【正文】 裂縫寬度最大值公式與上相同，即： )(m a x teeqsskcr dcEW ???? ?? 其中：。 )(m a x teeqsskcr dcEW ???? ?? （ ） 式中 cr? ——構件受力特征系數(shù)，受彎和偏心受壓構件， ?cr? ； ? ——裂縫之間鋼筋應變不均勻系數(shù)； sk? ——混凝土構件裂縫截面處縱向受力鋼筋應力； sE ——鋼筋彈性模量，取 25 N /m ??sE 。 所設計的主筋滿足要求。 驗算總的配筋率 %% m i n039。0 sy sis ahf aheNA ? ??? ? 將已知數(shù)值帶入計算可得： 23 59)50300(360 84 ??? ???sA 綜合 2 所計算的數(shù)據(jù)，對于管片的配筋如下： 管片配筋為： 內(nèi)筋：選 12? 22100 的鋼筋進行布 置， As=。 39。 mm882?sA 35 2）外側(cè)受拉側(cè)配筋 計算受壓區(qū)高度 39。 將已知數(shù)值帶入計算可得： 8823001200%39。 由于受壓區(qū)采用最小配筋，則要重新計算受壓區(qū)高度 x ： 0min39。yf =360 N/mm2； 最小配筋率 min? ： 5%}%, a x{m in ?? ytff?20m i n39。sA 按最小配筋率計算。?????????????sA 2＜mm? 39。yf =360 2N/mm ； 0h =310mm。20139。0 sy sis ahf aheNA ? ??? ? （） 將已知數(shù)值帶入計算可得： 23 )50300(360 ??? ???sA （ 2） ?????時（外排筋） 1）對受壓側(cè)配筋 彎矩 ???M 軸力 N= 管片鋼筋選定為 HRB400 型熱軋鋼筋，選用混凝土等級為 C55 混凝土。39。01 syc ahAfxhbxfN ???? ? （ ） 解此方程可得到受壓區(qū)高度 bf ahAfNehh c ssy 139。039。 將已知數(shù)值帶入計算可得： 239。 0min39。 最小配筋率min? ，查表得： tf =2；yf = 39。sA 為負說明混凝土受壓強度已經(jīng)足夠， 39。 將已知數(shù)值帶入計算可得： 22339。 0h ——截面的有效高度 , mm 根據(jù)選定的 HRB400 鋼筋和 C55 混凝土，查表可得： ?? cf = N/mm2； b=1200mm； b? =； 39。 b——管片寬度， mm； b? ——界限相對受壓區(qū)高度； 39。ahf bhfNeA y bbcs ?? ??? ??? （ ） 式中 39。 取 b??? ， 對受壓側(cè)配筋： 32 ) ( )( s039。 si ahee ??? 2/? （ ） 式中 e——軸向力到受拉鋼筋合力點的距離， mm； ?——截面的偏心距增大系數(shù)；這里取 η=。m 軸力 N= kN 管片鋼筋選定為 HRB400 型熱軋鋼筋，選用混凝土等級為 C55 混凝土。 （ 1） ??=180176。時的截面進行外排鋼筋設計。故按 ?=180176。時截面內(nèi)側(cè)受拉彎矩最大， ?=90176。m。m），在 ??90? 的時候取得負的最大值（管片外側(cè) 受 拉 ， ??M kN 180176。 135176。 90176。 45176。m) N(kN) 0176。 表 管片內(nèi)力組合一覽表 截面位置 內(nèi)力組合 管片內(nèi)力組合 M(kN 0 0 176。 176。 0 0 176。 176。 29 表 水平彈性抗力引起的截面內(nèi)力表 截面位置 水平彈性抗力 M(kN 176。 176。 176。 176。 表 水壓引起的截面內(nèi)力表 截面位置 水壓 M(kN 176。 176。 176。 176。 28 表 △ 側(cè)壓引 起的截面內(nèi)力表 截面位置 △ 測壓 M(kN 176。 0 176。 176。 176。 