地铁盾构管片计算
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3.83 -17.53 -41.70 -67.47 -93.59 -118.55
1677.49 1680.15 1677.49 1670.40 1659.16 1644.22 1625.76 1605.10 1583.04 1560.48 1538.27 1517.59 1499.13 1483.49 1471.15 1462.69 1458.17 1457.15 1459.25 1463.91
内力位移计算结果表
剪力 (kN/m)
98.86 75.92 48.47 17.21 -15.80 -46.48 -73.85 -96.77 -114.96 -127.89 -134.10 -134.54 -129.27 -117.50 -100.86 -79.98
位移 (mm) 19.645 19.724 19.776 19.810 19.859 19.966 20.143 20.409 20.760 21.196 21.722 22.308 22.937 23.587 24.231 24.847
80.0 85.0 90.0 95.0 100.0 105.0 110.0 115.0 120.0 125.0 130.0 135.0 140.0 145.0 150.0 155.0 160.0 165.0 170.0 175.0 180.0
140.88 151.55 155.64 151.55 140.87 123.95 100.44 72.44 41.00
2.2 抗浮验算计算结果
参数值 (kN/m2) 260.60 323.84 132.09 160.13
参数名
顶部水压力Pw1 底部水压力Pw2 侧向顶部水压力Qw1 侧向底部水压力Qw2
参数值 (kN/m2) 99.72 158.76 99.72 158.76
浮力：295.869kN 抗浮力：1776.530kN
7.10 -27.36 -61.04 -91.97 -119.10 -141.25 -156.58 -164.38 -164.57 -155.89 -139.75 -118.56
1133.16 1123.53 1119.87 1123.53 1133.16 1148.45 1169.80 1195.41 1224.43 1256.23 1289.16 1322.20 1353.94 1383.44 1409.82 1431.78 1448.78 1460.71 1466.76 1467.45 1463.91
某地铁区间盾构管片计算
2017-04-15
1 设计信息
1.1 软件说明 1.2 隧道信息 1.3 荷载信息 1.4 控制参数
2 分析结果
2.1 荷载计算结果 2.2 抗浮验算 2.3 内力位移计算结果 2.4 管片验算
目录
1 设计信息
1.1 软件说明
计算采用的软件是 sap 系列
1.2 隧道信息
剪切 Kn(-) MN/m 60.0
转动Kθ (+)
MN.m/rad 0.0
拉压 Ks(+) MN/m 100.0
剪切 Kn(+) MN/m 80.0
注：正负号由接头的局部坐标系而定，在局部坐标系下，拉正压负。
1.3 荷载信息
设计工况数目: 1
工况 1 自重 + 水土压力 + 地基抗力--弹簧,共 3 种荷载。
夹角 (°) 15.00 64.50 72.00 72.00 72.00 64.50
隧道位置:
地表至隧道顶部的距离 H(m):
16.93
地下水面至隧道顶部的距离 Hw(m): 10.00
1.2.2 土层参数
-2.78 -1.72 -0.00 1.72
土层参数表:
土层 土层名称
土类型
厚度 (m)
1
土层1 淤泥质粉质粘土 35.300
满足
2.3 内力位移计算结果
说明：(1)弯矩、接头张开角均以内侧张开为正，反之则为负； (2)内力值为管片实际宽度的内力值，而非单位延米。
角度 (°)
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0
100.0
拉压 Ks(-) MN/m 1000000.0
剪切 Kn(-) MN/m 1000000.0
转动Kθ (+)
MN.m/rad 100.0
拉压 Ks(+) MN/m 1000000.0
剪切 Kn(+) MN/m 1000000.0
管片环接头:
转动Kθ(-) MN.m/rad
0.0
拉压 Ks(-) MN/m 100.0
弯矩 (kN.m/m)
-118.55 -139.75 -155.88 -164.57 -164.38 -156.58 -141.25 -119.10
-91.97 -61.04 -27.36
7.10 41.00 72.44 100.44 123.96
