《盾构可切削混凝土配筋技术规程》征求意见稿

ICS 93.020P 25备案号：CJJ中华人民共和国行业标准CJJ-2010盾构可切削混凝土配筋技术规程Technical Specification for Shield-cuttable Concrete Reinforcement（征求意见稿）-发布 -实施中华人民共和国建设部发布前言根据建设部建标2008102号文的要求，为完善城市轨道交通工程建设技术标准体系，根据地铁隧道工程盾构施工法的特点和存在问题，需要对车站钢筋混凝土围护结构的配筋技术加以改革，满足盾构可直接穿透混凝土墙体而仍能保持车站的整体设计强度，达到盾构从线路起点入地后，不再多次进出竖井即可全线贯通的施工目的，以满足当前城市轨道交通工程建设快速发展的需要。 标准编制组在广泛调查研究，认真总结实践经验，参考和借鉴有关国际标准和国内相关标准的基础上，并广泛征求同行的意见，制订了本标准。本标准的主要技术内容是地铁隧道采用盾构法施工掘进时，可直接切削车站混凝土围护结构的新型配筋技术，以及盾构机在新工况条件下的掘进工艺要求。本标准的主要技术内容是：1.总则；2.术语和符号；3.材料；4设计；5施工；6.验收； 本规程由建设部城市轨道交通标准技术归口单位建设部地铁与轻轨研究中心归口管理，授权主编单位负责具体解释。在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议邮寄深圳市海川实业股份有限公司（地址：深圳市福田区车公庙天安数码城F3.8栋CD座八楼），以便今后修订时参考。主编单位：深圳市海川实业股份有限公司、中铁二院工程集团有限责任公司。参编单位：参加单位主要起草人： 主要审查人：目次1 总则 2 术语、符号 3 材料 4 设计4.1 一般规定4.2 承载能力极限状态计算4.3 变形计算4.4 构造规定5 施工5.1 一般规定5.2 玻璃纤维筋笼的制作和吊装5.3盾构切削混凝土围护结构施工要求6 验收6.1 一般规定 6.2 材料验收 6.3 工程验收 本标准用词说明引用标准目录条文说明CONTENTS1 General Provisions2 Terms and notes3 材料 Materials4 Designs4.1 General requirement4.2 Computation of bearing capacity to limiting condition 4.3 Computation of deformation4.4 Constructional rule5 Construction5.1 General requirement5.2 Fabrication and hoisting for GFRP rebar cage5.3 6 Acceptance6.1 General requirement6.2 Acceptance of materials6.3 Acceptance of worksExplanation of Wording in this specificationNormative StandardsExplanation of Provisions1 总则1.0.1 为使盾构可切削混凝土配筋技术做到先进合理，经济安全，进而优化盾构始发和到达掘进工艺，制定本规程。1.0.2 本规程适用于全封闭式配有硬岩切削刀具的地下盾构直接切削混凝土围护结构进行始发和到达的有关工程。1.0.3 盾构可切削玻璃纤维筋混凝土结构是一种临时结构。1.0.4 玻璃纤维筋混凝土结构设计方法为以概率理论为基础的极限状态设计法。1.0.5 盾构可切削混凝土配筋工程的施工和质量验收除应执行本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2 术语与符号2.1 术语2.1.1 盾构（shield）盾构是在钢壳体保护下掘进隧道的一种设备，按掘进方式分为人工、半机械和机械化形式；按切削面上的挡土方式，分为开放型和封闭型；按向开挖面施加压力的方式，分为气压、泥水加压、削土加压和加泥方式。