衬砌结构配筋验算
盾构隧道衬砌配筋率要求
盾构隧道衬砌配筋率要求1.引言1.1 概述概述盾构隧道衬砌配筋率是指在盾构隧道的衬砌结构中，钢筋的数量和密度与混凝土的比例。
它是衡量衬砌结构抗压能力和变形能力的重要参数。
在隧道施工中，正确的配筋率可以保证衬砌结构在承受荷载时能够保持稳定，提高隧道的整体安全性和稳定性。
盾构隧道衬砌配筋率的选取是一个复杂的工程问题，需要综合考虑多个因素，包括地质条件、设计要求、施工工艺等。
一般来说，配筋率过低会导致衬砌结构的抗压能力不足，易发生开裂和破坏；而配筋率过高则会增加工程成本，浪费资源，并且可能引起施工困难。
本文将针对盾构隧道衬砌配筋率的要求进行深入研究。
首先，将介绍盾构隧道衬砌配筋率的定义，包括钢筋的数量和密度的计算方法。
接着，将探讨盾构隧道衬砌配筋率的重要性，分析其对隧道结构的影响和作用。
最后，将总结出盾构隧道衬砌配筋率的合理要求，并讨论影响盾构隧道衬砌配筋率的因素，从而为盾构隧道的设计和施工提供参考依据。
通过对盾构隧道衬砌配筋率的研究，我们可以更好地了解和掌握盾构隧道衬砌结构的设计原则和施工技术，提高隧道的稳定性和安全性，为城市发展和交通建设做出贡献。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文共分为引言、正文和结论三个部分，其具体内容如下：1. 引言部分包括概述、文章结构和目的。
1.1 概述：介绍盾构隧道衬砌配筋率要求的背景和意义，以及该话题的重要性。
1.2 文章结构：概括了本文的整体结构，引导读者了解各部分的内容和逻辑关系。
1.3 目的：明确本文的目标和意图，为读者提供清晰的导向。
2. 正文部分主要探讨盾构隧道衬砌配筋率的定义和重要性。
2.1 盾构隧道衬砌配筋率的定义：解释了盾构隧道衬砌配筋率的概念、计算方法和相关标准规定，介绍了其工程应用和实际意义。
2.2 盾构隧道衬砌配筋率的重要性：详细阐述了盾构隧道衬砌配筋率对隧道工程的影响和作用，包括结构的稳定性、安全性，以及承载能力等方面。
3. 结论部分总结了盾构隧道衬砌配筋率的合理要求和影响因素。
盾构隧道衬砌配筋率要求
盾构隧道衬砌配筋率要求第一章：引言1.1 背景盾构隧道作为一种重要的地下交通工程，被广泛应用于城市的地铁、高铁以及道路等建设中。
随着城市化进程的加快以及交通需求的增长，对盾构隧道的建设需求也越来越迫切。
在盾构隧道的施工中，衬砌配筋率是一个非常重要的参数，对隧道的安全性和稳定性起着至关重要的作用。
1.2 目的和意义本文旨在探讨的问题，明确其在隧道工程中的重要性和必要性，从而为规范盾构隧道施工提供参考。
第二章：盾构隧道衬砌配筋率的定义2.1 衬砌配筋率的概念盾构隧道衬砌配筋率是指在隧道衬砌结构中轴向钢筋和环向钢筋的总和与衬砌面积的比值。
它反映了衬砌结构的钢筋含量，是衡量衬砌结构强度和稳定性的重要指标。
2.2 衬砌配筋率的计算方法衬砌配筋率的计算方法通常分为两种，一种是按照衬砌结构的截面面积计算，另一种是按照衬砌结构的周长计算。
具体计算方法应根据工程实际情况进行选择。
第三章：盾构隧道衬砌配筋率的要求3.1 安全性要求盾构隧道作为地下工程，其安全性是最重要的考虑因素之一。
衬砌配筋率的要求应能够保证隧道在施工和使用过程中的安全性，能够承受各种荷载和地质力学条件的作用。
3.2 稳定性要求盾构隧道在施工过程中会受到地下水压力、地震等外界因素的影响，而衬砌配筋率的要求应能够确保结构的稳定性，防止因外力作用导致结构破坏和倒塌。
3.3 经济性要求盾构隧道衬砌配筋率的要求还应考虑到工程的经济性，即满足安全和稳定性的前提下，尽可能减少材料和人力的使用量，降低隧道的建设成本。
第四章：影响盾构隧道衬砌配筋率的因素4.1 地质条件盾构隧道施工过程中，地质条件是决定衬砌配筋率要求的重要因素之一。
当地质条件复杂、地层变化大时，需要增加衬砌的保护层厚度和衬砌配筋率以确保隧道的稳定性。
4.2 荷载要求盾构隧道在使用阶段会承受各种荷载，如人车荷载、地震荷载等。
衬砌配筋率的要求应根据不同的荷载要求进行确定，以确保隧道在荷载下的安全性。
4.3 工程设计工程设计中的隧道形状、断面尺寸、衬砌材料等均会对衬砌配筋率要求产生影响。
01马腰岭隧道衬砌结构计算书(初支、二衬、工序)
二次衬砌 C30 砼 C30 砼 拱部 仰拱
80cm 钢砼
80cm 钢砼
60cm 钢砼
60cm 钢砼
Ⅴ级 深埋
φ50 小导管
拱部、仰 拱：28cm
φ8 20×20cm，
单层
I22a 间距 80cm
φ25 注浆锚杆，L-4m， 100×80cm;其余锁脚小
导管
55cm 钢砼
55cm 砼
Ⅳ级 深埋
φ42 小导管
按照无限土体法计算侧压力系数：
2
按照有限土体法计算侧压力系数： n=-+ 2 1 ＝n1 n n
