隧道與洞室工程襯砌與管片設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)教案VIP

1、會(huì)計(jì)學(xué)1隧道隧道(sudo)與洞室工程襯砌與管片設(shè)計(jì)與洞室工程襯砌與管片設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共71頁(yè)。第2頁(yè)/共71頁(yè)第二頁(yè)，共71頁(yè)。第3頁(yè)/共71頁(yè)第三頁(yè)，共71頁(yè)。限界。第4頁(yè)/共71頁(yè)第四頁(yè)，共71頁(yè)。第5頁(yè)/共71頁(yè)第五頁(yè)，共71頁(yè)。第6頁(yè)/共71頁(yè)第六頁(yè)，共71頁(yè)。第7頁(yè)/共71頁(yè)第七頁(yè)，共71頁(yè)。機(jī)械加工(ji gng)。第8頁(yè)/共71頁(yè)第八頁(yè)，共71頁(yè)。第9頁(yè)/共71頁(yè)第九頁(yè)，共71頁(yè)。第10頁(yè)/共71頁(yè)第十頁(yè)，共71頁(yè)。第11頁(yè)/共71頁(yè)第十一頁(yè)，共71頁(yè)。第12頁(yè)/共71頁(yè)第十二頁(yè)，共71頁(yè)。第13頁(yè)/共71頁(yè)第十三頁(yè)，共71頁(yè)。第14頁(yè)/共71頁(yè)第十四頁(yè)，共71頁(yè)。第15頁(yè)/共7

2、1頁(yè)第十五頁(yè)，共71頁(yè)。第16頁(yè)/共71頁(yè)第十六頁(yè)，共71頁(yè)。第17頁(yè)/共71頁(yè)第十七頁(yè)，共71頁(yè)。縫面的預(yù)留溝槽內(nèi)。第18頁(yè)/共71頁(yè)第十八頁(yè)，共71頁(yè)。第19頁(yè)/共71頁(yè)第十九頁(yè)，共71頁(yè)。第20頁(yè)/共71頁(yè)第二十頁(yè)，共71頁(yè)。 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)(shj)原則標(biāo)準(zhǔn)原則標(biāo)準(zhǔn) n設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則n以防為主，剛?cè)峤Y(jié)合，多道設(shè)防，因地制宜，綜合治理。以防為主，剛?cè)峤Y(jié)合，多道設(shè)防，因地制宜，綜合治理。n以結(jié)構(gòu)以結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)自防水為主，關(guān)鍵處理好環(huán)縱縫的防水。自防水為主，關(guān)鍵處理好環(huán)縱縫的防水。 n設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)n結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)防水等級(jí)為二級(jí)防水等級(jí)為二級(jí) 第21

3、頁(yè)/共71頁(yè)第二十一頁(yè)，共71頁(yè)。 防水防水(fn shu)(fn shu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) n管片自防水管片自防水n混凝土等級(jí)為混凝土等級(jí)為C50C50，抗?jié)B等級(jí)，抗?jié)B等級(jí)P10P10。n接縫防水接縫防水n海綿橡膠海綿橡膠n彈性密封墊彈性密封墊n嵌縫（聚硫密封膠嵌縫（聚硫密封膠 ）n螺栓螺栓(lushun)(lushun)孔的防水孔的防水 n采用遇水膨脹橡膠密封圈采用遇水膨脹橡膠密封圈 海綿(himin)橡膠嵌縫彈性密封墊第22頁(yè)/共71頁(yè)第二十二頁(yè)，共71頁(yè)。2 襯砌拼裝襯砌拼裝(pn zhun)n隧道襯砌是在盾構(gòu)尾部殼保護(hù)(boh)下的空間內(nèi)進(jìn)行拼裝。 n組成：鑄鐵、鋼、鋼筋混凝土或鋼與鋼筋混凝

4、土的復(fù)合材料等制成的管片或砌塊。n結(jié)構(gòu)受力及使用要求決定盾構(gòu)及襯砌結(jié)構(gòu)形式并決定其拼裝方法。第23頁(yè)/共71頁(yè)第二十三頁(yè)，共71頁(yè)。是自下而上，左右交叉，最后封頂成環(huán)。第24頁(yè)/共71頁(yè)第二十四頁(yè)，共71頁(yè)。第25頁(yè)/共71頁(yè)第二十五頁(yè)，共71頁(yè)。第26頁(yè)/共71頁(yè)第二十六頁(yè)，共71頁(yè)。第27頁(yè)/共71頁(yè)第二十七頁(yè)，共71頁(yè)。第28頁(yè)/共71頁(yè)第二十八頁(yè)，共71頁(yè)。第29頁(yè)/共71頁(yè)第二十九頁(yè)，共71頁(yè)。第30頁(yè)/共71頁(yè)第三十頁(yè)，共71頁(yè)。第31頁(yè)/共71頁(yè)第三十一頁(yè)，共71頁(yè)。第32頁(yè)/共71頁(yè)第三十二頁(yè)，共71頁(yè)。3 盾構(gòu)襯砌的荷載盾構(gòu)襯砌的荷載(hzi)計(jì)算方法計(jì)算方法n3.1 設(shè)計(jì)原

