盾构管片体积计算

盾构大体积管片裂纹分析

2008-12-20 10:03:59| 分类： 学术论文 | 标签： |字号大中小 订阅

摘 要：针对盾构隧道大体积管片施工技术的重、难点，结合武汉长江隧道盾构管片施工过程中的实际经验，介绍了盾构大体积管片施工过程中不同裂纹类型、形成原因及控制重、难点，对关键工序及关键工艺进行重点介绍，并简要介绍了常见问题及其对策和预防措施。

关键词：盾构 大体积管片 裂纹 原因

中图分类号：U455．43 文献标识码：B

盾构法目前在国内已经日趋成熟，国内已经使用盾构法的城市地铁有上海、广州、南京、北京、深圳，另外有天津、西安、成都、沈阳、杭州、青岛等城市都在紧锣密鼓地筹建。由于盾构施工在工期、质量、安全等诸多方面的优势，一些城市的其它地下工程(过江隧道、输水管道等)也越来越多的采用盾构施工。但是由于盾构在隧道内拼装的钢筋混凝土管片需要提前预制，而且需要很高的抗压、抗渗、耐久性等要求，一旦管片本身出现致命的缺陷，可能就会产生灾难性的后果。管片在预制过程中裂缝出现的几率很高，尤其是随着盾构施工水平的不断提高，大断面盾构项目不断上马，大体积管片出现裂纹的几率也愈高。管片裂纹防

集装箱规格

集装箱是一种能反复使用的便于快速装卸的标准化货柜。

有20尺，40尺，45尺，50尺，另有高柜，重柜之分，还有液体柜等 外尺寸为20x8x8英尺6英寸，简称20尺货柜；

40x8x8英尺6英寸，简称40尺货柜；

及近年较多使用的40x8x9英尺6英寸，简称40尺高柜。

20尺柜：内容积为5.69x2.13x2.18米,配货毛重一般为17.5吨,体积为24-26立方米.

40尺柜:内容积为11.8x2.13x2.18米,配货毛重一般为22吨,体积为54立方米.

40尺高柜（HQ）:内容积为11.8x2.13x2.72米.配货毛重一般为22吨,体积为68立方米.

45尺高柜(HQ):内容积为:13.58x2.34x2.71米,配货毛重一般为29吨,体积为86立方米.

20尺开顶柜:内容积为5.89x2.32x2.31米,配货毛重20吨,体积31.5立方米.

40尺开顶柜:内容积为12.01x2.33x2.15米,配货毛重30.4吨,体积65立方米.

20尺平底货柜:内容积5.85x2.23x2.15米,配货毛重23吨,体积28立方米.

40尺平底货柜:内容积12.05x2.12x1.96米,配货毛重36吨,体积50立方米. Commitment expi

卧罐体积计算公式

设卧式储罐内部为椭圆柱，椭圆的两半轴为a（宽度方向），b（高度方向），长度为L，内部介质的高度为h，则内部介质体积V1的计算公式与h的关系推导如下：

V1=2L∫(b-h,b)√(b^2-x^2)dx

=(2aL/b)[(x/2)√(b^2-x^2)+(b^2/2)arcsin(x/b)]| (b-h,b) =(2aL/b)[πb^2/4-(b-h)√(2bh-h^2)/2-(b^2/2)arcsin(1-h/b)]

以上计算是假设卧式储罐为平封头时的情况，当卧式储罐带有两个半椭球封头时，内部介质体积计算公式需要修正：

设椭球封头的三个半轴为a（宽度方向），b（高度方向），c（长度方向），内部介质的高度为h，则椭球封头处内部介质体积V2的计算公式与h的关系推导如下：

V2=4∫(b-h,b)∫(0,a√(1-x^2/b^2))c√(1-x^2/b^2-y^2/a^2)dydx =(4c/a)∫(b-h,b)∫(0,a√(1-x^2/b^2))√(a^2-a^2x^2/b^2-y^2)dydx =(4c/a)∫(b-h,b)y√(a^2-a^2x^2/b^2-y^2)/2

+ arcsin(y/√(a^2-a^2x^2/b^2

三视图与体积表面积的计算1、一个几何体的三视图如图所示，则这个几何

体的体积等于（）

A ．B．

C．D．

2、用单位立方块搭一个几何体，使它的主视图和俯视图如右

图所示，则它的体积的最小值与最大值分别为( )