③边墙回填土石侧压力计算：
ei＝ 2hi
；
hi =h
1 2
h1
墙背回填土石侧压力系数：
＝t a（n2 4 5 c ） 2
-5-
中山市古神公路二期工程 初步设计
马腰岭隧道结构计算书
表 3.3 围岩压力计算数据表（单位：kN/m2）
本次计算主要依据如下设计规范： （1）《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004) （2）《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002) （3）《城市桥梁荷载设计标准》(CJJ77-98) （4）《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004) （5）《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T 50476-2008) （6）《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002） 参考《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004），对于复合式衬砌，“根据我国
6 Ⅴ级浅埋工况施工过程模拟 ............................................................................ - 21 -
堰头隧洞衬砌结构计算书(IV类围岩)
堰头隧洞衬砌结构计算书（IV类围岩）一、示意图：二、基本资料：1．依据规范及参考书目：《水工隧洞设计规范》（DL/T 5195-2004，以下简称《规范》）《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008)，以下简称《砼规》《隧洞》（中国水利水电出版社，熊启钧编著）《水工隧洞和调压室水工隧洞部分》（水利电力出版社，潘家铮编著）2．几何参数：半跨宽度L1＝0.850 m；顶拱半中心角α＝90.00°拱顶厚度D1＝0.200 m；拱脚厚度D2＝0.200 m侧墙厚度D3＝0.200 m；侧墙高度H2＝1.150 m隧洞衬砌断面形式：圆拱直墙形底板厚度D4＝0.200 m3．荷载信息：内水压力水头H i＝0.00 m外水压力水头Ho ＝3.00 m；外水压力折减系数β＝1.00顶部山岩压力端部值Q1＝5.82kN/m；顶部山岩压力中间值Q2＝5.82kN/m侧向山岩压力上侧值Q3＝0.77kN/m；侧向山岩压力下侧值Q4＝9.08kN/m底部山岩压力端部值Q5＝0.00kN/m；底部山岩压力中间值Q6＝0.00kN/m顶拱围岩弹抗系数K1＝280.0 MN/m3侧墙围岩弹抗系数K2＝280.0 MN/m3底板围岩弹抗系数K3＝280.0 MN/m3顶拱灌浆压力P d＝100.00 kPa；P d作用半中心角αp＝60.00°其他部位灌浆压力P e＝0.00 kPa4．分项系数：建筑物级别：4级；荷载效应组合：基本组合；钢筋混凝土构件的承载力安全系数K ＝1.15衬砌自重分项系数γQ1＝1.10；山岩压力分项系数γQ2＝1.00内水压力分项系数γQ4＝1.00；外水压力分项系数γQ5＝1.00灌浆压力分项系数γQ3＝1.005．材料信息：混凝土强度等级：C20轴心抗压强度标准值f ck＝13.40 N/mm2；轴心抗拉强度标准值f tk＝1.54 N/mm2轴心抗压强度设计值f c＝9.60 N/mm2；轴心抗拉强度设计值f t＝1.10 N/mm2混凝土弹性模量E c＝2.55×104 N/mm2纵向受力钢筋种类：Ⅲ级钢筋强度设计值f y＝360 N/mm2；弹性模量E s＝2.00×105 N/mm2钢筋合力点到衬砌内、外边缘的距离a ＝0.030 m三、内力计算：N --衬砌计算截面的轴向力，kN，以拉为正；Q --衬砌计算截面的剪力，kN，以逆时针转动为正；M --衬砌计算截面的弯矩，kN·m，以内边受拉为正u --衬砌计算截面的切向位移，mm；v --衬砌计算截面的法向位移，mm；ψ--衬砌计算截面的转角位移，度；k --衬砌计算截面的围岩抗力，kPa计算节点编号顺序为：底板或底拱、底圆按照从左到右编号；顶板板或顶拱、顶圆按照从右到左编号；其余部位按照从下到上编号；1．承载能力极限状态下的内力计算：经过5次迭代运算后,各点设定抗力条件和法向位移一致。
道路工程隧道主体结构二次衬砌计算书