目前机械化盾构发展较快，应用较多，它由刀盘、刀具旋转切割地层，采用螺旋输送机或泥水管道运送碴土，在壳体内拼装预制管片，依靠液压千斤顶推进，形成掘进隧道的机电一体化高科技设备。2.1.2 盾构工作井（shield work shaft）系盾构组装、拆卸、吊运管片和出碴土等使用的工作井，包括盾构始发工作井、盾构接收工作井、中间井。2.1.3 盾构始发（shield lanuching）系指盾构由始发井开始的施工。2.1.4 盾构接收（shield arrival）系指盾构到达接收井的施工。2.1.5 过站（station-crossing） 盾构通过地铁车站的方法，一般是利用专用设备把盾构拖拉或顶推通过车站的过程；当无条件先建车站时，盾构隧道先施工后拆除衬砌管片再施工车站的过程。2.1.6 纤维增强聚合材料（fiber reinforced polymer）由高性能纤维（碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维）与树脂基体、固化剂、采用适当的成型工艺所形成的材料，依次表示为CFRP、AFRP、GFRP、BFRP等。2.1.7 玻璃纤维增强复合材料筋（glass fiber reinforced polymer rebar）由高性能的含碱量小于0.8%的无碱玻璃纤维（E-Glass）无捻粗纱或者高强玻璃纤维（S）无捻粗纱和树脂基体（环氧树脂、乙烯基树脂）、固化剂，采用成型固化工艺复合而成表面形状为全螺纹式（或其它有利于与混凝土粘结的形式）的杆体，下文简称GFRP筋（玻璃纤维筋）。2.2 符号fk ：GFRP筋的抗拉强度标准值；ffu ：GFRP筋的抗拉强度设计值；fv ：GFRP筋的剪切强度；fu ：GFRP筋的抗拉强度；fb ：GFRP筋弯曲部位抗拉强度设计值；Fu ：GFRP筋的抗拉承载力；T ：GFRP筋扭矩；：GFRP筋的极限应变；E ：GFRP筋的弹性模量；A ：GFRP筋的横截面积；db ：GFRP筋的等效直径；：GFRP筋与混凝土、水泥砂浆的平均粘结强度； ：样本方差；：GFRP筋抗强度的样本均值；3 材料3.0.1 玻璃纤维筋的螺纹杆体表面质地应均匀、无气泡、裂纹及其它缺陷，其螺纹牙形、牙距应整齐，不得有损伤。3.0.2 玻璃纤维筋中的玻璃纤维应该采用含碱量小于0.8%的无碱玻璃纤维（E-Glass）。树脂基体仅允许使用乙烯基和环氧树脂体系或乙烯基树脂和环氧树脂混合树脂，以满足产品物理和基本耐久性使用的要求，树脂基体的原料聚合物不允许含有任何聚酯成分。3.0.3 材料的规格以及尺寸偏差如表1。表 1 产品规格及尺寸偏差公称直径/mm长度偏差/mm允许偏差/mm杆体弯曲度 mm/m10+200.4312141618200.6422252830323.0.4 玻璃纤维增强筋的密度在1.92.1g/cm3。3.0.5 玻璃纤维筋力学参数指标如表2。表 2 GFRP筋杆体力学参数规格抗拉强度标准值fk / MPa剪切强度fV/ MPa极限应变/弹性模量E/ GPa166001001.54016d2555025d34500d34450注：GFRP筋抗拉强度标准值保证率在95%以上3.0.6热固性树脂成型GFRP筋弯曲应在工厂按照一定的角度完成，并符合设计要求。4 设计4.1 一般规定4.1.1 玻璃纤维筋混凝土采用以概率理论为基础的极限状态设计法，引入玻璃纤维筋材料的抗拉性能标准值和设计值。4.1.2 玻璃纤维筋混凝土结构构件承载能力极限状态表达方式： （4.1.2-1）式中： 结构重要性系数：对安全等级为一级的结构构件，不小于1.1；对安全等级为二级的结构构件，不小于1.0；对安全等级为三级的结构构件，不小于0.9； 承载能力极限状态下荷载效应组合设计值，按现行建筑结构荷载规范（GB50009）进行计算； 结构构件承载力设计值。