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原文传递隧洞底板衬砌混凝土温控防裂温度应力控制快速设计方法

专利名称：	隧洞底板衬砌混凝土温控防裂温度应力控制快速设计方法
摘要：	本发明提供一种隧洞底板衬砌混凝土温控防裂温度应力控制快速设计方法，包括以下步骤：步骤1.收集底板衬砌混凝土温控防裂计算用资料；步骤2.分析确定底板衬砌混凝土温控防裂目标和允许温度应力【σmax】取值；步骤3.设计温控防裂措施方案：分析可变量，拟定多个底板衬砌混凝土温控防裂施工措施方案；计算各方案底板衬砌混凝土施工期最大温度拉应力σmax；步骤3‑3.在σmax≤【σmax】的情况下，依据简单实用经济的原则优选措施方案，供施工应用。本方法可以迅速计算出任意时期(季节)浇筑城门洞型隧洞底板结构衬砌混凝土施工期的最大温度拉应力，计算误差小，特别适用于初步设计和现场施工期实时快速设计计算。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武昌理工学院
发明人：	段亚辉;樊启祥;方朝阳;段次祎;刘红霞
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-04T00:00:00+0800
申请号：	CN201910105574.8
公开号：	CN109837873A
代理机构：	武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	俞琳娟
分类号：	E02B9/06(2006.01);E;E02;E02B;E02B9
申请人地址：	430200 湖北省武汉市江夏大道18号
主权项：	1.一种隧洞底板衬砌混凝土温控防裂温度应力控制快速设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.收集底板衬砌混凝土温控防裂计算用资料；步骤2.分析确定底板衬砌混凝土温控防裂目标和允许温度应力【σmax】取值；步骤3.设计温控防裂措施方案，包括如下子步骤：步骤3-1.分析可变量，拟定多个底板衬砌混凝土温控防裂施工措施方案；步骤3-2.计算各方案底板衬砌混凝土施工期最大温度拉应力σmax： σmax＝－0.0936×H－0.0197×H2－0.1245×W+0.2368×L+0.0350×C+0.0382×E+0.1021×T0－0.0172×Tg－0.1344×Ta－0.1085×(Ta－Tmin)－0.6063/H+0.1757×(Ta－Tmin)/H－0.0006×E2+0.0051×W2+0.0182×H×T0+0.0489×H×(Ta－Tmin)+0.3972 (公式1) 上式中：H为底板衬砌混凝土结构的厚度；W为底板衬砌混凝土结构的宽度；L为分缝长度；E为围岩变形模量；C为底板衬砌混凝土按90天龄期设计的强度等级；T0为底板衬砌混凝土浇筑温度；Ta为底板衬砌混凝土浇筑施工时隧洞内空气温度；Tmin为洞内冬季最低温度；Tg＝35-Tw，表示通水和不通水冷却情况的温度效应值，在没有通水冷却的情况下取Tw＝35℃，在通水冷却的情况下Tw为通水温度；步骤3-3.在σmax≤【σmax】的情况下，依据简单实用经济的原则优选措施方案，供施工应用。 2.根据权利要求1所述的隧洞底板衬砌混凝土温控防裂温度应力控制快速设计方法，其特征在于：其中，在步骤1中，收集的计算用资料包括：包含温控防裂设计与计算成果、底板衬砌衬砌混凝土断面尺寸、混凝土强度等级的衬砌结构设计资料，包含地质条件围岩变形模量、隧洞内气温年变化规律、水温年变化规律的环境资料，以及包含混凝土浇筑施工温控措施方案、浇筑温度、浇筑施工时洞内空气温度、是否通水冷却及其水温的混凝土浇筑施工资料。 3.根据权利要求1所述的隧洞底板衬砌混凝土温控防裂温度应力控制快速设计方法，其特征在于：其中，在步骤2中，是根据设计规范、衬砌结构物的级别、运行期裂缝的危害、安全性和防渗性要求确定温控防裂目标和底板衬砌混凝土允许温度应力【σmax】取值。 4.根据权利要求1所述的隧洞底板衬砌混凝土温控防裂温度应力控制快速设计方法，其特征在于：其中，在步骤2中，底板衬砌混凝土允许温度应力【σmax】取值可采用轴心抗拉强度标准值。 5.根据权利要求1所述的隧洞底板衬砌混凝土温控防裂温度应力控制快速设计方法，其特征在于：其中，在步骤3-1中，是在不同的温控防裂设计阶段，分析与温控防裂有关的在满足规范要求条件下该阶段可以改变的设计参数；在结构设计阶段，衬砌厚度和混凝土强度为主要可变量；在施工阶段，浇筑温度、通水冷却及其水温、冬季封闭洞口保温为主要可变量。 6.根据权利要求1所述的隧洞底板衬砌混凝土温控防裂温度应力控制快速设计方法，其特征在于：其中，在步骤3-2中，当衬砌结构采用28天龄期设计的强度等级时，需要按照规范换算为90天龄期设计的强度等级；施工期如采用挂帘保温，使得地下隧洞内空气温度提高，则Ta和Tmin应采用提高后隧洞内的空气温度。
所属类别：	发明专利