轴力 (kN/m) 1463.91 1467.45 1466.76 1460.72 1448.78 1431.78 1409.82 1383.44 1353.93 1322.20 1289.16 1256.23 1224.43 1195.41 1169.80 1148.44
钢筋直径D(mm) 安全度
千斤顶推力验算参数：
参数名 顶轴推力F(kN) 中心推力与衬砌管片中心偏 心距e(mm) 应力提高系数η
参数值 350.0 C50 1000.0 30.0
16.0 0.60
参数名 截面宽度b(mm) 钢筋型号 管片内侧配筋量As'(mm2) 管片内侧钢筋保护层厚度 a's(mm) 螺栓断面面积Ab(mm2) 螺栓的有效高度(mm)
参数值 0.50 常规 梯形
否Leabharlann Baidu
地层弹簧数值种类：单一地层弹簧 地层弹簧的剪切刚度 ks: 1.000 kN/m^2 弹性抗力系数法向 kn: 20000.000 kN/m^2
1.4 设计参数
计算模型：梁弹簧模型 管片拼装模式：通缝拼装 网格大小：0.20
1.5 管片验算参数
管片及连接缝验算参数：
参数名 截面高度h(mm) 混凝土标号 管片外侧配筋量As(mm2) 管片外侧钢筋保护层厚度as(mm)
角度 (°) 185.0 190.0 195.0 200.0 205.0 210.0 215.0 220.0 225.0 230.0 235.0 240.0 245.0 250.0 255.0 260.0
弯矩 (kN.m) -93.60 -67.47 -41.70 -17.53
3.83 21.65 35.84 46.38 53.43 57.03 58.18 57.50 55.60 53.01 50.31 48.01
2.78 1.72 0.00 -1.72
7 288.00 8 324.00 9 360.00 10 36.00
0.90 2.37 2.92 2.37
管片几何参数:
编号
1 2 3 4 5 6
起始角 (°) 82.50 97.50 162.00 234.00 306.00 18.00
终止角 (°) 97.50 162.00 234.00 306.00 18.00 82.50
天然重度 γ
(kN/m^3) 20.00
1.2.3 材料参数
饱和重度 γ
(kN/m^3) 20.00
内聚力 C(kPa)
5.00
内摩擦角 φ(°)
10.00
标贯试验 锤击数N
4
管片材料:
管片混凝土标号：C50
管片实际宽度:1.000 m
管片容重:25.000 kN/m^3
管片接头:
转动Kθ(-) MN.m/rad
顶部螺栓偏角β：18.000°
断面圆心坐标: (0.000,0.000,0.000)
具体几何参数:
管片环接头几何参数:
编号 1
角度 (°) 72.00
X坐标 (m) 0.90
Y坐标 (m) 2.78
编号 6
角度 (°) 252.00
X坐标 (m) -0.90
Y坐标 (m) -2.78
2 108.00 -0.90 3 144.00 -2.37 4 180.00 -2.92 5 216.00 -2.37
-12.33 -33.13 12.36 -7.64 -26.14 -42.50
6.18 -5.14 -13.25 -14.48 -9.07 47.72 51.20 56.18 61.79 103.35 103.83 101.39 94.96 83.53
16.247 16.232 16.248 16.291 16.360 16.456 16.580 16.728 16.897 17.179 17.493 17.809 18.120 18.420 18.702 18.959 19.184 19.374 19.528 19.645
9.10 14.59 13.39
5.26 -6.07 -20.41 26.21
7.69
位移 (mm) 19.519 19.365 19.175 18.950 18.694 18.412 18.112 17.802 17.486 17.173 16.892 16.723 16.576 16.452 16.358 16.289
荷载组合系数: 永久荷载：1.35 可变荷载：1.40 偶然荷载：1.00
1.3.1 水土压力
计算参数表:
参数名 地面超载(kN/m2)
水土计算方式 水压力分布方式 是否考虑拱肩土压力
1.3.2 地层弹簧
参数值 20.00 分算 规范分布
否
参数名 侧向土压力系数 土压力计算方法 侧向水压力分布方式 是否考虑底部土压力
内力位移极值表
极值名
角度
弯矩
轴力
剪力
位移
ID
(°) (kN.m/m) (kN/m) (kN/m) (mm)
轴力最大值 270.00 45.84 1680.15 33.14 16.232 70
轴力最小值 90.00 155.64 1119.87 0.00 25.763 24