采用的设计表达式为： （4.1.2-2）式中： 玻璃纤维筋构件承载力设计值；玻璃纤维筋构件承载力函数；ffu 玻璃纤维筋抗拉强度设计值，按本技术规程4.1.3取用；混凝土强度设计值，按现行混凝土结构设计规范(GB50010)取用；4.1.3 一般环境下GFRP筋抗拉强度设计值。GFRP材料会在不同的化学环境中（包括酸、碱）发生性能的劣化，当需要进行GFRP筋抵抗化学介质试验时，研究人员可参考GB/T 3857-2005玻璃纤维增强热固性塑料耐化学介质性能试验方法的要求执行。这种劣化随着温度的升高而加剧，暴露于环境中的构件，采用GFRP筋进行构件增强时，强度标准值应乘以0.7的安全系数，以作为设计强度，GFRP筋抗拉强度设计值根据公式（4.1.3）的确定。 （4.1.3）（缺少表头）环境情况环境因素引起的折减系数，CE暴露在室内0.8暴露在室外0.74.1.4 玻璃纤维筋混凝土结构构件还应满足结构变形验算要求，表达式为： （4.1.4）式中： 荷载效应标准组合值，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB50009）计算； 结构构件变形限值。4.2 承载能力极限状态计算4.2.1 正截面承载力计算的一般规定4.2.1.1正截面承载力按下列基本假定进行计算：(1) 截面应变保持平面；(2) 混凝土不考虑抗拉强度；(3) 玻璃纤维筋不考虑抗压强度；(4) 混凝土和玻璃纤维筋粘结良好。4.2.1.2受弯构件、偏心受压构件正截面受压区混凝土的应力图形可简化为等效矩形应力图。矩形应力图的受压区高度等于按截面应变保持平面假定所确定的中和轴高度乘以系数，取0.85。矩形应力图的应力值取为混凝土轴心抗压强度设计值乘以系数，取0.92。4.2.1.3 正截面纵向受拉玻璃纤维筋配筋率计算表达式为： （4.2.1-1）式中 玻璃纤维筋配筋率； 纵向受拉玻璃纤维筋面积； 构件换算截面面积；将正截面受压区混凝土与纵向受拉玻璃纤维筋同时破坏时的配筋率定义为平衡配筋率，计算表达式为： （4.2.1-2）式中 纵向受拉玻璃纤维筋的平衡配筋率； 、系数，按本技术规程第4.2.1.2条取用； 混凝土强度设计值，按现行混凝土结构设计规范(GB50010)取用； 玻璃纤维筋抗拉强度设计值，按本技术规程3.1取用； 混凝土极限压应变，按现行混凝土结构设计规范(GB50010)取用； 玻璃纤维筋极限拉应变设计值，按本技术规程第3.1条取用；将正截面受压区混凝土与纵向受拉玻璃纤维筋同时破坏时混凝土的相对受压区高度定义为相对界限受压区高度，其表达式为： （4.2.1-3）式中：相对界限受压区高度，； 界限受压区高度； 截面有效高度；纵向受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离； 纤维筋抗拉强度设计值； 玻璃纤维筋弹性模量； 非均匀受压时的混凝土极限压应变；取0.0033 系数，按本技术规程4.2.1.2取用；4.2.2 正截面受弯承载力计算4.2.2.1 矩形截面玻璃纤维筋混凝土受弯构件正截面承载力计算表达式为：弯矩设计值： （4.2.2-1）等效受压区高度： （4.2.2-2）混凝土受压区高度尚应符合下列条件： （4.2.2-3）式中 弯矩设计值； 纵向受力玻璃纤维筋面积； 玻璃纤维筋抗拉强度设计值，按本技术规程3.1取值；截面有效高度；纵向受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离； 等效受压区高度； 截面宽度； 混凝土强度设计值，按现行混凝土结构设计规范(GB50010)取用； 、系数，分别取0.92和0.85。