[00133340]盾构隧道管片结构计算与配筋软件

我国采用盾构法修建了大量的隧道工程,但在盾构隧道结构设计方面仍然存在较多问题,诸如：结构计算方法不统一,考虑因素不全面,没有区分施工和运营工况受力特点,现有岩石地层荷载计算方法不适应盾构法施工特点等等。当无法对结构进行准确计算时,一些设计单位往往通过加大结构配筋量来处理,造成管片配筋量普遍偏大。目前国内尚没有专门的盾构隧道结构计算和配筋软件,现有计算一般依据《混凝土结构设计规范》及行业规范,利用Excel等工具编制内部软件或利用大型商用软件进行计算,计算效率、自动化程度与标准化程度均较低,给盾构隧道结构设计带来了诸多困难。铁四院于2015年立项课题开展研究,经过两年多的调研、编制、试用、测试,于2017年7月通过了铁四院的成果评审,于2017年12月获得了国家软件著作权。技术原理：对盾构隧道围岩压力、不同阶段结构安全性校核分析方法、地震响应分析方法等方面进行了系统研究,对铁路、公路、地铁隧道设计规范的荷载与结构设计方法进行了分类总结,基于三维数值分析平台开发了本软件,可实现盾构隧道参数化三维建模,进行结构三维内力变形分析,开展管片配筋、结构验算、接头转角计算、抗浮验算,并能自动生成分析报告。 性能指标：本软件已经通过内部验收和评审,达到规划的各项性能指标。 （1）建立了考虑接头刚度的盾构隧道结构三维梁-弹簧模型。 （2）形成盾构隧道施工阶段和运营阶段的结构安全校核方法。 （3）考虑钢筋分布对管片内力的影响,提出并应用了纤维梁有限元数值计算方法,建立了盾构隧道管片配筋优化分析计算方法。 技术的成熟程度：基于三维数值分析平台开发了本软件,可实现盾构隧道参数化三维建模,采用修正惯用法或梁-弹簧模型对衬砌结构进行三维内力变形分析,开展管片配筋、结构验算、接头转角计算、抗浮验算,并能自动生成分析报告,软件取得了国家软件著作权（证书号：软著登字第2260299号）。 适用范围：该软件可应用于城市地铁、城市铁路与道路、市政设施、水利水电等各类型盾构隧道管片结构计算和配筋设计。应用情况：该软件已在研发单位内部及行业内推广使用,应用于城市地铁、城市铁路与道路、市政设施、水利水电等各类型盾构隧道管片计算和配筋设计,提高了盾构隧道结构计算准确性,大大优化了结构配筋,显著提高了计算效率。该软件适用于各种类型、各种直径的盾构隧道,具有极大的推广应用价值。 项目存在问题：目前盾构隧道结构设计中不同计算模型的计算参数取值是从业人员所关心的问题,软件所提供的计算功能已满足设计工作需要,但要做到不同情况下盾构隧道设计参数正确选取,仍需要在大量的勘察、设计及施工资料中做进一步研究。