盾构隧道管片结构设计研究

21世纪将迎来地下空间开发利用的高潮，盾构法已在城市隧道（如地铁隧道，污水排放隧道，引水、供水隧道，江河湖海底隧道，电力、电讯、供气及共同沟工程等隧道）建造中确立了绝对的统治地位，将成为城市地下暗挖施工法主流之一。 盾构隧道施工，通过衬砌管片组合拼装来满足线路要求。衬砌管片拼装形式多样，计算复杂，特别是对于结构和防水均有优势的错缝拼装，即需要满足错缝拼装的几何结构约束，又要最大限度地减小拼装后与线路的误差，计算难度大。盾构排版程序，可根据线路资料，选择各种拼装形式，自动计算衬砌管片的拼装排列，并最大限度地拟合线路。 1.1 两种管片类型的排版计算 按直线段隧道和曲线段隧道的需要，管片可分为直线段管片和曲线段管片，曲线段管片又分为左曲管片和右曲管片。另外，还有既能用于直线段又能用于曲线段的通用管片，通过对通用管片的有序旋转，可完成直线段和不同半径的曲线段以及空间曲线段的拼装。盾构隧道工法在城市隧道施工中普遍使用,而通用管片以其较低的工程造价、方便施工等诸多优点,逐渐成为盾构施工中使用的主流管片形式。 本程序支持两种管片类型的排版计算： （1）通用楔形环排版计算  一种管片模板  通过旋转楔形环来拟合缓和曲线、圆曲线段、竖曲线  通常采用错缝拼装，也可以在特殊区段（如联络横通道处）采用通缝拼装 （2）标准环+左右转弯环排版计算  三种管片模板：即标准环（直线环）、左转弯环、右转弯环  三种管片分块形式可以相同，也可以不同  标准环+旋转后的标准块用于直线段排版  标准环+楔形环用于缓和曲线、曲线段的排版  通常采用错缝拼装，即隧道整体结构缝不贯通

本资料为：盾构法隧道施工管片拼装技术精讲，内容详实，可供参考。

软件功能： 路线平纵参数转换（设计线->结构中心） 通用楔形环与直线环+转弯环拼装模拟 施工过程中的纠偏拼装模拟 拼装误差分析与3D可视化 逐桩坐标及高程计算CAD输出 软件特点： 考虑单面楔形、双面楔形两种通用楔形环 可插入任意多个用于连接横通道的特殊环 开展任意分位数（保证率）的拼装偏差 灵活定义拼装规则 良好的三维可视化效果，真实展示每一环 管片的空间位置及转角

目前国内城市地铁建设开始高速发展，而在城市内进行地铁施工，对文明施工、地面沉降控制、建筑物保护等要求都比较高，因此明挖法和传统的矿山法隧道施工已逐渐被造价低、机械化程度高、施工安全系数高的盾构法隧道施工所取代。而管片衬砌的质量最终决定了盾构隧道的施工质量，通过采用风动振捣和蒸气养护工艺，决了管片外侧浮浆较厚、容易出现大面积气泡、脱模过程中崩角、掉块等一系列难题，在总结这些施工经验的基础上形成本工法。

2、工程概况 xx盾构区间为两条平行的分离式的单线圆形隧道，共设3个联络通道、1个泵房、1个中间风井及左右线扩大段矿山法隧道、8个接口洞门。主要工程内容见表2-1。

资料为盾构施工管片后注浆工法及其应用，共55页。 盾构机设计制造时，应根据地层情况，选择不同的盾尾注浆方式，在条件允许的情况下，尽可能采用通过安装在盾尾的注浆管进行同步注浆的方式，注浆工艺应既可选择单液浆，也可选择双液浆，注浆过程应设计为自动控制，而将通过管片注浆孔注浆作为备选注浆方案或补充应急方案。

盾构隧道施工，通过衬砌管片组合拼装来满足线路要求。衬砌管片拼装形式多样，计算复杂，特别是对于结构和防水均有优势的错缝拼装，即需要满足错缝拼装的几何结构约束，又要最大限度地减小拼装后与线路的误差，计算难度大。盾构排版程序，可根据线路资料，选择各种拼装形式，自动计算衬砌管片的拼装排列，并最大限度地拟合线路。