图4.2.2-1受压破坏时的应变、应力4.2.2.2 沿周边均匀配置纵向玻璃纤维筋的圆形截面玻璃纤维筋混凝土受弯构件正截面承载力计算表达式为：图4.2.2-2 沿圆周均匀配置的圆形截面界限破坏时的应变状态 （4.2.2-4）式中 圆形截面面积；全部纵向纤维筋的截面面积；圆形截面的半径；纵向纤维筋重心所在圆周的半径；对于受压区混凝土截面面积的圆心角（rad）与2的比值；纵向受拉纤维筋与全部纵向纤维筋截面面积的比值，当0.625时，取=0；设计弯矩调整系数，取1.4。注：本条适用于截面内纵向玻璃纤维筋数量不少于8根的情况；且 （4.2.2-5）式中 界限受压圆心角。临界受压区高度计算式（4.2.2-5），是据平截面假定，有以下关系： 或 （4.2.2-6）式中：xcb界限破坏时的实际受压区高度；混凝土受压区边缘纤维的极限压应变；受拉纤维筋的极限应变设计值，即=Es；纤维筋的抗拉强度设计值；圆形截面的半径；纵向钢筋重心所在圆周的半径；令 ，将式（4.2.2-6）代入，可得 并令rs=rr将式（4.2.2-6）改写为： ，当简化为等效矩形应力图形时，界限破坏受压区高度据几何关系有。令两式相等，并经数学代换,得: （4.2.2-7）则可以定义为界限受压圆心角。当混凝土受压区高度对应的圆心角大于界限受压受压圆心角，能保证受压侧混凝土先达到极限压应变。设计弯矩调整系数的确定是根据试验结果，对比试验结果，由统计数据得到在同等安全度的条件下，钢筋与纤维筋圆梁承载力比值为1.35，因此，在钢筋混凝土规范相关公式基础上确定弯矩修正系数为1.4。4.2.3 正截面受压承载力计算4.2.3.1玻璃纤维筋混凝土轴心受压构件，当配置的箍筋满足混凝土设计规范要求时，其正截面承载力计算表达式为： （4.2.3-1）式中 N轴向压力设计值；纤维筋混凝土构件稳定系数，按表4.2.3-1取值；A构件截面面积。表5.2.3-1纤维筋混凝土构件的稳定系数2246810121416182022242628300.625时，取=0；荷载调整系数，取1.4。注：本条适用于截面内纵向玻璃纤维筋数量不少于8根的情况；且 （4.2.3-9）式中 界限受压圆心角。4.2.4 斜截面受剪承载力计算玻璃纤维筋混凝土受弯构件，其受剪截面在符合现行混凝土结构设计规范（GB50010）7.5.1条要求的前提下，斜截面受剪承载力计算表达式为： （4.2.4-1）当构件为矩形截面时： （4.2.4-2）当构件为圆形截面时： （4.2.4-3）其中： （4.2.4-4）式中： 玻璃纤维筋混凝土构件斜截面最大剪力设计值； 玻璃纤维筋对混凝土抗剪能力的影响系数，剪跨比0.7时，0.67；且受剪截面应满足：剪跨比0.5时，1.0，且受剪截面应符合：剪跨比为中间值时采用内插值；截面高度影响系数：当800mm时，取800mm；当2000mm时，取2000mm；混凝土轴心抗拉强度设计值。 玻璃纤维筋混凝土构件中混凝土的受剪承载力设计值； 配置在同一截面内玻璃纤维箍筋各肢的全部截面面积； 沿构件长度方向的箍筋间距； 玻璃纤维箍筋弯曲段抗拉强度设计值； 玻璃纤维筋抗拉强度设计值； 玻璃纤维箍筋的弯曲半径； 玻璃纤维筋的名义直径；4.3 变形计算4.3.1 正常使用极限状态的挠度计算可根据构件的刚度和荷载形式按结构力学方法计算。4.3.2 矩形梁和圆形梁的受弯构件截面刚度可按下式计算： （4.3.2-1）式中 梁截面有效惯性矩，当时，；修正系数，由试验得出，在三分梁荷载作用下方形梁=0.52，圆形梁=0.54；在梯形荷载作用下0.5；为开裂弯矩，其中，梁截面中和轴到纤维筋的距离；混凝土梁跨中弯矩；与纤维筋弹性模量及混凝土的粘结性能有关的系数，应由试验确定，建议，其中 ；截面惯性矩；GFRP筋的弹性模量；钢筋的弹性模量；混凝土弹性模量；梁截面有效惯性矩 ；开裂截面换算惯性矩 ；b混凝土梁截面宽度；h混凝土梁截面的有效高度；梁截面面积；梁截面配筋率； 混凝土立方抗压强度；4.4 构造规定4.4.1 纵向玻璃纤维筋的混凝土保护层应不小于两倍玻璃纤维筋的名义直径，同时还不应小于50mm。