盾构管片螺栓力学计算

《盾构管片螺栓力学计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《盾构管片螺栓力学计算（6页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、管片螺栓复核计算对管片纵向、环向螺栓均为机械强度为5.8级或6.8级的M24及5.8级M30螺栓 的各工况进行验算。验算螺栓纵、环向螺栓应考虑如下儿种情况：纵向螺栓应考虑的是 地震产生横波而产生的水平惯性力验算螺栓、纵向连接螺栓验算。环向螺栓主要是考虑 管片受力后产生的剪力及弯矩与轴力产生偏心作用，同时亦要计算管片之间剪力验算。1、纵向螺栓的验算：1) 地震工况验算：地震动的横波与隧道纵轴正交或地震动的纵波与隧道纵轴平行，都会沿隧 道纵向产生水平惯性力，使结构发生纵向拉压变形，其中以横波产生的纵向水 平惯性力为主，取波长为160m, 一半由管片及螺栓传递，：T = 6K(80W)本 区间位于7

2、度地区，水平地震系数=0.1,综合影响系数，考虑到本段区间地层复杂，因此亠=1。其拉力为：T =代(80W)二。* *(80* 134.3)= 1074.4KN按抗震规范5.4.1,抗震不考虑得要性系系1.1,荷载分项系数取1.3,抗震规范 5 x 1.3 X1074.4=1187.2KN纵向釆用10根M24承受拉力，截面积A2 = 353mnrT _ 1187.2 臥一 10 * 353= 336.3N/ mm2纵向釆用10根M30承受拉力，截面积A2 = 561mnrT 1187.2*103nA 10 *561=211.6N/ mm2因此采用10根M24或M30均可满足抗地震要求。2）纵向

3、连接螺栓验算：区间：环与环连接螺栓剪力图：最大剪力为3.4 KN区间：环与环连接螺栓剪力图：最大剪力为4.8 KN从计算管片的环与环剪力图中可知，此工况剪力较小，此工况不为控制工况。3）、不均匀地基轴向变形验算施工中图已对隧道通过下部存在的软弱土层采用了袖阀管注浆进行地层固，处 理后的地基相对均匀，因此不再考虑其不均匀地基的影响。二、环向螺栓的验算：xx区间每环管片计算的相应弯矩、轴力、纵向剪力汇总如下：（单位:M=KN.m； N二KN, V=KN）右线断面一M86. 60-48 80-2. 7065. 50-42. 60-52. 90N591.20709.20813. 30643. 7081

4、8. 90862. 10V178.4030. 20155. 0083. 3025. 0029. 40右线断面二M80. 90-37. 50-11. 5070. 60-43. 60-49. 20N657. 60776.10882. 00696. 20885. 50912. 10V176. 1050. 10167. 0086. 2050. 1044. 60右线断面三M106. 80-42.40-11. 1091.90-88. 80-90. 10N494. 20587. 30674. 70612. 90694. 00705. 60V158.80-3. 50177. 1080. 3010. 5022.

5、 00左线断面一M86. 30-39.20-16. 4078. 00-49. 00-53. 80N676. 10800.20910. 60691.00917. 60944. 60V182.1049. 40173. 3080. 6054. 1053. 50左线断面二M108.50-44.60-20. 8099.40-84. 50-76. 30N757. 30885.10990. 40765. 901011. 201037. 90V207. 2044.30205. 1088. 8052. 6058. 40左线断面三M100.60-40.504085. 50-77. 50-84. 00N485. 6

6、0574.80661. 30611.70677. 90689. 00V153.60-0. 10170. 6082. 2010. 6019. 30dd区间每环管片计算的相应弯矩、轴力、纵向剪力汇总如下：（单位:M=KN.m； N=KN, V=KN）右线断面一m84. 80-34. 407. 1065.20-53. 40-61. 60n691. 60773. 90858. 00852.70868. 20882.10V178. 1046. 60187. 60128.9029. 9016. 40右线断面二m71.50-30. 40-7. 4061.70-44.80-50. 10n508. 10593.

7、 70673. 20540. 80681.50702. 70V139. 6029. 60139. 6067. 7029. 1029.80右线断面三m112. 20-47. 90-11. 9094.80-85. 50-90.70n536. 50647. 40738. 60613.20762.90782.90V173. 800. 40184. 4077. 0013. 5028. 10左线断面一m132. 30-55. 40-19. 90128.00-106. 40-123. 20n674.80797. 00892. 80786. 80927. 10943. 20V214. 00-3.40221.6

8、099. 101& 1035. 70左线断面二m83. 30-35. 90-3. 3067. 60-55. 60-62.40n532. 40621.50700. 10598.90713.60734.80V152. 5022.40157. 3080. 8020. 7022.80左线断面三m103. 30-41.40-16. 8092. 10-75. 40-80.60n574.00678.80764. 80596. 70786.60808. 80V170. 8015. 20178. 3068. 3026. 7039.60取其中偏心矩最大的内拉及外位两种情况：内拉:M= 106.8 N=494.2；

