襯砌管片配筋方式的優(yōu)選

黨亞杰 劉 琪

（1.河南工業(yè)大學(xué)，河南 鄭州 450001；2.河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450064）

隨著日益劇增的交通壓力，城市越來越重視對地下空間資源的開發(fā)利用。盾構(gòu)技術(shù)由于其對地層擾動小、對城市機能影響小、適合在城市地下穿行等優(yōu)點，成為城市地鐵開挖、建設(shè)的主流技術(shù)。在地鐵建設(shè)中，盾構(gòu)施工法因其安全性高、施工勞動強度低、受外界環(huán)境干擾小等優(yōu)點被廣泛用于城市地鐵的建設(shè)，其中管片是盾構(gòu)隧道中主要受力的載體，所以管片質(zhì)量的好壞直接影響隧道的安全，而管片的受力大小主要由管片中的鋼筋決定，所以合理地選擇管片配筋方式，是實現(xiàn)管片經(jīng)濟配筋、安全配筋的基礎(chǔ)。

1 管片結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)

管片外徑 6 000mm，管片內(nèi)徑 5 400mm，襯砌管片寬度1 200mm。

2 配筋方式說明

工況1管片板式配筋布置方式：分布筋在管片端頭布置6道縱向構(gòu)造鋼筋，其中上下各一道分布筋，凹側(cè)1道架立筋，凸側(cè)2道架立筋，腹部1道腰筋，用不帶彎鉤的單肢箍連接上下排主筋，在迎千斤頂面處（凹）布置一道腰筋，背千斤頂處布置一道腰筋，在管片端頭加密構(gòu)造筋，箍筋不封閉。

工況2管片梁式配筋布置方式：管片環(huán)向四道暗梁,采用上下各八道分布筋、采用雙肢箍筋加強整體受力特性，無腰筋，在管片端頭加密箍筋，在容易出現(xiàn)裂縫的螺栓孔、注漿孔處設(shè)置吊筋及螺旋筋。

3 管片模型

ABAQUS管片鋼筋模型如下：

圖1 管片K型塊鋼筋模型圖

圖2 管片B型塊鋼筋模型圖

圖3 管片A型塊鋼筋模型圖

圖4 組裝后襯砌鋼筋模型圖

4 模型計算結(jié)果

4.1 兩種配筋方式下管片混凝土的計算結(jié)果

圖5 工況1管片混凝土Mises主應(yīng)力云圖

圖6 工況1管片混凝土的變形

圖7 工況2管片混凝土Mises主應(yīng)力云圖

圖8 工況2管片混凝土的變形

表1 管片混凝土變形值匯總

4.2 兩種配筋方式下管片鋼筋的計算結(jié)果

圖9 工況1管片鋼筋Mises應(yīng)力云圖

圖10 工況1管片鋼筋變形云圖

圖11 工況2管片鋼筋Mises應(yīng)力云圖

圖12 工況2管片鋼筋的變形云圖

表2 管片鋼筋變形值匯總

5 結(jié)論

（1）對比表1中第一列和第二列中的數(shù)據(jù)可知:(1)兩種配筋方式下混凝土的拉應(yīng)力都很小，符合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土主要起受壓作用；(2)梁式配筋下管片混凝土壓應(yīng)力值和變形值均小于板式配筋下的，為保證管片混凝土不發(fā)生破壞，所以建議管片配筋采用梁式配筋。

（2）對比表2中第一列和第二列中的數(shù)據(jù)可知，梁式配筋下的管片鋼筋的應(yīng)力值和變形值均小于板式配筋下的，建議在對管片配筋時，優(yōu)先選擇梁式配筋方式。