4.4.2 玻璃纤维筋的锚固长度和搭接长度不小于现行混凝土结构设计规范（GB50010）规定的同直径螺纹钢筋锚固长度和搭接长度的1.25倍。4.4.3 矩形截面玻璃纤维筋混凝土受弯构件破坏模式应设计为混凝土受压破坏模式，配筋率应满足最小构造配筋率5 施工5.1 一般规定5.1.1 玻璃纤维筋应水平放置，避免爆晒，杆体端部不应沾染油污。5.1.2 玻璃纤维筋装卸和运输过程中不应抛掷和撞击。5.1.3施工前应编制施工组织，并在施工中认真执行。5.1.4施工前应核对产品质量保证书、检测报告以及品种、规格、色泽、数量进行验收。5.2 玻璃纤维筋笼的制作和吊装5.2.1 受力主（纵）筋间GFRP筋与钢筋、GFRP筋与GFRP筋之间的连接应采用钢制U型卡连接，U型卡应与筋材直径相适应，每根筋材连接端的U型卡数量不得少于两个。5.2.2 其余部位间的GFRP筋与钢筋、GFRP筋与GFRP筋之间的连接可以采用铁丝绑丝或者尼龙绳进行绑扎，绑扎应该牢靠。5.2.3 玻璃纤维筋笼制作过程中应注意采取增加玻璃纤维筋筋笼刚度的措施（如筋笼两侧采用工字钢包边、筋笼内部采用一些玻璃纤维筋桁架或后期可以去除的钢筋桁架等等），以防止在吊装以及运输过程中出现较大的变形。5.2.4 对于需要吊装才能将筋笼放置到位的情况，由于盾构需要在筋笼中间（沿高度方向）穿越，所以筋笼一般会出现两个部位的搭接（受力主筋间GFRP筋与钢筋、GFRP筋与GFRP筋之间），吊装的方式宜采用从上向下（沿高度方向）的三吊点方式起吊，第一吊点一般位于筋笼最上部1米范围之内，第二吊点一般位于第一次连接点位置以上1米内，第三吊点一般位于第二次连接点位置以下合适的位置。5.2.5 筋笼吊装的过程中，起吊点均需要放置在钢筋之上，严禁将起吊点放置在玻璃纤维筋上。5.3 盾构切削混凝土围护结构施工要求5.3.1工作竖井洞门外土体加固1 盾构始发和接收时，应视地质和现场等条件对工作井洞门外的一定范围内的地层进行必要的地层加固，并对洞圈间隙采取密封措施，确保盾构始发和接收安全。2 本工艺本质上可以不必拆除临时墙体，无需释放土体应力就可以使盾构安全推进。5.3.2 盾构始发1 盾构始发前，对洞口经改良后的土体作质量检查，保证始发安全。2 盾构始发时必须做好盾构的防旋转和基座稳定措施，并对盾构姿态作复核、检查。4 在始发阶段应控制盾构推进的初始推力。5 初始推进过程中，必须始终进行监测并对监测资料反馈分析，不断调整盾构掘进施工参数。5.3.3 盾构到达1 制定盾构到达方案，包括到达掘进、管片拼装、壁后注浆、洞口外土体加固、洞口围护直接拆除、临时洞圈密封、接收基座安装等工作的安排。2 对盾构接收井进行验收并做好接收盾构的准备工作。3 盾构到达前100m，必须根据洞门的实测中心位置对盾构姿态进行调整，以确保盾构准确到达。4 盾构切口离到达接收井距离小于10m时，必须控制盾构推进速度、开挖面压力、防止洞口围护结构提前断裂，造成地表沉陷甚至坍塌。5 盾构开始切削围护结构时，必须降低油缸推力，满仓缓慢掘进，待刀盘完全进入围护结构后方可允许进行清仓工作，实行敞开式掘进，直到盾构安全到达接收基座上。6 验收6.1 一般规定6.1.1 本标准中涉及的玻璃纤维筋混凝土围护结构（围护桩、连续墙）的制作要求应按照现行相关钢筋围护结构规范执行。6.2 材料验收6.2.1 玻璃纤维筋的产品外观应符合3.0.1要求的有关规定。6.2.2 玻璃纤维筋的主要原材料进行规定，主要是考虑玻璃纤维筋在强碱性环境下会发生裂解导致材料性能的劣化，研究表明乙烯基树脂具有良好的保护玻璃纤维抵抗外界碱性环境侵蚀的能力，此种材料可以满足盾构可切削混凝土配筋工程的使用要求。6.2.3 玻璃纤维筋的外形尺寸应符合3.0.3要求的有关规定。