一、设计依据 　　1）《广州市轨道交通三号线某段工程某区间详细勘察阶段第三次岩土工程勘察报告》 　　北京城建勘测设计研究院有限责任公司 2007年5月 　　2）《同永区间初步设计修改》2007年4月 　　3）广州市轨道交通三号线某段工程设计总体部提供的有关工作联系单及会议纪要以及相关技术协调会议纪要等。 　　4）广州市轨道交通三号线某段工程技术要求 　　 5）《地铁设计规范》（GB 50157-2003） 　　6）《地铁设计规范》（GB 50157-2003） 　　7）《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）2006版 　　8）《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002） 　　9）《地下工程防水技术规范》（GB 50108-2001） 　　10）《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002） 　　11）《建筑地基基础设计规范》（DBJ 15-31-2003） 　　12）《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006） 　　13）《三号线某段工程施工图线路第一版》2007年11月26日 　　 　　三、主要设计原则 　　3.1安全等级：主体结构安全等级为一级。 　　3.2耐火等级：主体结构耐火等级为一级。 　　3.3抗震等级：主体结构按地震设防烈度7度进行抗震验算。 　　3.4人防防护等级：主体结构人防防护等级为六级。 　　3.5结构防水等级：区间主体结构防水等级为二级。 　　3.6结构净空尺寸除满足建筑限界和建筑设计要求外，尚应考虑施工误差、测量误差、结构变形、沉陷等因素予以确定。 　　3.7结构强度、刚度、稳定性：结构设计分别对施工阶段和正常使用阶段进行强度验算，并满足刚度、稳定性及耐久性等要求。 　　3.8结构抗浮: 主体结构按最不利水位进行抗浮验算，在不考虑侧壁摩阻力的情况下，其抗浮安全系数不小于1.05；在考虑侧壁摩阻力的情况下，其抗浮安全系数不小于1.15。 　　3.9结构防杂散电流：主体结构设计依据六号线工程技术要求采取防止杂散电流对结构的腐蚀措施。 　　 　　五、主体结构设计 　　5.1 结构设计 　　为满足盾构吊出及矿山法施工的要求，中隔墙在盾构施工完毕后施工，主体结构顶板预留盾构吊出孔（兼矿山法隧道出土孔）。 　　5.2计算原则 　　5.2.1结构构件根据承载力极限状态及正常使用极限状态的要求，分别进行承载能力的计算和稳定性、变形及裂缝宽度验算。 　　5.2.2结构的安全等级为一级，构件的重要性系数取1.1。 　　5.2.3受弯构件的最大挠度不应超过L/400～L/300，悬臂构件的允许挠度取2（L/400～L/300）。 　　5.2.4结构构件的裂缝控制等级为三级，即构件允许出现裂缝。防水砼结构裂缝宽度限值：迎水面不大于0.3mm，背水面不大于0.3mm。 　　

有的人可能知道，它应该是一个世界上新的建筑结构形式。这个大楼总建筑面积是13万7千平方米，地面上是18万平方米，它的建筑师是搞建筑的人都知道的美国一个当代的建筑大师

　　摘要:短肢剪力墙结构是一个结构领域的名词，确切的应称其为较多短肢的剪力墙结构，由于其有利于住宅建筑布置，进一步减轻了结构自重，从而降低了基础及上部结构的造价，备受青睐应用广泛

建筑结构设计中环境类别的区分,建筑材料的选取,以及工业结构设计的注意事项。

关于超长结构 关于桩筏基础中筏板取值 关于板面设置温度应力筋 关于梁上起柱是否设置附加钢筋 关于梁筏基础板筋位置 关于地下室墙迎水面保护层 关于强柱弱梁的设计理念 关于剪力墙结构中的几个问题

水下隧道盾构法施工总工期主要包括明挖段施工、盾构段施工、机电设备安装及调试、建筑装修、全线联调及试运营等。其中，盾构段的主要施工进度指标如下：盾构机进场及组装调试（5个月）、盾构掘进（300m/月）、盾构机拆解及回运（6个月）以及盾构机拆解吊出（2个月）。

管片拼装机型式为环齿式，可按顺时针和逆时针旋转220度，其轴向平移行程达800mm，以保证封顶块的嵌入。拼装机工作时由无线遥控器控制，为防止无线系统损坏，另备有一套线连接的悬挂式控制器。

本工程衬砌采用6块管片拼装而成的圆形衬砌，制作管片所用的钢模具精度要求非常高，其精确度为0.25mm，密封性高。而且管片为贴防水材料止水条特别设置了深约15mm的凹槽，相对应管片模具就设置出了高15mm的凸起部位。如图1所示。由于管片模具凸起部位的阻挡混凝土在振捣时所排出的空气及水分不易排出，从而在管片的侧面形成水气泡。

某地区地铁区间盾构管片通用图纸。构圆环，三种管片的配筋，大样，结构图，及接头详图，基本包含了盾构隧道设计的全部图纸

大跨度钢结构从体系到构件再到节点的破坏形态均可归结为大变形失稳,其安全控制指标包括承载力和变形能力两个方面,国内现行钢结构及相关设计规范对大跨度钢结构体系与节点的性能安全控制指标缺乏系统规定。

哈尔滨大剧院包括大剧场( 1 564 座) 、小剧场( 414 座) 与车库等。建筑外形设计采用飘带形的造型，由多种形式的钢结构组成，包括单层网壳、双层网壳、折梁结构，内部异形楼梯为钢结构。