剪力最大值 127.50 -10.16 1272.58 135.47 21.998 34
轴力 (kN/m) 1459.26 1457.15 1458.17 1462.69 1471.15 1483.49 1499.13 1517.59 1538.27 1560.48 1583.04 1605.10 1625.76 1644.22 1659.16 1670.40
剪力 (kN/m) -94.96 -101.39 -103.83 -103.36 -61.79 -56.18 -51.20 -47.72
1.2.1 断面信息
说明：角度按逆时针旋转，0°表示水平直径右端点处。以下除特别说明外均相同，不再赘 述。
隧道断面基本几何参数:
管片总数：6 片
衬砌外直径 D1：6.200m
衬砌内直径 D2：5.500m
第一管片块的右侧与 Y 轴的夹角θs：7.500°
螺栓总数：10
相邻螺栓（组）间夹角：36.000°
265.0 270.0 275.0 280.0 285.0 290.0 295.0 300.0 305.0 310.0 315.0 320.0 325.0 330.0 335.0 340.0 345.0 350.0 355.0 360.0
46.44 45.84 46.44 48.01 50.31 53.01 55.60 57.50 58.18 57.03 53.43 46.38 35.84 21.65
参数值
参数名
1000.00 盾构机千斤顶数量N
10.00 相邻两个千斤顶的距离Ls(mm)
1.65
参数值 1000.0 HRB335 1000.0 30.0
1200.0 40.0
参数值 10 100.00
2 分析结果
2.1 荷载计算结果
2.1.1 水土压力
水土压力计算结果:
参数名
顶部土压力P1 底部土压力P2 侧向顶部土压力Q1 侧向底部土压力Q2
-55.14 -28.31
0.00 28.31 55.14 79.98 100.86 117.50 129.26 134.54 134.10 127.89 114.96 96.77 73.85 46.48 15.80 -17.21 -48.47 -75.91 -98.86
25.407 25.716 25.763 25.715 25.406 24.845 24.228 23.583 22.932 22.303 21.715 21.188 20.752 20.400 20.134 19.956 19.849 19.800 19.766 19.714 19.635
1677.49 1680.15 1677.49 1670.40 1659.16 1644.22 1625.76 1605.10 1583.04 1560.48 1538.27 1517.59 1499.13 1483.49 1471.15 1462.69 1458.17 1457.15 1459.25 1463.91
内力位移计算结果表
剪力 (kN/m)
98.86 75.92 48.47 17.21 -15.80 -46.48 -73.85 -96.77 -114.96 -127.89 -134.10 -134.54 -129.27 -117.50 -100.86 -79.98
位移 (mm) 19.645 19.724 19.776 19.810 19.859 19.966 20.143 20.409 20.760 21.196 21.722 22.308 22.937 23.587 24.231 24.847
80.0 85.0 90.0 95.0 100.0 105.0 110.0 115.0 120.0 125.0 130.0 135.0 140.0 145.0 150.0 155.0 160.0 165.0 170.0 175.0 180.0
140.88 151.55 155.64 151.55 140.87 123.95 100.44 72.44 41.00
2.2 抗浮验算计算结果
参数值 (kN/m2) 260.60 323.84 132.09 160.13
参数名
顶部水压力Pw1 底部水压力Pw2 侧向顶部水压力Qw1 侧向底部水压力Qw2
参数值 (kN/m2) 99.72 158.76 99.72 158.76
浮力：295.869kN 抗浮力：1776.530kN
7.10 -27.36 -61.04 -91.97 -119.10 -141.25 -156.58 -164.38 -164.57 -155.89 -139.75 -118.56
1133.16 1123.53 1119.87 1123.53 1133.16 1148.45 1169.80 1195.41 1224.43 1256.23 1289.16 1322.20 1353.94 1383.44 1409.82 1431.78 1448.78 1460.71 1466.76 1467.45 1463.91