道路工程隧道主体结构二次衬砌计算书目录1 参考规范............................................................................................................... - 1 -2 计算模型............................................................................................................... - 1 -3 计算参数............................................................................................................... - 2 -4 荷载计算............................................................................................................... - 3 - 4.1 结构自重............................................................................................................ - 3 -4.2 围岩压力............................................................................................................ - 3 -5 结构内力及安全系数........................................................................................... - 3 -6 衬砌配筋及裂缝验算........................................................................................... - 8 -7 结论....................................................................................................................... - 9 -隧道二次衬砌结构检算1 参考规范本次计算主要依据如下设计规范：（1）《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004)（2）《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)（3）《城市桥梁荷载设计标准》(CJJ77—98)（4）《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)（5）《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T 50476—2008)（6）《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330－2002）2 计算模型衬砌结构计算采用荷载—结构法，荷载结构法原理认为，隧道开挖后地层的主要作用是对衬砌结构产生荷载，衬砌应能安全可靠地承受地层压力等荷载的作用。
《隧洞衬砌内力及配筋计算通用程序G—12》应用中的几个问题
1006-8139(2000)06-0033-02《隧洞衬砌内力及配筋计算通用程序G—12》应用中的几个问题侯建强1 孛永平2(1山西省水利厅 2水利部山西水利水电勘测设计研究院)文摘:本文讨论了隧洞衬砌内力及配筋计算G-12程序应用中的几个问题。
关键词:隧洞衬砌; 程序; 应用引言随着计算机应用的日益普及,在水工隧洞设计中,繁锁的隧洞衬砌内力和配筋计算,使用程序计算取代手工计算已是顺理成章的事情。
计算隧洞衬砌内力及配筋的程序很多,我们常用到的有通用程序G—12、分洞形的隧洞衬砌静力计算程序、结构力学方法计算程序、平面有限元计算程序等多种,其中通用程序G—12以适应面广、计算方法合理、程序简单、容易掌握和运用等特点成为我们设计工作中最适用的方法。
本文就该程序在使用中的几个问题从程序原理、山岩压力的计算、灌浆压力的计算、围岩弹抗系数的确定、荷载组合方式等几个方面作一剖析,望得到同行和有识之士的批评和帮助。
1. 程序说明通用程序G—12采用屠规彰等提出的衬砌结构的非线性常微分方程组及其初参数值法,结合水工隧洞的洞型和荷载特点,解处隧洞衬砌在水压力、山岩压力、灌浆压力、外水压力及衬砌自重等荷载作用下的弹性抗力分布,算出衬砌的变位和内力,并按水工钢筋混凝土设计规范进行配筋计算。
