[发明专利]盾构隧道预应力衬砌设计方法

摘要

本发明公开了一种盾构隧道预应力衬砌设计方法，首先进行管片结构尺寸设定、材料选用、荷载计算以及结构内力的初步计算；根据衬砌结构要求，确定预应力衬砌类型和预应力度；确定预应力钢筋和非预应力钢筋；接头计算和确定连续－非均匀刚度计算模型：计算预应力等效荷载：与初步计算的荷载一起施加在计算模型上，求得结构的内力和变形；计算接头区域的等效刚度，并与之前的结果比较，相差不大则进行后续计算；否则需要进行迭代计算；对结构的承载能力进行验算，若不满足要求，需要调整预应力度和配筋，重新选择预应力度并计算；若承载能力满足要求，则进行抗裂及裂缝宽度验算和变形验算，最后进行相关的构造设计。

主权项

1.一种盾构隧道预应力衬砌设计方法，其特征是包括以下步骤：(1).初步计算：包括管片结构尺寸设定、材料选用、荷载计算以及结构内力的初步计算；(2).预应力度设定：根据衬砌结构要求，确定预应力衬砌类型，并选择合适的预应力度；(3).预应力钢筋和非预应力钢筋的确定，进一步计算结构计算需要的参数；(4).接头计算和连续—非均匀刚度计算模型的确定：根据初步计算的内力，计算接头的张角θ，设定衬砌为连续结构，并设定接头区域的中心弧长度为2h，且接头区域的等效刚度为η′_tEI，其它区域的刚度为EI，根据公式η′i=M·2hEIM·2hEI+θ,]]>计算出接头区域等效刚度系数式中M为接头处的弯矩，h为管片厚度，E为管片材料的弹性模量；I为管片截面惯性矩；(5).计算预应力等效荷载：并与初步计算的荷载一起施加在步骤(4)所确定的计算模型上，求得结构的内力和变形；(6).根据步骤(5)的计算结果，计算接头区域的等效刚度，并(4)中的结果比较，相差不大则进行后续计算；否则需要进行迭代计算；(7).在迭代计算的内力和变形基础上，对结构的承载能力进行验算，若不满足要求，需要调整预应力度和配筋，回到(2)重新进行计算；(8).若承载能力满足要求，则进行正常实用极限状态要求的抗裂及裂缝宽度验算和变形验算，若不满足要求，则需要调整预应力度和配筋，回到(2)重新进行计算；(9).根据上述计算结果，进行相关的构造设计。