某地铁区间盾构管片计算
2017-04-15
1 设计信息
1.1 软件说明 1.2 隧道信息 1.3 荷载信息 1.4 控制参数
2 分析结果
2.1 荷载计算结果 2.2 抗浮验算 2.3 内力位移计算结果 2.4 管片验算
目录
1 设计信息
1.1 软件说明
计算采用的软件是 sap 系列
1.2 隧道信息
剪切 Kn(-) MN/m 60.0
转动Kθ (+)
MN.m/rad 0.0
拉压 Ks(+) MN/m 100.0
剪切 Kn(+) MN/m 80.0
注：正负号由接头的局部坐标系而定，在局部坐标系下，拉正压负。
1.3 荷载信息
设计工况数目: 1
工况 1 自重 + 水土压力 + 地基抗力--弹簧,共 3 种荷载。
夹角 (°) 15.00 64.50 72.00 72.00 72.00 64.50
隧道位置:
地表至隧道顶部的距离 H(m):
16.93
地下水面至隧道顶部的距离 Hw(m): 10.00
1.2.2 土层参数
-2.78 -1.72 -0.00 1.72
土层参数表:
土层 土层名称
土类型
厚度 (m)
1
土层1 淤泥质粉质粘土 35.300
满足
2.3 内力位移计算结果
说明：(1)弯矩、接头张开角均以内侧张开为正，反之则为负； (2)内力值为管片实际宽度的内力值，而非单位延米。
角度 (°)
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0
100.0
拉压 Ks(-) MN/m 1000000.0
剪切 Kn(-) MN/m 1000000.0
转动Kθ (+)
MN.m/rad 100.0
拉压 Ks(+) MN/m 1000000.0
剪切 Kn(+) MN/m 1000000.0
管片环接头:
转动Kθ(-) MN.m/rad
0.0
拉压 Ks(-) MN/m 100.0
弯矩 (kN.m/m)
-118.55 -139.75 -155.88 -164.57 -164.38 -156.58 -141.25 -119.10
-91.97 -61.04 -27.36
7.10 41.00 72.44 100.44 123.96
轴力 (kN/m) 1463.91 1467.45 1466.76 1460.72 1448.78 1431.78 1409.82 1383.44 1353.93 1322.20 1289.16 1256.23 1224.43 1195.41 1169.80 1148.44
钢筋直径D(mm) 安全度
千斤顶推力验算参数：
参数名 顶轴推力F(kN) 中心推力与衬砌管片中心偏 心距e(mm) 应力提高系数η
参数值 350.0 C50 1000.0 30.0
16.0 0.60
参数名 截面宽度b(mm) 钢筋型号 管片内侧配筋量As'(mm2) 管片内侧钢筋保护层厚度 a's(mm) 螺栓断面面积Ab(mm2) 螺栓的有效高度(mm)
参数值 0.50 常规 梯形
否Leabharlann Baidu
地层弹簧数值种类：单一地层弹簧 地层弹簧的剪切刚度 ks: 1.000 kN/m^2 弹性抗力系数法向 kn: 20000.000 kN/m^2
1.4 设计参数
计算模型：梁弹簧模型 管片拼装模式：通缝拼装 网格大小：0.20
1.5 管片验算参数
管片及连接缝验算参数：
参数名 截面高度h(mm) 混凝土标号 管片外侧配筋量As(mm2) 管片外侧钢筋保护层厚度as(mm)
角度 (°) 185.0 190.0 195.0 200.0 205.0 210.0 215.0 220.0 225.0 230.0 235.0 240.0 245.0 250.0 255.0 260.0
弯矩 (kN.m) -93.60 -67.47 -41.70 -17.53
3.83 21.65 35.84 46.38 53.43 57.03 58.18 57.50 55.60 53.01 50.31 48.01
2.78 1.72 0.00 -1.72
7 288.00 8 324.00 9 360.00 10 36.00
0.90 2.37 2.92 2.37
管片几何参数:
编号
1 2 3 4 5 6
起始角 (°) 82.50 97.50 162.00 234.00 306.00 18.00
终止角 (°) 97.50 162.00 234.00 306.00 18.00 82.50
天然重度 γ
(kN/m^3) 20.00
1.2.3 材料参数
饱和重度 γ
(kN/m^3) 20.00
内聚力 C(kPa)
5.00
内摩擦角 φ(°)
10.00
标贯试验 锤击数N
4
管片材料:
管片混凝土标号：C50
管片实际宽度:1.000 m
管片容重:25.000 kN/m^3