该程序应用面广,可对圆形、城门洞形、马蹄形、方形、拱形和渐变段等十三种对称结构和对称荷载的隧洞断面衬砌进行静力计算。
应用该程序进行计算所需要的原始数据,依断面的不同形式可分为四部分:(1)衬砌断面的几何尺寸;(2)作用于衬砌上的主动荷载,包括内水压力、山岩压力、灌浆压力、外水压力;(3)围岩的弹性抗力;(4)衬砌自身的荷载,包括衬砌材料的容重、弹性模量等参数。
在以上四部分数据中,第一、四部分为计算中已知的,只有二、三部分的数据是需要分析和计算确定的。
2 程序应用中几个原始数据的确定2.1 山岩压力山岩压力的大小是隧洞临时性支护和长期衬砌的主要依据,因而正确估计山岩压力值是一项很重要的工作。
某工程A隧洞5类围岩衬砌及配筋计算书
某工程A隧洞5类围岩衬砌及配筋计算书某工程A隧洞5类(桩号干0+156.00~干1+111.00)衬砌内力和配筋计算书 2014年5月16日目录1 基本资料 (3)1.1 等别 (3)1.2 断面尺寸 (3)1.3 荷载 (3)1.4 计算工况和荷载组合 (3)2 计算方法 (4)2.1 参数取值 (4)2.2 计算简图 (6)3 理正计算结果 (6)4 衬砌配筋计算 (9)4.1 计算情况 (9)4.2 偏心受压计算 (10)4.2.1 取值 (10)4.2.2 配筋计算 (11)4.3 受弯计算 (13)4.4 计算结果 (13)5 抗裂验算 (14)5.1 计算公式 (14)5.2 计算情况 (15)5.3 偏心受压计算 (15)5.4 受弯计算 (15)6 斜截面抗剪验算 (16)6.1 计算公式 (16)6.2 计算情况 (16)6.3 偏心受压计算 (17)6.4 受弯计算 (17)7 配筋结果 (17)1 基本资料1.1 等别根据SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》和GB50288—99《灌溉与排水工程设计规范》的规定，该工程属Ⅲ等（中型）工程。
渠系建筑物按5级设计。
渠系建筑物设计洪水重现期为10年（P=10 %）1.2 断面尺寸净断面尺寸2.0m ×2.4m （宽×高），底板、侧墙及顶拱衬砌厚度均为0.3m 。
1.3 荷载按5级建筑物设计，安全级别为Ⅲ级。
结构重要性系数9.00=γ，设计状况系数0.1=持久ψ、95.0=短暂ψ、85.0=偶然ψ，永久荷载分项系数05.1=G γ（0.95），可变荷载分项系数20.1=Q γ，偶然作用分项系数0.1=A γ，结构系数2.1=d γ。
按承载能力极限状态计算时荷载分项系数：衬砌自重作用分项系数1.05（有利）、0.95（不利）围岩压力作用分项系数1.0 外水压力作用分项系数1.0 灌浆压力作用分项系数1.31.4 计算工况和荷载组合检修期：围岩压力+衬砌自重+外水压力施工期：围岩压力+衬砌自重+外水压力+灌浆压力注：以检修期作为控制工况，施工期灌浆时采取必要的支护措施。
隧道衬砌结构强度检算
隧道衬砌结构强度检算
课程设计任务书
一、课程设计的主要目的
通过本次课程设计，掌握隧道衬砌结构强度检算的过程，熟悉围岩压力的计算方法，了解荷载－结构模式的计算原理和计算方法，复习巩固钢筋混凝土结构的配筋计算方法，学习了解大型有限元程序ANSYS的建模、求解以及结果处理的过程，为毕业设计以及今后工作奠定基础。
二、主要任务内容
本次课程设计对象为交通隧道，具体设计内容包括：
1、荷载结构模式中围岩压力（荷载）的计算
2、利用ANSYS有限元程序建立模型，并进行求解计算
3、利用有限元计算结果对衬砌结构的强度进行检算，必要时，应进行配筋计算。
三、具体要求
1、课程设计分组进行，每人单独完成相关隧道衬砌结构的计算，隧道图纸由指导教师提供，要求每人至少完成3种断面型式的检算工作。
2、计算过程中所涉及的计算参数应参照现行相关隧道设计规范执行，但要求同一隧道小组成员之间计算参数应不同。
3、设计结束后应提交完整的检算报告，报告封面按网上学校要求的统一格式制作，一律采用A4纸书写或打印，要求页边距为2cm。
4、报告要求明确的计算分析过程和计算结果，所有工作必须独立完成。
5、报告中应附有工程概况、计算对象的横断面图、计算参数取值、计算模型图示、内力图和关键部位内力计算结果汇总表。
6、报告上交时间为2013年3月25日。
指导教师：李文江、孙星亮、韩现民。