A．与B．与

C．与D．与

3、若某空间几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积是（）

（A）2 （B）1

（C）（D）

4、将正三棱柱截去三个角（如图1所示分别是三边的中点）得到几何

体如图2，则该几何体按图2所示方向的侧视图（或称左视图）为（）

5、某圆柱被一平面所截得到的几何体如图（1）所示，若该几何体的正视图是等腰直角三角

形，俯视图是圆（如右图），则它的侧视图是（）

6、如图，正方体ABCD-的棱长为2，动点E、F在棱上，动点P，Q分别在

棱AD，CD上，若EF=1，E=x，DQ=y，DＰ＝ｚ（ｘ，ｙ，ｚ大于零），则四面体PE

ＦＱ的体积（）

3

6

1

a3

2

1

a

3

3

2

a3

6

5

a

913710

10161015

2

3

1

3

A B C

，，GHI

△

1111

A B C D

11

A B

1

A

E

F

D

I

A

H G

B C

E

F

D

A

B C

侧视

图1 图2

B

E

A．

B

E

B．

B

E

C．

B

E

D．

俯视图

主视图

（Ａ）与ｘ，ｙ，ｚ都有关

（Ｂ）与ｘ有关，与ｙ，ｚ无关

（Ｃ）与ｙ有关，与ｘ，ｚ无关

（Ｄ）与ｚ

常用几何图形参数计算表序号 图形名称 图B任 意 三 角 形

式

参数 代号a b

参数值4

名

称A=b*h/2

计算公式

计算值6.000 6.000 53.130° 90.000° 36.870° 60.000° 120.000° 0.176 0.260 0.225 2.598 1.000

面积(A) 5 3 2.4 6 圆心角(α) β n 6 内角(β) R s R 0.26 面积(A) 外接圆(R) 内切圆(r) 面积(A) β=180-α=180*(n-2)/n A=n*s*r/2 R=(s/2)/sin(α/2) r=(s/2)/tan(α/2) A=n*R^2*sin(α/2)*cos(α/2) s=2*R*sin(α/2) 角度(°) A=sqrt((s*(s-a)*(s-b)*(s-c)) ∠A=acos((b^2+c^2-a^2)/(2*b*c)) ∠B=acos((a^2+c^2-b^2)/(2*a*c)) ∠C=acos((b^2+a^2-c^2)/(2*a*b)) α=360/n

c

1

h

ac

A

b

C

h s

2

正 n 边 形

r α

Sl

R

1 边长(s)

r

9 面积(A) A=l*r

针对《卧式容器任意液位高度下液体容积的计算》一文编制的EXCEL表,很实用,经过3D软件核实过计算结果,可放心使用……

卧式容器任意液位高度下液体容积的计算1.中间圆柱体部分的液体体积计算 容液体积 总容积 液位高度 直径 VH1(m )3 3

15.744907 25.132741 1.200000 2.000000 0.600000 3.141593 8.000000 0.678584 1.047198 1.000000 0.500000 1.200000 1.357168 2.094395

V总1(m ) H(m) D(m) K π 长度 L(m) 2.椭圆封头部分的液体体积计算 容液体积 单个封头 VH2(m3)3

V总2(m ) a(m) b(m) H(m) 3.球形封头部分的液体体积计算 容液体积 单个封头 VH3(m ) V总3(m3)3

卧式容器任意液位高度下液体容积的计算

针对《卧式容器任意液位高度下液体容积的计算》一文编制的EXCEL表,很实用,经过3D软件核实过计算结果,可放心使用……

备注 填写 计算结果 调用 VH1(m )3

15.744907 圆柱形

VH(m3)

17.1020752 圆柱形两端椭圆

VH(m )

3

18.459243

盾构管片选型和安装

在盾构法施工中，管片的选型和安装好坏直接影响着隧道的质量和使用寿命。本文根据广州地铁三号线实际施工情况，就盾构管片选型和安装技术做总结分析。

一、工程概况

客～大盾构区间分为两条平行的分离式单线圆形盾构隧道，总长度为3016.933米，管片生产与安装2011环。管片外径6000mm，内径5400mm，宽度1500mm，防渗等级S10，砼C50。依据配筋将管片分为A、B、C三类，C类配筋最高、B类配筋最低；管片的楔形量38mm，分左转、右转、标准三类。