管片接头:
转动Kθ(-) MN.m/rad
顶部螺栓偏角β：18.000°
断面圆心坐标: (0.000,0.000,0.000)
具体几何参数:
管片环接头几何参数:
编号 1
角度 (°) 72.00
X坐标 (m) 0.90
Y坐标 (m) 2.78
编号 6
角度 (°) 252.00
X坐标 (m) -0.90
Y坐标 (m) -2.78
2 108.00 -0.90 3 144.00 -2.37 4 180.00 -2.92 5 216.00 -2.37
-12.33 -33.13 12.36 -7.64 -26.14 -42.50
6.18 -5.14 -13.25 -14.48 -9.07 47.72 51.20 56.18 61.79 103.35 103.83 101.39 94.96 83.53
16.247 16.232 16.248 16.291 16.360 16.456 16.580 16.728 16.897 17.179 17.493 17.809 18.120 18.420 18.702 18.959 19.184 19.374 19.528 19.645
9.10 14.59 13.39
5.26 -6.07 -20.41 26.21
7.69
位移 (mm) 19.519 19.365 19.175 18.950 18.694 18.412 18.112 17.802 17.486 17.173 16.892 16.723 16.576 16.452 16.358 16.289
荷载组合系数: 永久荷载：1.35 可变荷载：1.40 偶然荷载：1.00
1.3.1 水土压力
计算参数表:
参数名 地面超载(kN/m2)
水土计算方式 水压力分布方式 是否考虑拱肩土压力
1.3.2 地层弹簧
参数值 20.00 分算 规范分布
否
参数名 侧向土压力系数 土压力计算方法 侧向水压力分布方式 是否考虑底部土压力
内力位移极值表
极值名
角度
弯矩
轴力
剪力
位移
ID
(°) (kN.m/m) (kN/m) (kN/m) (mm)
轴力最大值 270.00 45.84 1680.15 33.14 16.232 70
轴力最小值 90.00 155.64 1119.87 0.00 25.763 24
剪力最大值 127.50 -10.16 1272.58 135.47 21.998 34
轴力 (kN/m) 1459.26 1457.15 1458.17 1462.69 1471.15 1483.49 1499.13 1517.59 1538.27 1560.48 1583.04 1605.10 1625.76 1644.22 1659.16 1670.40
剪力 (kN/m) -94.96 -101.39 -103.83 -103.36 -61.79 -56.18 -51.20 -47.72
1.2.1 断面信息
说明：角度按逆时针旋转，0°表示水平直径右端点处。以下除特别说明外均相同，不再赘 述。
隧道断面基本几何参数:
管片总数：6 片
衬砌外直径 D1：6.200m
衬砌内直径 D2：5.500m
第一管片块的右侧与 Y 轴的夹角θs：7.500°
螺栓总数：10
相邻螺栓（组）间夹角：36.000°
265.0 270.0 275.0 280.0 285.0 290.0 295.0 300.0 305.0 310.0 315.0 320.0 325.0 330.0 335.0 340.0 345.0 350.0 355.0 360.0
46.44 45.84 46.44 48.01 50.31 53.01 55.60 57.50 58.18 57.03 53.43 46.38 35.84 21.65
参数值
参数名
1000.00 盾构机千斤顶数量N
10.00 相邻两个千斤顶的距离Ls(mm)
1.65
参数值 1000.0 HRB335 1000.0 30.0
1200.0 40.0
参数值 10 100.00
2 分析结果
2.1 荷载计算结果
2.1.1 水土压力
水土压力计算结果:
参数名
顶部土压力P1 底部土压力P2 侧向顶部土压力Q1 侧向底部土压力Q2
-55.14 -28.31
0.00 28.31 55.14 79.98 100.86 117.50 129.26 134.54 134.10 127.89 114.96 96.77 73.85 46.48 15.80 -17.21 -48.47 -75.91 -98.86
25.407 25.716 25.763 25.715 25.406 24.845 24.228 23.583 22.932 22.303 21.715 21.188 20.752 20.400 20.134 19.956 19.849 19.800 19.766 19.714 19.635