表 均布測壓引起的截面內(nèi)力表 截面位置 均布測壓 M(kN178。 176。 176。 176。 176。 27 表 底部反力引起的截面內(nèi)力表 截面位置 底部反力 M(kN 176。 176。 176。 176。 表 上部荷載引起的截面內(nèi)力表 截面位置 上部荷載 M(kN 176。 176。 176。 176。 25 表 斷面內(nèi)力系數(shù)表 荷載 截面 位置 截面內(nèi)力 ??iM ? ?mkN? ??iN ? ?kN 荷載自重 0～π )s inc o (2 ??? ??HgR )c o in( ??? ?HgR 上部荷載 0～π /2 )s c ( 22? ?? ?HqR )c o ( s in 2 ?? ?HqR π /2～π )s in c o (2 ? ?? ?HqR )co ( s in ?? ?HqR 底部反力 0～ π/2 )c o s1 0 5 (2 ??HR RP ? HR RP π/2 ～ π )s s ( 22?? ??? ??HR RP )c sin(s in 2 ? ??? ?HR RP 水壓 0～ π wHR ??? ?) c (3? ?? wwH HRR ??? ?? ?? ? ) c o (2 均布測壓 0～ π )c o ( 221 ??Hh RP ?21 cosHh RP 水平彈性抗力 0～ π/4 2( 34 6 53 6 c os )HkPR?? cosHkPR? π/4 ～π/2 232( 0 .3 4 8 7 0 .5 c o s 0 .2 3 5 7c o s )HkPR??? ? ? 22( 0 .7 0 7 c o s c o s 0 .7 0 7s in c o s )HkPR????? ? ? △測壓 0～ π ) c ( 3222 ?? ?? ??Hh RP )c c (c os22 ???? ?Hh RP 26 代入數(shù)值可得下表： 表 管片自重引起的截面內(nèi)力表 截面位置 自重 M(kN處逆時針 ，以此類推。其中 0186。、 、 135186。、 、45186。 將已知數(shù)值帶入計算可得： kP ?????? ?—RP 對基本使用階段和特殊荷載階段兩種情況下進行計算。 （ 7）靜水壓力：水位距離隧道頂部的高度為 。 m2， ? 取為 ， k 取值為 20210kN/m3。 30 kN / ??? ??????? 將已知數(shù)值代入計算可得： k P 1 9 2 ?????hP （ 6）側(cè)向土壤抗力 按溫克爾局部變形理論計算，抗力圖形呈一等腰 三角形，抗力范圍按與水平直徑上下呈 45o 考慮。 將已知數(shù)值代入計算可得： 3kN / ???????γ kP ????? ）（ ?P (3) 地面超載 由于本隧道埋深不是很深，故須考慮到地面超載的影響，取地面超載為 20 kPa，并將它疊加到豎向土壓上去，再加上的自重，故總的豎向土壓力為： 1 9 0 . 8 8 k P a2021 ???? vvv ppp 23 （ 4）側(cè)向水平均勻土壓力： )245t a n(2)245(t a n 21v1h ?? ?????? cpp （ ） 式中 1hP ——側(cè)向水平均勻土壓力， kPa； ? ——襯砌環(huán)頂部以上各土層內(nèi)摩擦角加權平均值，（186。 k P 6 ?????????????P 拱背部： HRQP 22v ? （ ） 式中 2vP ——襯砌拱背豎向地層壓力， kPa； Q——拱背均布荷載， kN/m。 基本使用階段的荷載計算 P vPRPkPkPh1Ph2Ph1Ph2RhHgHH+2R 圖 作用在襯砌結構上的荷載簡圖 （ 1）襯砌自重： ??hg? （ ） 式中 g——襯砌自重， kPa； h? ——鋼筋混凝土容重，取為 25kN/m3； ? ——管片 厚度， m。襯砌采用預制鋼筋混凝土管片，管片厚度為 350mm，環(huán)寬 1200mm，混凝強度為 C55,。 c =砂質(zhì)粉土 ? = ? =27 176。 