管片背部荷载及负环拆除计算书
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
管片背部荷载及负环拆除计算书
作用在管片上的荷载主要是土压力，主要包括垂直土压力、水平土压力、 拱 底的垂直地基反力以及由管片衬砌变形引起的地基抗力。其中，垂直土压力的确 定是关键， 因为垂直土压力是作用于盾构隧道衬砌管片上的主要荷载且直接影响 到水平土压力和地基反力的确定。土压力荷载模型如图 1-1。
5.33m 取 2 B 10.66m 11m； Z 松动土体深度
各土层加权平均后的重度γ=19.10KN/m ， 土条宽度的一半 B=5.33m，
θ为管片所在地层管片的内摩擦角，取 19.72 ，
3
该地层粘性土的凝聚力 c=21kPa， 管片所处位置地层侧压力系数 k 1 sin 1 sin19.72 0.66， 地表荷载 P 20kN / m 2，管片顶部埋深 Z 22.59m 。根据太沙基公式：
P2 P 1P G 232.39 28.70 261.09kPa P侧 = P3 P4 1 5 3 .3 8 1 7 2 .3 2 3 2 5 .7 0 kP a
管片顶部的侧向压力
P3 =k P 1 0.66 232.39 153.38kPa
管片底部的侧向压力 P4 =k P2 0.66 261.09 172.32kPa Pk 5）假设管片在地层中不引起变形，故地基抗力 暂不考虑。 6）作用于管片背部的平均土压力
n
F
f
1.3 51000 37 1811.53
式中：
Fra Baidu bibliotek
—安全系数，取 0.30；
F—三菱盾构机额定最大推力； n—拼装管片正环数 综上所述，当管片环数在 37 环以上即可拆除负环管片。
故管片顶部产生的垂直土压 P 1 Z P 0 11.12 19.10 20.00 232.39kPa
2）管片自重引起的底部土压
22.59 22.59 0.66 tan19.72 tan19.72 20.00 0.66 5.33 e 5.33 1 e 19.10
故
c B Z Z k tan k tan B B B v Z 1 e P e 0 k tan
c B Z Z k tan tan P0 k B B B Z 1 e e k tan 21.00 5.33 19.10 5.33 19.10 0.66 tan19.72 11.12m
22.59
D=6.26m
1-2 地层分布示意图
由图 1-2 可知，管片顶部埋深 Z=22.59m，2 倍洞径 2D=12.80m，因 Z≥2D， 隧道在地层中属于深埋状态，可以按太沙基松动土压力理论计算管片的垂直荷 载。太沙基松动土压力理论根据应力传递原理，考虑了隧道断面的尺寸，埋深、 土层的粘聚力及内摩擦角对土体稳定性的影响， 认为隧洞开挖后顶部土体受重力 作用而向下移动形成一滑动体， 从而在隧洞至地面出现了两个垂直方向的剪切破 坏面。太沙基松动土压力理论假设滑动体为一竖条，其宽度为 2B。松动土压力 计算模型如图 1-3 所示。
P +P +P P 232.39 261.09 153.38 172.32 P= 1 2 3 4 204.80kPa 4 4 7）一环管片提供的摩阻力
f DLP 0.30 6.261.50 204.80 1811.53kN
式中： μ—管片在土体中的摩擦系数； D—管片外径，取 D=6.26m； L—管片宽度。 8）负环管片拆除时机
PG
式中：
W 49 5 24.5 28.70kPa D L 6.26 1.50
W—一环管片的自重， 5+key 模式， 其中 A1、 A2、 A3、 B1、 B2 自重各取 5t， K 块自重取 2.5t； D—管片外径； L—管片宽度。 3）管片底部的土压 4）管片侧向压力
垂直土压力 水 平 P3 土 压 力 P4 地基抗力 P1 地基抗力 P3 水 平 土 压 力 P4 P2=P1+PG 地基反力 1-1 管片土压力荷载模型
Pk
Pk
以 ITO-Delhi Gate 区间段地层为研究对象， 以盾构机覆土厚度最深处断面为 土压力的计算断面，该地层主要以粘土为主，地层自上而下至隧道底板依次为淤 质粘土、粘土，覆土最深厚度为 29m,地下水埋深为 0.5m,如图 1-2 所示。
1-3 松动土压力计算模型示意图
1）管片顶部所受垂直土压（上覆松动土压） 土条宽度 2B（如图 1-3 所示）
θ为管片所在地层管片的内摩擦角，取 19.72 ，R 为管片外半径，R
6.26 3.13m 2