6.2.4 玻璃纤维筋的密度要求应符合3.0.4要求的有关规定。6.2.5 玻璃纤维筋的力学指标应符合3.0.5要求的有关规定。6.3 工程验收6.3.1 玻璃纤维筋与钢筋、玻璃纤维筋与玻璃纤维筋之间的搭接长度不得小于40D。6.3.2 玻璃纤维筋笼的整体构造应该符合设计要求。本规程用词说明一、执行本规程条文时，对于要求严格程度的用词说明如下，以便在执行中区别对待：1 表示很严格，非这样作不可的用词：正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。2 表示严格，在正常情况下均应这样作的用词：正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。3 表示允许稍有选择，在条件许可时，首先应这样作的用词：正面词采用“宜”或“可”；反面词采用“不宜”。二、条 文中指明必须按其它有关标准和规范执行的写法为，“应按执行”或“应符合要求或规定”。非必须按所指定的标准和规范执行的写法为，“可参照”。引用标准目录1 440.1R-03 Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars；2 440.5M-08 Metric Specification for Construction with Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Reinforcing Bars；3 440.6M-08 Metric Specification for Carbon & Glass Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Bar Materials for Concrete Reinforcement；4 GB50446-2008盾构法隧道施工与验收规范；5 GB50010-2002混凝土结构设计规范。盾构可切削混凝土配筋技术规程JGJ -2010条文说明2010年5月前言盾构可切削混凝土配筋技术规程JGJ-2009经住房与城乡建设部2010年月日以第号公告批准、发布。为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定，盾构可切削混凝土配筋技术规程编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，期对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是本条文说明不具备与规程正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握规程规定的参考。在使用中如果发现本条文说明有不妥之处，请将意见函件邮寄深圳市海川实业股份有限公司（地址：广东省深圳市福田区车公庙天安数码城F3.8栋CD座八楼，邮政编码：518040）。目次1 总则 2 术语、符号 3 材料 4 设计4.1 一般规定4.2 承载能力极限状态计算4.3 变形计算4.4 构造规定5 施工5.1 一般规定5.2 玻璃纤维筋笼的制作和吊装5.3盾构切削混凝土围护结构施工要求6 验收6.1 一般规定 6.2 材料验收 6.3 工程验收1 总则1.0.1 编制本规程的目的是加强盾构可切削混凝土配筋技术有关应用的安全可靠性，统一此新技术在盾构直接穿越围护结构工程中的设计、施工以及质量验收标准。1.0.2 本规程适用于全封闭式配有硬岩切削刀具的地下盾构直接切削混凝土围护结构进行始发和到达的有关工程，不适用于软土地区施工1.0.4为实现与现行混凝土结构设计规范（GB50010）的衔接，玻璃纤维筋混凝土也采用以概率理论为基础的极限状态设计法。