顶管隧道结构计算.docx
顶管隧道结构计算E.1管道允许顶力计算E.1.1钢管顶管传力面允许最大顶力可按下式计算：Fd5=OJFxgfAU.（E11J）rQd式中：FdS钢管管道允许顶力设计值（N）；钢管受压强度折减系数，可取1.00；y钢管脆性系数，可取1.00；处钢管顶管稳定系数，可取0.36；当顶进长度小于30Om且穿越土层均匀时，可取0.45；钢管受压强度设计值（Nmm2）;A。管道的最小有效传力面积（mo?）；YQdTQd顶力分项系数，可取1.30。E.1.2钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力可按下式计算：，山MrQdfPs式中：FdC混凝土管道允许顶力设计值（N）;混凝土材料受压强度折减系数，可取0.90；2偏心受压强度提高系数，可取1.05；外材料脆性系数，可取0.85；5混凝土强度标准调整系数，可取0.79；fc混凝土受压强度设计值（N/mn?）。E.2套管强度验算E.2.1钢套管管壁截面的最大组合折算应力应满足下列公式：S'(E.2.1-3)xf(E.2.1-2)后Wf=yJ+-0x(E.2.1-4)N6M+2ZVobo玲(E.2.1-5)N=6)qFMrobQ(E.2.1-6)D1+YcwwmGwk+YKvmQikDx)1+0.732新图(E.2.1-7)O.5E1,Dob1g±MQaEaT±F-(E.2.1-8)/.2÷(E.2.1-9)式中：.钢管管壁横截面最大环向应力（NZmm2）；x钢管管壁横截面最大纵向应力（N/mnf）；钢管管壁的最大组合折算应力（Nmm2）;应力折算系数，取0.9；/钢材的强度设计值（N/mm2）；管壁计算宽度（mm）,取1000mm；（P弯矩折算系数，有水内压时取0.7,无内水压时取1.0；f可变作用组合系数，取0.9；Z0管壁计算厚度（mm）,使用期间试算时设计壁厚应扣除2mm,施工期间不扣除；r0管的计算半径（mm）；M在作用组合作用下钢管管壁截面上的最大环向弯矩设计值（N.mm）；N在作用组合作用下钢管管壁截面上的最大环向轴力设计值（N）；Ed钢管管侧原状土的变形模量（Nmn）;EP钢管管材的弹性模量（Nmm2）;KM、Kvtn.Kwm分别为钢管管道自重、竖向土压力和管内水重作用下管壁截面的最大弯矩系数，分别取0.083、0.138、0.083；D1管道外直径（mm）；Qik地面堆载或车载传递至管道顶压力的较大标准值；Vp钢管管材泊松比，可取0.3；a钢管管材线膨胀系数；Xr钢管的计算温差；R1钢管顶进施工变形形成的曲率半径（mm）；工一顶进管道直线顶进允许偏差（mm）,可按表E.2.1/确定；11出现偏差的最小间距（mm）,视顶管直径和土质决定，一般可取50m。表E.2.I-1顶管管道直线顶进允许偏差（mm）项目允许偏差钢筋混凝土管钢管1直线顶管水平轴线顶进长度1<400m50130400m顶进长度1VIooOm100200顶进长度1N1OOOm1/10100+1/102直线顶管内底高程顶进长度1OOOmD<1500+30,-40+60,-60D>1500+40,-50+90,-9030OmW顶过E长度1<IOOOm+60,-90+100,-100顶进长度1>IOOOm+90,-100+150,-100,-1/10E.2.2钢筋混凝土顶管管道在组合作用下，管道横截面的环向内力可按下列公式计算:M=校K,/（E22-1）NfKNPi（E.2.2-2）r-1式中：M管道横截面上的最大弯矩设计值（Nmmm）;6圆管的计算半径（mm）,即自圆管中心至管壁中心的距离；N管道横截面上的轴力设计值（N/m）；Pi作用在隧道上的第i项作用设计系数；Ktni弯矩系数，应根据作用类别取土的支撑角为120。，可按表E.2.2-1选用；Kni弯矩系数，应根据作用类别取土的支撑角为120。，可按表E.2.2-1选用。表E.2.2-1圆形刚性管弯矩系数作用类型内力系数KmAKmBKmEK11AKnBKE垂直均布作用0.1540.136-0.1380.209-0.0210.500结构自重0.1000.066-0.0760.236-0.0480.250隧道上部土重0.1310.072-0.1110.258-0.0700.500管内充水及其它结构重量0.1000.066-0.076-0.240-0.208-0.069侧向主动土压力-0.125-0.1250.1250.5000.5000注：A隧道底部；B隧道顶部；E隧道中部两侧。E.3套管稳定性验算t、3+E.3.1钢管管壁截面的临界压力应按下式计算：Ed2(-1)(1+vs)2E式中：管壁失稳时的褶皱波数，其取值应使临界压力最小并不小于2；vj管两侧土体的泊桑比，应根据土工实验确定，一般对砂性土可取0.30,粘性土可取0.40；vp钢材的泊桑比，取0.30；DO管壁中心直径(mm)；EP管材弹性模量(N/mn?)：Ed管侧土的变形模量(N/mn?)。E.3.2钢管管道在土压力和地面作用作用下产生的最大竖向变形应按下式计算:卜鬲(ECqQik)Di(E.3.2-1)(f)=3Ep+0.061Erf式中：kh竖向压力作用下管道竖向变形系数，取0.089；q地面作用传递至管顶压力的准永久作用系数;圆管的计算半径(mm),即自圆管中心至管壁中心的距离。