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标题:结构力学求解器内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端 1 杆端 2----------------------------------------------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------1 -1032.97924 -693.306249 378.382553 -1032.97924 307.526482 -26.70916462 -1023.39674 -471.727302 -26.7091646 -1023.39674 525.661659 29.73024733 -1004.23207 -469.397538 29.7302473 -1004.23207 526.624262 89.53285904 -988.902575 -551.905487 89.5328590 -988.902575 449.426344 -18.13000445 -1000.69437 -565.896587 -18.1300044 -1000.69437 431.036862 -159.1890226 -1013.91737 -399.089265 -159.189022 -1013.91737 599.869618 51.24756147 -1074.83393 -224.996864 51.2475614 -1074.83393 716.917676 537.3850538 -1268.39253 -175.450301 537.385053 -1268.39253 -36.4010094 315.9978999 -1235.10744 -162.840644 315.997899 -1235.10744 -24.3143844 121.15432310 -1151.96132 -368.679449 121.154323 -1151.96132 229.604836 -24.260139111 -1124.92938 -256.221479 -24.2601391 -1124.92938 341.172858 64.431704212 -1095.23101 -307.347407 64.4317042 -1095.23101 289.841370 46.161154313 -1070.69410 -244.985973 46.1611543 -1070.69410 356.130483 162.92241614 -1058.82235 -313.310131 162.922416 -1058.82235 283.933469 132.26001915 -1024.49282 -342.606797 132.260019 -1024.49282 254.914215 40.654844216 -984.013372 -360.249386 40.6548442 -984.013372 238.274275 -86.931647317 -966.133938 -268.993685 -86.9316473 -966.133938 328.866329 -24.374044918 -1041.11845 8.87388684 -24.3740449 -1041.11845 147.400147 138.31990819 -1081.00459 97.9440682 138.319908 -1081.00459 236.328067 485.96694720 -1084.36780 -337.273751 485.966947 -1084.36780 228.459609 378.382553 -----------------------------------------------------------------------------------------------（八）衬砌结构的配筋计算根据结构计算的轴力、弯矩、剪力进行配筋计算与裂缝宽度的校核。
详细规定请参看JTG D70－2004附录K ，以及相应的钢筋混凝土设计规范。
配筋计算的流程应包括：① 配筋形式与截面尺寸的说明:② 偏心距的计算与大、小偏心的判定； ③ 大或小偏心情况下结构配筋计算；（应考虑弯矩作用平面内的挠度对偏心距的影响） ④ 裂缝宽度验算（1）配筋形式采用对称配筋。
材料：C40混凝土，最小保护层厚度c=35mm,二衬厚度45cm,h 0=600-35-15=550mm取单位长度b=1000mm 。
C40混凝土,α=1.0，Ra=29.5MPa,Rw=36.9MPa,f c =19.1N/mm 2；HRB335(d=28~40mm)钢筋，f y =300 N/mm 2Rg=315MPa 。
截面尺寸：b=1000mm ；h=600mm钢筋：HRB335(d=28~40mm)；取d=32mm ，0.550b ξ=，,max 0.399s α=（2）配筋：截面6：①截面为矩形截面：b=100cm,h=60cm ；配筋形式采用对称配筋。
