[发明专利]盾构隧道管片超高性能混凝土加固结构及其设计方法

权利要求书

1.一种盾构隧道管片超高性能混凝土加固结构设计方法，其特征在于，所述超高性能混凝土加固结构包括施作于管片内侧的超高性能混凝土加固层，所述超高性能混凝土加固层中布置有钢筋网或钢板，所述超高性能混凝土加固层外侧还设有保护层，所述设计方法包括如下步骤：

S1：根据隧道断面尺寸，初步确定所述超高性能混凝土加固层的厚度，并复核隧道的净空；

S2：根据裂缝对所述管片刚度的降低及所述超高性能混凝土加固层对所述管片刚度的增加，修正所述管片的刚度；

S3：进行管片内力复核，其中所述管片内力复核包括：

按受弯结构正截面加固及大偏心受压结构正截面加固进行所述管片自身的内力复核；及按大偏心受压结构正截面加固进行所述管片接头的内力复核；

其中，所述超高性能混凝土加固层在受拉侧时，进行所述管片自身的内力复核，所述超高性能混凝土加固层及所述保护层的厚度应满足下列要求：

受弯结构正截面加固计算：

大偏心受压结构正截面加固计算：

式中：

为超高性能混凝土加固结构加固后弯矩设计值；

为超高性能混凝土加固结构加固后轴向压力设计值；

为混凝土受压区高度；

分别为加固前管片的截面宽度和高度；

为加固前管片的截面有效高度；

为系数，当原结构混凝土强度等级不超过C50时，取为1.0，当原结构混凝土强度等级为C80时，取为0.94，当原结构混凝土强度等在级C50-C80之间时，按线性内插法确定；

为轴向压力作用点至纵向受拉钢筋和所述超高性能混凝土加固层合力作用点的距离；

为初始偏心距；

为轴向压力作用点对截面重心的偏心距；

为附加偏心距，按偏心方向截面高度确定：当时，；当时，；

为原结构混凝土轴心抗压强度设计值；

为钢筋网或钢板的抗拉强度设计值；

为受拉钢筋网或钢板的截面面积；

分别为所述超高性能混凝土加固层、保护层厚度；

分别为原结构钢筋的抗拉、抗压强度设计值；

分别为原结构受拉和受压钢筋的截面面积；

分别为纵向受拉、受压钢筋合力点至原截面近边的距离。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述超高性能混凝土加固层在受压侧时，进行所述管片自身的内力复核，所述超高性能混凝土加固层及所述保护层的厚度应满足下列要求：

受弯结构正截面加固计算：

大偏心受压结构正截面加固计算：

式中：

为超高性能混凝土加固结构加固后弯矩设计值；

为超高性能混凝土加固结构加固后轴向压力设计值；

为混凝土受压区高度；

分别为加固前管片的截面宽度和高度；

为加固前管片的截面有效高度；

为系数，当原结构混凝土强度等级不超过C50时，取为1.0，当原结构混凝土强度等级为C80时，取为0.94，当原结构混凝土强度等在级C50-C80之间时，按线性内插法确定；

分别为所述超高性能混凝土加固层、保护层厚度；

为轴向压力作用点至纵向受拉钢筋和所述超高性能混凝土加固层合力作用点的距离；

为初始偏心距；

为轴向压力作用点对截面重心的偏心距；

为附加偏心距，按偏心方向截面高度确定：当时，；当时，；

为原结构混凝土轴心抗压强度设计值；

分别为钢筋网或钢板、超高性能混凝土的抗压强度设计值；

分别为受压钢筋网或钢板、超高性能混凝土的截面面积；

分别为原结构钢筋的抗拉、抗压强度设计值；

分别为原结构受拉和受压钢筋的截面面积；

分别为纵向受拉、受压钢筋合力点至原截面近边的距离。