二、管片的特征 1、管片的拼装点位

本区间的管片拼装分10个点位，和钟表的点位相近，分别是1、2、3、4、5、7、8、9、10、11。

管片划分点位的依据有两个：管片的分块形式和螺栓孔的布置。拼环时点位尽量要求ABA（1点、11点）形式。在广州盾构隧道管片要求错缝拼装，相邻两环管片不能通缝。管片拼装点位有很强的规律，管片的点位可划分为两类，一类为1点、3点、5点、8点、10点；二类为11点、2点、4点、7点、9点。同一类管片不能相连，例如1点后不能跟3、5、8、10这四个点位，只能跟11、2、4、7、9五个点位。在成型隧道里两联络通道之间的奇数管片是同一类，偶数管片是同一类。

卧式容器任意液位高度下液体容积的计算1.中间圆柱体部分的液体体积计算 容液体积 总容积 液位高度 直径 VH1(m3)3

15.744907 25.132741 1.200000 2.000000 0.600000 3.141593 8.000000 0.678584 1.047198 1.000000 0.500000 1.200000 1.357168 2.094395

V总1(m ) H(m) D(m) K π 长度 L(m) 2.椭圆封头部分的液体体积计算 容液体积 单个封头 VH2(m3)3

V总2(m ) a(m) b(m) H(m) 3.球形封头部分的液体体积计算 容液体积 单个封头 VH3(m3) V总3(m3)

卧式容器任意液位高度下液体容积的计算

备注 填写 计算结果 调用 VH1(m3) 15.744907 圆柱形

VH(m3)

17.1020752 圆柱形两端椭圆

VH(m3)

18.4592432 圆柱形两端球形

最常用的面积、体积计算公式

用求面积、体积公式

1 平面图形面积

平面图形面积见表1-73。

平面图形面积 表

1-73

最常用的面积、体积计算公式

最常用的面积、体积计算公式

最常用的面积、体积计算公式

2 多面体的体积和表面积

多面体的体积和表面积见表1-74。

多面体的体积和表面积 表1-74

最常用的面积、体积计算公式

最常用的面积、体积计算公式

最常用的面积、体积计算公式

最常用的面积、体积计算公式

3 物料堆体积计算

物料堆体积计算见表1-75。

物料堆体积计算 表

1-75

最常用的面积、体积计算公式

4 壳体表面积、侧面积计算

1-3-4-1 圆球形薄壳（图1-1）

图1-1 圆球形薄壳计算图

最常用的面积、体积计算公式

最常用的面积、体积计算公式

4-2 椭圆抛物面扁壳（图1-2）

图1-2 椭圆抛物面扁壳计算图

最常用的面积、体积计算公式

1-3-4-3 椭圆抛物面扁壳系数计算

见图1-2，壳表面积（A）计算公式：

A＝Sx·Sy＝2a×系数Ka×2b×系数Kb

式中 Ka、Kb——椭圆抛物面扁壳系数，可按表1-76查得。

椭圆抛物面扁壳系数表 表1-76

最常用的面积、体积计算公式

查表说明

［例］已知2a＝24.0m，2b＝16.0m，hx

最常用的面积、体积计算公式

用求面积、体积公式

1 平面图形面积

平面图形面积见表1-73。

平面图形面积 表

1-73

最常用的面积、体积计算公式

最常用的面积、体积计算公式

最常用的面积、体积计算公式

2 多面体的体积和表面积

多面体的体积和表面积见表1-74。

多面体的体积和表面积 表1-74

最常用的面积、体积计算公式

最常用的面积、体积计算公式

最常用的面积、体积计算公式

最常用的面积、体积计算公式

3 物料堆体积计算

物料堆体积计算见表1-75。

物料堆体积计算 表

1-75

最常用的面积、体积计算公式

4 壳体表面积、侧面积计算

1-3-4-1 圆球形薄壳（图1-1）

图1-1 圆球形薄壳计算图

最常用的面积、体积计算公式

最常用的面积、体积计算公式

4-2 椭圆抛物面扁壳（图1-2）

图1-2 椭圆抛物面扁壳计算图

最常用的面积、体积计算公式

1-3-4-3 椭圆抛物面扁壳系数计算

见图1-2，壳表面积（A）计算公式：

A＝Sx·Sy＝2a×系数Ka×2b×系数Kb

式中 Ka、Kb——椭圆抛物面扁壳系数，可按表1-76查得。

椭圆抛物面扁壳系数表 表1-76

最常用的面积、体积计算公式

查表说明

［例］已知2a＝24.0m，2b＝16.0m，hx