B R R tan 45 2 19.72 3.13 3.13 tan 45 2
作用在管片上的荷载主要是土压力，主要包括垂直土压力、水平土压力、 拱 底的垂直地基反力以及由管片衬砌变形引起的地基抗力。其中，垂直土压力的确 定是关键， 因为垂直土压力是作用于盾构隧道衬砌管片上的主要荷载且直接影响 到水平土压力和地基反力的确定。土压力荷载模型如图 1-1。
5.33m 取 2 B 10.66m 11m； Z 松动土体深度
各土层加权平均后的重度γ=19.10KN/m ， 土条宽度的一半 B=5.33m，
θ为管片所在地层管片的内摩擦角，取 19.72 ，
3
该地层粘性土的凝聚力 c=21kPa， 管片所处位置地层侧压力系数 k 1 sin 1 sin19.72 0.66， 地表荷载 P 20kN / m 2，管片顶部埋深 Z 22.59m 。根据太沙基公式：
P2 P 1P G 232.39 28.70 261.09kPa P侧 = P3 P4 1 5 3 .3 8 1 7 2 .3 2 3 2 5 .7 0 kP a
管片顶部的侧向压力
P3 =k P 1 0.66 232.39 153.38kPa
管片底部的侧向压力 P4 =k P2 0.66 261.09 172.32kPa Pk 5）假设管片在地层中不引起变形，故地基抗力 暂不考虑。 6）作用于管片背部的平均土压力
n
F
f
1.3 51000 37 1811.53
式中：
Fra Baidu bibliotek
—安全系数，取 0.30；
F—三菱盾构机额定最大推力； n—拼装管片正环数 综上所述，当管片环数在 37 环以上即可拆除负环管片。
故管片顶部产生的垂直土压 P 1 Z P 0 11.12 19.10 20.00 232.39kPa
2）管片自重引起的底部土压
22.59 22.59 0.66 tan19.72 tan19.72 20.00 0.66 5.33 e 5.33 1 e 19.10
故
c B Z Z k tan k tan B B B v Z 1 e P e 0 k tan
c B Z Z k tan tan P0 k B B B Z 1 e e k tan 21.00 5.33 19.10 5.33 19.10 0.66 tan19.72 11.12m
22.59
D=6.26m
1-2 地层分布示意图
由图 1-2 可知，管片顶部埋深 Z=22.59m，2 倍洞径 2D=12.80m，因 Z≥2D， 隧道在地层中属于深埋状态，可以按太沙基松动土压力理论计算管片的垂直荷 载。太沙基松动土压力理论根据应力传递原理，考虑了隧道断面的尺寸，埋深、 土层的粘聚力及内摩擦角对土体稳定性的影响， 认为隧洞开挖后顶部土体受重力 作用而向下移动形成一滑动体， 从而在隧洞至地面出现了两个垂直方向的剪切破 坏面。太沙基松动土压力理论假设滑动体为一竖条，其宽度为 2B。松动土压力 计算模型如图 1-3 所示。
P +P +P P 232.39 261.09 153.38 172.32 P= 1 2 3 4 204.80kPa 4 4 7）一环管片提供的摩阻力
f DLP 0.30 6.261.50 204.80 1811.53kN
式中： μ—管片在土体中的摩擦系数； D—管片外径，取 D=6.26m； L—管片宽度。 8）负环管片拆除时机
PG
式中：
W 49 5 24.5 28.70kPa D L 6.26 1.50
W—一环管片的自重， 5+key 模式， 其中 A1、 A2、 A3、 B1、 B2 自重各取 5t， K 块自重取 2.5t； D—管片外径； L—管片宽度。 3）管片底部的土压 4）管片侧向压力
垂直土压力 水 平 P3 土 压 力 P4 地基抗力 P1 地基抗力 P3 水 平 土 压 力 P4 P2=P1+PG 地基反力 1-1 管片土压力荷载模型
Pk
Pk
以 ITO-Delhi Gate 区间段地层为研究对象， 以盾构机覆土厚度最深处断面为 土压力的计算断面，该地层主要以粘土为主，地层自上而下至隧道底板依次为淤 质粘土、粘土，覆土最深厚度为 29m,地下水埋深为 0.5m,如图 1-2 所示。
1-3 松动土压力计算模型示意图
1）管片顶部所受垂直土压（上覆松动土压） 土条宽度 2B（如图 1-3 所示）
θ为管片所在地层管片的内摩擦角，取 19.72 ，R 为管片外半径，R
6.26 3.13m 2
B R R tan 45 2 19.72 3.13 3.13 tan 45 2