9、外拉:M=-90.1N=705.6计算示意图a) 内拉验算：取用6. 8级M24进行验算，但考虑到螺纹段只在螺母才有，因此螺栓面积按采用A二452 mmz计算公式：Rg=e+ (150-120)nAgRg*420-fcbx(x/2+(e-150)=0得XX = nAgRg+KN= fcbxK=(fcbx- AgRg )/N 1.55 即为符要求 计算结果汇总如下：ss区间右 线 断 面M86. 60-48. 80-2. 7065.50-42. 60-52. 90N591.20709. 20813. 30643.70818. 90862. 10V17& 4030. 20155. 0083. 30

10、25. 0029. 40eo0. 146-0. 070. 000. 10-0. 05-0. 06安全系数3.215.89右线断面M80. 90-37. 50-11. 5070. 60-43. 60-49. 20N657. 60776. 10882.00696.20885. 50912. 10V176. 1050. 10167. 0086. 2050. 1044. 60eo0. 12-0. 05-0.010. 10-0. 05-0. 05二数系 全 安IX24-845右线断面三Mo1x90.NV002.2O e22a07-0.02 o15 a13 o31xo数 系 全 安25IX392.-左线断

11、面一MNV50153.O e3a02 oIX a05 o06 oIX83.864一M左线断面二NV40158.O e4 IX a02 o13 a07 o462.523.一左线断面三M40-8.No 7 IX IX 6Vo1x730191xo eIX2 o07-0.IX o o14 ao21Ao数 系 全 安 IX643.雷海 区间右线断面一moIX7601 1A 6no1x2.88V4016.1Ao e120.04-0.IX o o08 a07 o数 系 全 安3 o4-.一一右线断面二mo571.o1x50.nVo77.680129.o e140.IX o oIX a07 o07 o数 系

12、全 安o IX4.785.右线断面三mnVo4o007.7o&2o eIX2a07-0.02 o15 a1x o2o数 系 全 安IX5IX722一左线断m2013.2IXn2013.94V5.3面一O e22 o07 o02 o6IX o1xo13 o数 系 全 安12IX78 IX一左线断面二mnV80122.o e16 o00 oIXo08 o数 系 全 安053.o45.左线断面三mnV2015.60139.o e18 o02 o15 oo1x oo1x oIX o 2.IX82.一从计算可知，要采用6. 8级M24螺栓后，dd区间接头均可满足要求，但xx区间部 分不能满足要求，采用M

13、30后核算安全系数分别为2. 06及1.55。b）外拉验算dd区间，取偏心矩最大的进行外拉验算。M 二-90. IN=705.6Eo=0. 127 0. 3h0二0. 09属大偏心衬砌外侧位于受拉区，接头处不承受拉力，故按假定断面进行验算：其计算高度为 h=l20+35=155mme)= eo-( 150-155)-155/2=54.5mm0. 3ho=36mm取用M24进行验算Ag二452 mm2工M = 02*452mm2*420N/mm2*97mm-23.1 N/mm2* 1500*x(x/2-23)=0得 x 1=73.53mm； x2=-27.53mm 故取 x 1=73.53mm工

14、 X 二 nAgRg+KN二 fcbxK=(fcbx- AgRg )/N=(23.1 N/mm2* 1500*73.53-2*452mm2*400N/mm2)/(705.6* 103)=3.120. 3h0二0. 09属大偏心衬砌外侧位于受拉区，接头处不承受拉力，故按假定断面进行验算：其计算 高度为 h=120+35= 155mme)= eo-( 150-155)-155/2=54.5mm0. 3ho二36mm取用M24进行验算Ag二452 mm2工M = 02*452mm2*420N/mnr*97mm-23N/mm2* 1500*x(x/2-23)=0得 x 1=68.9mm； x2=-22

15、.9mm 故取 x 1=68.9mm工 X 二 nAgRg+KN二 fcbxK=(fcbx- AgRg )/N=(23.1 N/mm2* 1500*68.9-2*452mnr*400N/mnr)/(943.2*103)=2.341.55采用M24已满足要求最不利的工况。c) 抗剪验算：从管片计算块与块之间存在剪力，每块之间采用两根的螺栓连接，其剪力山两根螺栓承担，分别对5.8级与6.8级M24、5.8级M30计算其最大剪力。采用 5.8 级 M24 螺栓抗剪强度按=0.4/； =0.4*500=200N/mnr采用2根M24承受拉力，截面积A = 2*452mnr=904 mm2承受剪力为:200N/mnr*706 mm2=180.8KN采用 6.8 级 M24 螺栓抗剪强度按 f,b = 0.4/ = 0.4*600=240N/mnr承受剪力为:240N/mm2*904 mm2=217KN采用 2 根 5.8 级 M30 截面积 A=2* 706.85mm2=1413.7mnr承受剪力为:200N/mm2* 1413.7 mnr=282.7KN