5、則設(shè)計(jì)原則n隧道襯砌費(fèi)用占隧道襯砌費(fèi)用占40%50%，安全可靠、經(jīng)濟(jì)，安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理合理(hl) 。n重點(diǎn)介紹裝配式鋼筋混凝土管片重點(diǎn)介紹裝配式鋼筋混凝土管片 。第33頁(yè)/共71頁(yè)第三十三頁(yè)，共71頁(yè)。第34頁(yè)/共71頁(yè)第三十四頁(yè)，共71頁(yè)。第35頁(yè)/共71頁(yè)第三十五頁(yè)，共71頁(yè)。第36頁(yè)/共71頁(yè)第三十六頁(yè)，共71頁(yè)。第37頁(yè)/共71頁(yè)第三十七頁(yè)，共71頁(yè)。第38頁(yè)/共71頁(yè)第三十八頁(yè)，共71頁(yè)。第39頁(yè)/共71頁(yè)第三十九頁(yè)，共71頁(yè)。第40頁(yè)/共71頁(yè)第四十頁(yè)，共71頁(yè)。第41頁(yè)/共71頁(yè)第四十一頁(yè)，共71頁(yè)。11uiiiqh豎向土壓 拱背土壓 (104N/m)2222222()2(1

6、)0.4344HHHhRqRRR地面(dmin)超載 q3 =1(104N/m) （日本(r bn)資料）（當(dāng)隧道埋深較淺時(shí)）拱背土壓第42頁(yè)/共71頁(yè)第四十二頁(yè)，共71頁(yè)。4(1cos )(10)wwHqHRN水平荷重(hzhng)：即地層側(cè)向主動(dòng)土壓，由均勻土壓p1和三角形土壓p2組成 :211242(45)2(45)222(45)(10)2HPqtgctgPR tgN水壓力:頂部垂直(chuzh)向下水壓力底部垂直(chuzh)向上壓力側(cè)向水平水壓力 4(10)wwqHHN4(2)2(10)wwHHqHRHRN第43頁(yè)/共71頁(yè)第四十三頁(yè)，共71頁(yè)。第44頁(yè)/共71頁(yè)第四十四頁(yè)，共71頁(yè)

7、。40.2146(10/)2kHHpqgRRN mRcg勻布底部豎向力平均(pngjn)后的拱被壓力抵消后的平均(pngjn)水壓力平均后的豎向土壓力平均后的自重壓力第45頁(yè)/共71頁(yè)第四十五頁(yè)，共71頁(yè)。第46頁(yè)/共71頁(yè)第四十六頁(yè)，共71頁(yè)。(1cos)1.5sin2 sinHWRM0.5sincos2 sinWN支承(zh chn)弧面所對(duì)應(yīng)的中心角1米寬襯砌自重(zzhng)襯砌內(nèi)徑第47頁(yè)/共71頁(yè)第四十七頁(yè)，共71頁(yè)。第48頁(yè)/共71頁(yè)第四十八頁(yè)，共71頁(yè)。第49頁(yè)/共71頁(yè)第四十九頁(yè)，共71頁(yè)。第50頁(yè)/共71頁(yè)第五十頁(yè)，共71頁(yè)。11 1122220 x + =0ppx4 內(nèi)力

8、計(jì)算內(nèi)力計(jì)算(j sun)與管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第51頁(yè)/共71頁(yè)第五十一頁(yè)，共71頁(yè)。2111003222220011(cos )ssrM dsrdEJEIrM dsrrdEIEI102201pPpPM rdEIrM rdEI010202230221cos2cos2PPPpPM dEIxM drEIrMdEIxMdrrrEI 第52頁(yè)/共71頁(yè)第五十二頁(yè)，共71頁(yè)。PMrxxMcos21cos2XNNP第53頁(yè)/共71頁(yè)第五十三頁(yè)，共71頁(yè)。物線分布等方法。第54頁(yè)/共71頁(yè)第五十四頁(yè)，共71頁(yè)。按溫克列爾局部變形理論(lln)，假定土層側(cè)向彈性抗力PK=Ky。4124(2)24(0.