框架与框撑结构由于柱网开间大，建筑空间布置灵活，在多高层建筑中具有广泛应用。但框架的抗侧刚度有限,在地震和强风荷载作用下侧向位移较大,限制了它的应用高度或者导致应用造价高。此外，在这次汶川地震中也暴露了框架结构与底框结构一道防线在罕遇地震时存在较大的倒塌与严重破坏的可能。 　　中心支撑与框架结合是一种高效的抗侧结构体系，可以提高框架的应用高度并有效降低结构造价，并可形成抗震的两道防线。然而在中震与大震下，中心支撑的受压屈服承载力远远小于受拉屈服承载力，支撑长度越长两者的差距越大，由于支撑屈曲后其耗能能力大大降低，所以为了保证中心支撑会受压不发生屈曲，故往往将其截面加大许多以符合设计需求，但仍不能保证强震下的屈曲。 屈曲约束支撑构件与框架结合不仅是一种高效的抗侧结构体系，并且是一种新型的耗能减震体系，在中震与大震下具有更好的抗震耗能性能。

正在兴建的国家游泳中心“水立方”为2008年奥林匹克运动会的游泳、跳水、花样游泳、水球比赛场地，赛 后将继续提供重大水上比赛场地，同时为市民提供综合水上娱乐中心以及会议展览场地等.国家游泳中心屋盖和 墙体采用了基于气泡理论的多面体空间刚架结构，为国内外首创.其构成方式是将由多面体细胞填充的巨大空间 进行旋转和切割，从而得到建筑的外轮廓和内部使用空间，切割产生的内外表面杆件和内外表面之间保留的多面体棱线便形成了结构.这种新型空间结构的受力特性介于网架和空腹网架之间，结构设计面临着许多新课题.本文介绍了国家游泳中心结构设计中的关键技术问题，包括多面体空间刚架结构的几何构成与设计优化、荷载分析与取值、结构总装整体分析、静力弹塑性分析(pushover analysis)、动力弹塑性时程分析、节点设计与试验研究等.

SAP2000在电厂结构设计及研究中的应用

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凯晨广场为三塔连体结构,设计中从概念入手,对一般三塔连体结构的振型参与系数进行理论分析,了解连体部位在地震作用下的反应规律,合理选择连体与主体部分的连接方式。通过提高连体与主体连接部位抗震等级,采取特殊构造措施等方法,加强连体部位与主体结构的连接。最后通过静力弹塑性分析,研究了结构在罕遇地震下结构的性能。结果表明,通过采用适度的加强措施,在其他构件均已出现塑性铰的情况下,连接部位依然可以保持弹性。

组合空腹板；板柱结构；组合结构；剪力键；钢管混凝土

本图为盾构隧道半径为6.2m的管片浅埋配筋设计图，含管片的细部设计图及配筋图。

北京城区位于永定河冲洪积扇脊部，地下直径线则是斜穿这个扇形的一部分，地表自西向东平缓倾斜，由海拔49.8m，降至海拔43.0m。

某隧道Ⅱ类浅埋偏压结构设计图

新奥法隧道结构设计讲义239页,内容详实，可供参考

本图纸包含：标准衬砌环A型管片结构图，标准衬砌环B1型管片结构图，标准衬砌环B2型管片结构图，标准衬砌环C型管片结构图......地铁区间长度718.396m。管片混凝土强度等级:C50;防水等级:P10。 共计4张，设计于2009年

本资料为某盾构管片制作检验批质量验收记录(一)，目录齐全，内容完整，可供下载使用

本资料为A盾构管片制作检验批质量验收记录(一)，目录齐全，内容完整，可供下载使用

合肥市轨道交通2号线土建TJ11标段包含2站2区间：石莲北路站、创新大道站、石莲北路站～创新大道站区间、创新大道站～振兴路站区间。石莲北路站、创新大道站与其附属基坑采用明挖顺作法施工；石莲北路站～创新大道站区间、创新大道站～振兴路站区间均采用盾构法进行施工。

本资料为：盾构管片制作检验批质量验收记录(一)，内容详实，可供下载参考。

1盾构机简介 1.1刀盘： 刀盘是安装在盾构机前面的旋转部分，在支撑掌子面土压的同时进行开挖。为了适应不同地质的开挖要求，在刀盘上可以安装滚刀、切刀、刮刀和齿刀。 1．2盾壳本体包括三个主要组件：前体（切口环）、中体（支撑环）和盾尾。 1.2.1前体 前体又称切口环，它里面装有支撑主驱动和螺旋输送机的钢结构。压力隔板将前体的土仓和主舱分离开来。隔板上面的门可以让人进入土仓进行保养和检查工作。此外，隔板有几个开口，可以作为碴土改良材料的入口以及作为修理时输电线的接线盒接头。水、膨润土或泡沫被输送至土仓，通过安装的隔板上的四个搅拌器使土仓内的碴土充分搅拌。在保养和修理时，螺旋输送机的套筒回收后，通过前体上液压闭合装置，可以关闭螺旋输送机的进碴口。 在前体的隔板上安装有土压传感器用以监测土仓内的土压，以便在土压平衡模式下及时对土仓内的土压进行反馈和调节。

劲性悬索结构主要由劲性索及索力支撑系统组成,兼具柔索和普通钢结构的优点,可自平衡也可外力平衡。介绍了劲性悬索结构应用现状、在不同荷载作用下的力学性能、设计关键点以及劲性悬索的主要节点构造,并通过一个具体的工程实例介绍劲性悬索结构在大跨度屋盖中的应用及设计方法。

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