盾构通用衬砌环楔形量计算及应用.pdf

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1、盾构通用衬砌环楔形量计算及应用CalculationandApplicationofWedgeVolumeofCommonShieldLiningRing■王岩松■WangYansong[摘要]本文结合长沙地铁通用衬砌环拼装实例，分析了ΔBz=Bx2-B×1=45cos。单环衬砌环不同点位拼装对平曲线、竖曲线所提供的空间转角矢量及楔形量的影响值，希望对拼装时点位选择、盾构姿态调整有一定的意义。[关键词]盾构法隧道通用衬砌环曲线拟合楔形量[Abstract]Thispapercombinedwit

2、htheexamplesoftheass-emblingofGeneralliningringofChangshaMetro,analyzestheinfluencevaluesofthespacevectorandthewedgeangleprovidedbythehorizontalcurveandverticalcurvewhenthe图5楔形量分解图singleringliningringsareassembledatdifferentpoints.The3.单环管片改变角度计算图2管片

3、断面图authorhopesthestudycanhascertainsignificanceforthe在计算过程中，需对管片拼装后角度改变进行selectionofassemblypointpositionandadjustmentofshield计算分析，得出下环管片的角度改变量，如图6所location.示。θ=2β=2tan-1[1/2(1522.5-1477.5)/6000][Keywords]shieldtunnel,commonliningring,curvefitting,=0

4、.43°。wedgevolume盾构法隧道所用衬砌环主要有楔形衬砌环与直图3管片平面图线衬砌环的组合、左右楔形衬砌环及通用型管片。二、衬砌环不同点位拼装矢量值计算所谓通用衬砌环，就是所有的管片环形式只有一种。1.建立空间坐标系它既可用在直线段，也可用在曲线段（如图1所示），以平曲线为X轴、竖曲线为Z轴，盾构机的前而不像普通的管片形式将这两者加以区分。通用型进方向为Y轴，首先建立空间坐标系，如图4所示。衬砌环较另两种管片的优势主要有：模具利用率高，工程造价低；管片生产、运输和储存比较方便等。随着地

5、铁技术的不断发展，通用管片成为了一种图6单环管片角度改变示意图趋势。4.改变角度分解计算由于管片拼装角度的改变，不同的管片拼装位置，管片的中心线将形成一个锥形，如图7、图8所示。图1通用管片衬砌环图4管片空间示意图一、衬砌环结构主要参数设计2.不同点位拼装楔形量计算长沙地铁通用衬砌环为双面楔形通用环，衬砌由于不同的点位拼装封顶块，其提供的楔形量环分为6块，下部3块标准块(A1、A2、A3)圆心角最大值分布在K块的法线方向上，法线方向的楔形均为67.5°、2块邻接块(B1、B2)的圆心角均为量为4

6、5mm。为K块较16点位置旋转角度，即与Z图7管片转动角度示意图68°，1块封顶块(K)的圆心角为21.5°，如图2所轴的夹角如图5所示。示。管片衬砌环在纵向按错缝式拼装，纵向接头为Bx1=11.25×2×（1-sin）+1477.516处，按22.5°等角度布置。每环管片的环向面上=1500-22.5sin；设接头螺栓2个，每块邻接块和标准块纵向面上设Bx2=11.25×2×（1+sin）+1477.5置接头螺栓3个，封顶块设1纵向螺栓，每环管片=1500+22.5sin；纵向共有16个螺栓，

7、螺栓采用M27弯螺栓连接。通ΔBx=Bz2-Bz1=45sin。用楔形环楔形量为45mm，管片最宽处1522.5mm，Bz1=11.25×2×（1-cos）+1477.5最窄处1477.5mm，如图3所示。=1500-22.5cos；Bz2=11.25×2×（1-cos）+1477.5图8管片转动范围示意图=1500+22.5cos；322城市建筑┃研究•探讨┃URBANISMANDARCHITECTURE┃RESEARCH•DISCUSSION5.各点位空间矢量值位拼装时，楔形量、角度的改变量

8、，如表1所示。通过以上计算，可得出通用管片K块在不同点表1通用管片点位、楔形量对应表K块旋转角度α楔形量(mm)角度改变量(°)点位备注（°）ΔBxΔBzθxθz122.517.2241.570.1640.39724531.8231.820.3040.304367.541.5717.220.3970.16449045.000.000.4300.000垂直向Z：下－上水平向X：左－右5112.541.57-17.220.397-0.164前进方向Y：后-前负数（－）代表轴线下降、左转6135318