9、0454HHqPPg RyEIKR實(shí)際(shj)變形量 圓環(huán)抗彎剛度 接頭剛度折減系數(shù)，取0.250.8。 K為地層側(cè)向壓縮系數(shù) 第55頁(yè)/共71頁(yè)第五十五頁(yè)，共71頁(yè)。24PK=-Kyacos22PK=Kyasin2+Kybcos2起始(q sh)位置第56頁(yè)/共71頁(yè)第五十六頁(yè)，共71頁(yè)。11111K22222Kak1122x+ + P =0 x+ q+ P =0y = q+P0aaqxxy2cos1ay222cossinbayy聯(lián)合(linh)四個(gè)方程，其中(qzhng)，第57頁(yè)/共71頁(yè)第五十七頁(yè)，共71頁(yè)。第58頁(yè)/共71頁(yè)第五十八頁(yè)，共71頁(yè)。第59頁(yè)/共71頁(yè)第五十九頁(yè)，共71

10、頁(yè)。第60頁(yè)/共71頁(yè)第六十頁(yè)，共71頁(yè)。WeNFNcc021WeNFNaa021接縫處受到外荷后的應(yīng)力(yngl)狀態(tài) 由于拼裝螺栓預(yù)加應(yīng)力4.3 接縫計(jì)算接縫計(jì)算第61頁(yè)/共71頁(yè)第六十一頁(yè)，共71頁(yè)。lElr第62頁(yè)/共71頁(yè)第六十二頁(yè)，共71頁(yè)。第63頁(yè)/共71頁(yè)第六十三頁(yè)，共71頁(yè)。第64頁(yè)/共71頁(yè)第六十四頁(yè)，共71頁(yè)。第65頁(yè)/共71頁(yè)第六十五頁(yè)，共71頁(yè)。 襯砌內(nèi)力襯砌內(nèi)力(nil)(nil)分析分析 n地層結(jié)構(gòu)地層結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)法（有限法（有限元法）元法）n二維平面分析二維平面分析n三維空間分析三維空間分析n荷載結(jié)構(gòu)荷載結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)法法n彈性均質(zhì)

11、圓環(huán)法彈性均質(zhì)圓環(huán)法n彈性鉸接圓環(huán)法彈性鉸接圓環(huán)法 n日本修正慣用法日本修正慣用法 側(cè)向水土壓力基底豎向反力側(cè)向水土壓力自重垂直水土壓力地面超載側(cè)向水土壓力基底豎向反力側(cè)向水土壓力自重垂直水土壓力地面超載彈性鉸二維平面二維平面(pngmin)分析分析三維空間分析三維空間分析彈性均質(zhì)圓環(huán)法彈性均質(zhì)圓環(huán)法彈性鉸接圓環(huán)法彈性鉸接圓環(huán)法第66頁(yè)/共71頁(yè)第六十六頁(yè)，共71頁(yè)。 襯砌內(nèi)力襯砌內(nèi)力(nil)(nil)分析分析 n日本修正慣用法日本修正慣用法n考慮管片接頭考慮管片接頭(ji tu)(ji tu)影響，進(jìn)行剛度折減后按均質(zhì)圓環(huán)進(jìn)行計(jì)算；影響，進(jìn)行剛度折減后按均質(zhì)圓環(huán)進(jìn)行計(jì)算；n地層抗力按三角形

12、抗力考慮；地層抗力按三角形抗力考慮；n計(jì)算結(jié)果考慮管片環(huán)間錯(cuò)縫拼裝影響進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整。計(jì)算結(jié)果考慮管片環(huán)間錯(cuò)縫拼裝影響進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整。管片內(nèi)力管片內(nèi)力MgMg：計(jì)算的彎矩為（：計(jì)算的彎矩為（1+1+）M M，軸力為，軸力為N N；接頭內(nèi)力接頭內(nèi)力MfMf：計(jì)算的彎矩為（：計(jì)算的彎矩為（1-1-）M M，軸力為，軸力為N N；：彎距調(diào)整系數(shù)：彎距調(diào)整系數(shù)(xsh)(xsh)，一般取，一般取0.30.30.50.5。第67頁(yè)/共71頁(yè)第六十七頁(yè)，共71頁(yè)。 襯砌內(nèi)力襯砌內(nèi)力(nil)(nil)分析分析 計(jì)算結(jié)果示意計(jì)算結(jié)果示意(shy)(shy)第68頁(yè)/共71頁(yè)第六十八頁(yè)，共71頁(yè)。1010/tan0/tan011)