浅埋盾构隧道断面横向抗震验算一例.pdf

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1、城市建筑┃隧道•铁路┃URBANISMANDARCHITECTURE┃TUNNEL•RAILWAG浅埋盾构隧道断面横向抗震验算一例■祁寒[摘要]随着我国城市轨道交通的迅猛发展以及国家对新2.性能要求6.6m，区间覆土6m。隧道抗震设防烈度8度，抗建线路抗震的日趋重视，盾构隧道抗震验算已成为地铁设对于重点设防类结构，在E2地震作用下满足应震设防地震动分档0.2g，场地类别为IV类。其他计中必不可少的环节。文章以一位于抗震设防烈度8度区性能要求Ⅰ，在E3地震作用下应满足性能要求Ⅱ。地质情况及地震参数均按照地勘报告和安评报告取的浅埋盾构隧道为例，分别采用反应

2、位移法和反应加速度二、抗震计算方法及验算内容值。法进行了E2地震工况以及E3地震工况下的横向抗震验算。1.抗震计算方法1.静力工况计算验算方法及结论可为类似工程提供参考和借鉴。地下结构抗震设计分析方法，从力学特性上可盾构区间静力工况内力计算采用修正惯用法，以分为拟静力计算方法和动力反应分析方法（时程刚度折减系数取η=0.75，弯矩的增大率取ζ=0.25。[关键词]地铁隧道盾构地震抗震验算分析法）两类。动力反应分析法主要适用于结构物土压力按照全覆土土压力计算，本文不再赘述。形状和地质条件比较复杂时的地下结构地震反应分2.E2地震工况计算新世纪以来，我国城

3、市化进度加快。为解决交析。拟静力法能有效避免因分析问题的复杂性和输E2地震工况采用反应位移法进行计算，并进行通拥挤和效率低下的大城市通病和日趋恶化的环境入不确定性所带来的误差，并且符合工程实际，是结构构件截面抗震验算。采用反应位移法进行地下问题，我国大力发展以地下铁道为骨干的大运量快目前主要使用的结构抗震设计方法。拟静力法主要结构横向地震反应计算时，将周围土体作为支撑结速公共交通系统。我国位于亚欧地震带和环太平洋包括以下几大类：地震系数法；自由场变形法；土-构的地基弹簧，结构采用梁单元进行建模，考虑由地震带之间，强震多发，地铁工程作为生命线工程结构相互

4、作用系数法；反应位移法；反应加速度法。一维土层地震反应分析计算得到的土层相对位移、的重要组成部分，其抗震问题日趋得到国家和工程一般盾构区间抗震分析宜采用反应位移法（E2结构惯性力和结构周围剪力三种地震作用。本文采界的重视。盾构是地铁区间采用最广泛的施工方法，地震作用）和反应加速度法（E3地震作用）。用sap84软件进行计算，管片内力计算结果如下：盾构隧道断面的横向抗震验算也是新建地铁线路抗2.抗震验算内容震设计的必要环节。根据《城市轨道交通结构抗震设计规范》：在一、抗震设防类别及设防目标E2地震作用下，区间隧道性能要求为I，应按《建1.抗震设防类别筑抗

5、震设计规范》进行结构构件截面抗震验算；在城市轨道交通结构应划分为标准设防类、重点E3地震作用下，区间隧道性能要求为II，宜验算结设防类、特殊设防类三个抗震设防类别，根据《城构整体变形性能。圆形断面结构应采用直径变形率市轨道交通结构抗震设计规范》，城市轨道交通中区作为指标，直径变形率限值取6‰。间隧道结构属于重点设防类。三、抗震验算过程本文以浅埋盾构隧道为例进行验算，盾构外径图1E2地震工况管片内力图表1盾构隧道截面验算抗震裂缝内力地震工况静力工况控制工况配筋配筋200弯矩（kN·m）159.7170Ф25@250Ф25@200静力工况轴力（kN）767

6、.9448.6（注：地震工况弯矩黑体字为考虑承载力抗震调整系数后的值）3.E3地震工况计算由管片变形结果可计算得：盾构隧道断面最大工程振动，2014(4)：235-241.在E3地震作用下，采用反应加速度法进行抗震直径变形率：2‰＜6‰，满足了整体变形验算要求。[3]董正方，王君杰，苏俊省，王文彪.城市轨道交计算，使用EERA计算程序进行一维土层地震反应分四、结语通地下结构抗震设计流程[J].城市轨道交通研析。通过导入地震加速度时程曲线及土层相关参数，通过对浅埋盾构隧道的横向抗震变形验算，得究，2015(5)：65-68，72.求解得到最不利状态（地下

7、结构上、下底位置处相到了以下结论：（作者单位：铁道第三勘察设计院集团有限公司，对位移最大时刻）发生的土层水平加速度，将得到（1）设防地震作用（E2）下，盾构隧道截面抗天津300251）的水平加速度施加到计算模型上作为地震荷载进行震验算满足要求，结构满足规范性能要求I。构件计算。本文采用有限元分析软件MIDAS-GTS进行计截面尺寸及配筋按照静力工况和地震工况采取包络算，计算结果如下：设计。（2）罕遇地震作用（E3）下，盾构隧道断面最大直径变形率小于6‰，满足了规范性能要求II。（3）该浅埋盾构隧道总体满足抗震设防性能要求，抗震设计的重点是加强构造措施。

8、参考文献[1]王文沛.浅埋地下结构地震反应分析及设计方法研究[D].北京：北京工业大学，201