3）隧道下穿建筑物地段内力计算
（1）计算荷载
荷载名称垂直荷载
（KN/m2）
水平荷载
（KN/m2）
水平三角形荷载
（KN/m2）
自重
（KN/m2）
水平地基反力
（KN/m2）
大小501.0 126.0 98.00 23.562 547.610 （2）内力计算结果（单位宽度1.0m）
序号角度截面弯矩轴力剪力接头弯矩1 0.0 221.341 994.679 0.000 119.183
弯矩（KN-m）轴力（KN）（单位宽度1.0m）
（3）配筋结果
管片主筋配置3Φ25+7Φ22（1.5m宽），满足结构强度及裂缝要求（最大裂缝宽度允许值0.2mm）。
5、配筋统计
名称项目配筋（1.5m
宽）
适用里程范围
一般地
段
3Φ18+7Φ16管片加强配筋地段范围以外的所有区间设计里程范围
管片加强配筋地段3Φ25+7Φ22
(223.0kg/m3)
1.建筑物段：
ZCK5+040～ZCK5+064（24m）
10Φ20
(188.0kg/m3)
ZCK5+269～ZCK5+275（6m）
ZCK5+298～ZCK5+304（6m）
ZCK5+348～ZCK5+354（6m）
2.地铁二号线广州火车站抗拔桩段（考虑地铁五号线火车站