06003515550h mm =--=由计算结果知截面6： M=-159.18.；N=-1013.92. 偏心距计算：Ei=e0+ea=(159.18/1013.92)*1000+20=176.99mm参看JTG D70－2004中的附录K 中的内容，对于隧道衬砌、明洞拱圈和墙背紧密回填的明洞边墙，以及当构件高度与弯矩作用平面内的截面边长之比H /h 8≤时，取η=1 设计的基本计算公式如下：()w g g g KN R bx R A A '≤+-① 或 00(/2)()w g g KNe R bx h x R A h a ''≤-+-②X=KN/Rwb=2.4*1013.92*1000/(36.9*1000)=65.94mm<0.55h0=302.5mm为大偏心受压 求g A '：176.99+0.5*600-50=426.99mm176.99-0.5*600+50=73.1mm将. X=KN/Rwb=2.4*1013.92*1000/(36.9*1000)=65.94mm 代入②得=2.4*1013.92*1000*426.99-36.9*1000*65.94*(550-65.94/2) 315*(550-50)786.56mm=786.56/(1000*600)=0.0013故按最小配筋率配筋，配置6Φ25（22463g A mm '=）22463g g A A mm '==截面8：①截面为矩形截面：b=100cm,h=60cm ；配筋形式采用对称配筋。
06003515550h mm =--=由计算结果知截面11： M=537.38.；N=-175.45.偏心距计算：=(53.38/175.45)*1000+20=324mm参看JTG D70－2004中的附录K 中的内容，对于隧道衬砌、明洞拱圈和墙背紧密回填的明洞边墙，以及当构件高度与弯矩作用平面内的截面边长之比H /h 8≤时，取η=1 设计的基本计算公式如下：X=KN/Rwb=2.4*1268.39*1000/(36.9*1000)=82.5mm，为大偏心受压。
求g A '：176.99+0.5*600-50=426.99mm176.99-0.5*600+50=73.1mm将. X=KN/Rwb=2.4*1013.92*1000/(36.9*1000)=65.94mm 代入②得=2.4*1013.92*1000*426.99-36.9*1000*65.94*(550-65.94/2) 315*(550-50)786.56mm=786.56/(1000*600)=0.0013故按最小配筋率配筋，配置4Φ28（22463g A mm '=）22463g g A A mm '==截面17①截面为矩形截面：b=100cm,h=60cm ；配筋形式采用对称配筋。
06003515550h mm =--=由计算结果知截面11：M=86.93.；N=328.86.偏心距计算：==（86.93/328.86）*1000+20=284.33mm参看JTG D70－2004中的附录K 中的内容，对于隧道衬砌、明洞拱圈和墙背紧密回填的明洞边墙，以及当构件高度与弯矩作用平面内的截面边长之比H /h 8≤时，取η=1 设计的基本计算公式如下：284.33mm为大偏心受压。
()w g g g KN R bx R A A '≤+-① 或 00(/2)()w g g KNe R bx h x R A h a ''≤-+-②X=KN/Rwb=2.4*966.13*1000/(36.9*1000)=62.84mm<0.55h0=302.5mm求g A '：176.99+0.5*600-50=426.99mm将X=KN/Rwb=2.4*1013.92*1000/(36.9*1000)=65.94mm 代入②得=2.4*1013.92*1000*426.99-36.9*1000*65.94*(550-65.94/2) 315*(550-50)786.56mm=786.56/(1000*600)=0.0013故按最小配筋率配筋，配置4Φ28（22463g A mm '=）22463g g A A mm '== .（3）垂直于弯矩作用平面内强度的验算根据长细比H/h 查JTG D70－2004《公路隧道设计规范》中表9.2.11-1，其中H 为构件的高度，L 为半拱轴线长度为25.03m ，H=0.5L=12.515m ，h 为截面短边的边长（当轴心受压时）或弯矩作用平面内的截面边长（当偏心受压时），H/h=21可得纵向弯曲系数ψ=0.61,则;根据0/0.45e h =，查表9.2.11-2，得0.156∂=：KN=2.4*1268.39=3044.3=16843.3KN所以强度满足要求。
（4）斜截面抗剪验算验算公式为：00.07KQ Rabh ≤KQ=2.4*599.86=1130.64满足公式，所以不需要进行斜截面抗剪强度验算，按构造要求配置箍筋。