地铁盾构隧道课程设计说明书

柱下基础课程设计

计算书

[基础工程] 课程设计

姓 名： 学 号： 班 级： 指导教师： 吴兴征

课程编号：141238

总学时：1.5周周学时：40h学分：1.0 适用年级专业（学科类）：三年级，土木工程专业 开课时间：2017-2018 学年春学期

河北大学建筑工程学院

2018年6月

目 录

第一章 课程题目介绍 ............................................................ 错误!未定义书签。 第二章 荷载计算 .................................................................... 错误!未定义书签。 第三章 内力计算 .................................................................... 错误!未定义书签。 第五章 施工图绘制 ................................................................ 错误!未定义书签。 参考资料 .................................................................................... 错误!未定义书签。

第一章 课程题目介绍

如图1所示，为一软土地区地铁盾构隧道横断面，有一块封顶块K，两块邻接块L，两块标准块B以及一块封底块D六块管片组成，衬砌外D06200mm，厚度t350mm，采用通缝拼装，地层基床系数k20000kN/m3。混凝土强度为C50，环向螺栓为5.8级（可用8.8级）

M30，管片裂缝宽度允许值为0.2mm，接缝张开允许值为3mm。地面超载为20kPa。试计算

衬砌受到的荷载，并用荷载-结构法按均质圆环计算衬砌内力，画出内力图，并进行隧道抗浮、管片局部抗压、裂缝、接缝张开等验算及一块标准管片配筋计算。

q=20kN/m250010001500人工填土kN/m3褐黄色粘土kN/m38KL1738L273B213551280153500灰色砂质粉土kN/m3灰色淤泥质粉质粘土kN/m3c=12.2kPa B1138D350550062001383502925灰色淤泥质粘土kN/m3c=12.kPa  图1 软土地区地铁盾构隧道横断面

说明：

1）灰色淤泥质粉质粘土上层厚度1350mm，根据后3位学号ABC调整，1350ABC50（mm），故在本设计中灰色淤泥质粉质粘土上层厚度取为：135065504600mm。

2）采用惯用修正法进行内力的计算。 3）课程设计计算书、图Email形式提交。

第二章 荷载计算

计算时，统一单位：kN、m；水的重度为：w10kN/m3；其中C50混凝土的弹性模量取：E3.45107kPa，26kN/m3；衬砌圆环厚度取：h350mm，衬砌圆环弯刚度：。

其中由于在计算荷载与衬砌内力时，所使用公式是建立在线弹性体系的理论基础上，所计算得出的内力值与荷载成线性相关，所以可以在进行荷载内力组合之前的荷载计算时就考虑荷载的分项系数，从而使得在计算各个分项荷载所产生的内力值时，就已经考虑了荷载的分项系数，则在荷载的组合效应分析中，可以直接将荷载所产生的内力值进行组合，不需要再次考虑荷载的分项系数！

图4中的细实线示意了荷载位移测试数据经过拟合后的双曲线。

1200040%Q(KN)70%Q(KN)100%Q(KN)均值线中值线最优分布顺义Q (kN)002000400060008000100001020s (mm)3040

图4 给定荷载相应沉降量的概率密度分布、均值和中值曲线

表2给出y值分别服从正态和最优分布时的模型参数值。

表2 给定条件下各场地y值假定服从正态分布与最优分布时的模型参数

分布类型 正态分布 最优分布

灌注桩 CFG桩 锚杆 灌注桩 CFG桩 锚杆 场地

40%Qmax

给定荷载Q (KN)

70%Qmax

100%Qmax

参数1 参数2 参数1 参数2 参数1 参数2 2.1 4.54 1.1 0.73 4.92

0.28 1.07 0.09 0.13 4.96

4.3 8.98 2.31 9.21 8.98 0.84

0.55 1.82 0.12 4.53 1.82

7.43 14.94 4.12 9.43 2.69

1.02 2.84 0.22 7.85 0.19 68

1.54 171.74 0.05 280.33

备注：参数1和参数2对于正态分布为均值和标准差；对数正态分布分别为对数均值和对数标准差；伽玛分布为形状和尺度参数；威布尔分布为形状和比率参数；耿贝尔分布为a和b。

第三章 内力计算

在以上计算出衬砌圆环所受到的荷载后，可以采用惯用修正法进行衬砌圆环的内力计算。其中衬砌圆环内力计算公式如下。

该模型包含两个参数h1和h2，可写为：

QS h1h2S （1）

式中S为位移量，单位为（mm）；Q为荷载值，单位为（KN）；h1和h2是双曲线拟合参数的荷载位移曲线。这些曲线拟合参数在物理上是有意义的，h1和h2的倒数分别等于初始斜率和渐近值。

第五章 施工图绘制

根据设计与计算结果，绘制出CAD图纸两张（见附件），其中图纸包括衬砌圆环构造图一张、标准管片B构造图一张：

图纸简略情况如图7所示。

参考资料

[1] 赵明华, 徐学燕, 邹新军. 基础工程（第三版）. 高等教育出版社, 2017. [2] 周景星, 李广信, 张建红, 虞石民, 王洪瑾. 基础工程（第二版）. 清华大学出版社. 2015.

注意事项：

[1] 所有图形要有图标题，放在图形的下面。并在正文中引出。比如，荷载-沉降曲线如图3所示（请不要使用图3-2等编号，全文统一编号，表格也类似）。

然后下面插入图形

[2] 所有表格要有表标题，放在表格的上面。并在正文中引出。比如，荷载-沉降的计算成果如表12所列。

[3] 不允许在正文引述中出现，如上图，如下表等表达。要具体引出图表编号。 [4] 每一章要重新开始一页，也就是在每一章的最后插入分页符即可。 [5] 所有公式的要采用公式编辑器

完成输入，尽量（课上已强调过）不要使用插入

的形式。

具体参见文件141238S HBUWu FE 741 word formula and 。