c =淤泥質(zhì)粘土 ? =17kN/m3 ? =11 176。 c =1 8kPa粘土 ? =? =14 .5176。 20 4 隧道襯砌荷載計算 土層情況 由表 可得，各土層的 容重基本相同，故最危險斷面為埋深最大處截面。 表 表示了隧道外徑與管片環(huán)寬錐度的經(jīng)驗數(shù)字。在次設計中，地下水較為豐富，而且工期較緊，所以選用六塊襯砌管片。目前在中等直徑隧道中已被 6~8 塊代替， 6~8塊較四塊不但減小了單塊尺寸和重量，而且由于可采用小封頂塊，使拼裝方式從徑向插入改為縱向插入，改善了結構受力。單線地下鐵道襯砌一般可分成 6~8 塊，雙線地下鐵道襯砌可分為 8~10 塊。本次設計隧道地下水豐富，且工期緊，故幅寬采用 1200mm。根據(jù)目前的經(jīng)驗，視隧道斷面大小而異，幅寬一般在300~1500mm 的范圍之內(nèi)。從便于搬運、組裝以及出于對隧道曲線段上施工時盾尾長度的考慮，管片幅寬是小一些為好。本隧道內(nèi)徑為 5500mm，則可取鋼筋混凝土管片厚度為 350mm。 管片厚度的確定 大量工程實例表明，管片的厚度應根據(jù)隧道直徑 D 的大小、埋深、承受荷載情況，以及襯砌結構構造、材質(zhì)、襯 砌所承受施工荷載（主要是千斤頂頂力）大小等因素來確定。 在某些場合中例如需要拆除管片后修建旁側(cè)通道或某些特殊需要時，則管片通常采用通縫形式，以便于進行結構處理。當管片制作精度不夠好時，采用錯縫拼裝形式容易使管片在盾構推進過程中頂碎。 管片設計 管片拼裝方式的確定 圓環(huán)的拼裝形式有通縫、錯縫兩種，所有襯砌環(huán)的縱縫環(huán)環(huán)對齊的稱為通縫，而環(huán)間縱縫相互錯開，猶如磚砌體一樣的稱為錯縫。而本次隧道土層對鋼結構有弱腐蝕性，對鋼筋混凝土無腐蝕性，故可以排除鋼管片以及復合管片。 復合管片外殼采用鋼板制成，在殼內(nèi)設鋼筋，澆注混凝土，組成一個復合結構，這樣其重量比鋼筋混凝土管片輕，剛度比鋼管片大，金屬消耗量比鋼管片小，缺點是鋼板耐腐蝕性差，加工復雜冗繁。缺點是剛度小，耐修飾性差，需要進行機械加工已滿足防水要求。由于鑄鐵管片具有脆性破壞的特性，不宜用作承受沖擊荷載的隧 道襯砌結構。 鑄鐵管片強度高，易鑄成薄壁結構，管片質(zhì)量輕，搬運安裝方便，管片精度高，外形準確，防水性能好。箱型管片一般用于較大直徑的隧道，管片本身強度不如平板型管片，特別是在盾構鼎力作用下易開裂。 鋼筋混凝土管片有一定的強度，加工制作比較容易，耐腐蝕，造價低，是最為常用的管片形式，但是較為笨重，在運輸、安裝施工過程中易損壞。 本次設計隧道工期要求較緊，且由上述內(nèi)容可知，本次設計采用一次襯砌支護。 近年來，由于鋼筋混凝土制作精度的提高和新型防水材料的應用，管片的襯砌滲漏水顯著減少，故已經(jīng)可以省略二次襯砌。通常在滿足工程使用要求的前提下，應優(yōu)先選用單層裝配式鋼筋混凝土襯砌。鋼筋混凝土內(nèi)襯的雙層襯砌等。對于有壓的輸水隧道，為了承受較大的內(nèi)水壓力，需做二次襯砌。一次襯砌為承重結構的主體，二次襯砌主要是為了一次襯砌的補強和防止漏水與侵蝕而修筑的。 單雙層襯砌的比較 隧道襯砌是直接支承地層，保持規(guī)定的隧道凈空，防止?jié)B漏，同時又能承受施工荷載的結構。建筑限界由車輛限界外增加適量安全間隙來求得，其值一般為150~200mm。 管片選型 建筑限界及內(nèi)徑的確定 建筑限界是決定隧道內(nèi)輪廓尺寸的依據(jù)，是在車輛限界以外一個形狀類似的輪廓。 費用情況 施工所需費用較高 較泥水盾構費用較小 盾構方法具體選型 本工程位于上海市內(nèi)，四周交通復雜，空余場地少，較難提供泥水盾構機所需的地面泥水處理系統(tǒng)。 泥土輸送方式 泥水管 道輸送，可連續(xù)輸送，輸送速度快而均勻；管道輸送，施工進度較快；占用隧道空間小，更便于隧道內(nèi)的結構和隧道同時施工。 ①因添加材料的相對密度大，故對掘削地層的滲透作用小，所以掘削摩阻力大，即掘削扭矩大。 ①內(nèi)部設置布置簡單，開