1.0.5由于盾构可切削混凝土配筋技术在国内应用还属于新技术，并且主要涉及盾构穿越围护结构使用，本规程主要对不同于钢筋混凝土结构的部分做出规定，未规定的部分应与现行混凝土结构设计规范(GB50010)、建筑基坑支护技术规程（JTJ120）等相关规范、规程一致。2 术语与符号2.1 术语对于涉及本规程内容的一些术语，主要参考盾构法隧道施工与验收规范GB50446-2008等标准和资料，经过编制组集中归纳和整理，编入本规程。2.2 符号符号主要是参考混凝土结构设计规范GB50010-2002进行编写的，这里部分内容与ACI 440.1R Guide for the Design and Construction of Concrete Reinforced with FRP Bars（FRP筋混凝土结构设计和施工指南）进行了衔接。3 材料3.0.1 材料中如果含有气泡等物质，会造成筋材局部应力集中，影响筋材强度以及使用耐久性，而规则的螺纹间距可以保证与混凝土产生较好的粘结。3.0.2 根据使用经验以及国内外有关资料进行规定。3.0.3 说明材料的外形尺寸，保证材料具有与传统钢筋材料一样的规格，进而可以正常使用。3.0.4 表明材料的重量，体现轻质高强的作用。一般讲纤维增强复合材料的筋材中的纤维体积含量在60%70%之间，据此可以推算大致的材料密度。3.0.5 GFRP筋材料的基本性能规定了GFRP筋的抗拉强度设计值、剪切强度和弹性模量、延伸率等几项指标，其中所有力学指标均根据大量的试验结果予以确认，参照的检测报告和试验报告除了主编单位的试验记录外，主要有FRP锚杆在高等级公路边坡加固技术研究（湖南省交通厅科技进步项目200617）、煤炭工业北京锚杆质量监督检测中心进行的18mm、20mm、22mm和25mm以及华南理工大学进行的18mm、20mm、22mm和25mm、28mm、30mm、32mm、36mm、38mm和西南交通大学进行的12mm、18mm、20mm、22mm和25mm、28mm、30mm、32mm等筋材的检测报告（CMA）和大量的国内外相关资料以及有关工程应用中客户的反馈。3.0.6 目前的GFRP筋的成型工艺主要集中在热固性树脂的应用，因此材料形式一旦固定就不可以改变，所以实际工程中主要根据设计单位的要求制作特殊规格的形状材料。4 设计4.1 一般规定4.1.3 盾构可切削混凝土配筋技术用玻璃纤维筋混凝土结构作为一种临时结构，可不进行裂缝控制验算和耐久性设计；但结构的变形验算应满足现行混凝土结构设计规范（GB50010）、建筑基坑支护技术规程（JTJ120）等相关规范、规程的要求。4.2 承载能力极限状态计算4.2.1.1 弯曲试验表明：在构件破坏之前，玻璃纤维筋混凝土结构截面的平均应变基本符合平截面假定；拉伸试验表明：虽然玻璃纤维筋为脆性材料，但在破坏之前仍表现出良好的线性关系；粘结锚固试验表明：玻璃纤维筋与混凝土之间可形成良好的粘结；轴心受压试验表明：玻璃纤维筋混凝土结构破坏前，玻璃纤维筋能承担部分压力，但比例较小，偏于安全考虑，本规程暂不考虑玻璃纤维筋的抗压承载能力。试验表明：玻璃纤维筋混凝土结构混凝土受压应力应变关系可按现行混凝土结构设计规范(GB50010)取用，玻璃纤维筋受拉应力等于应变与其弹性模量的乘积，但绝对值不大于强度设计值，极限应变值按本技术规程3.0.5取用。4.2.1.2 将混凝土受压区应力图形简化成等效的矩形应力图为国内外钢筋混凝土设计规范的通用做法，国内外试验表明，该法也适用于玻璃纤维筋混凝土结构构件。和取值主要根据西南交通大学盾构可切削混凝土配筋技术规程试验研究报告，同时也参照了国外规范和相关研究成果。4.2.1.3 参考美国规范ACI 440.1R-03： （4.2.1-2 a）式中 混凝土强度折减系数（27.6MPa）时取0.85；时，此系数每1000psi折减0.05，但最小取值0.65）。若纤维筋的材料性完全服从线弹性特征，则弹性模量，将其代入式（4.2.1-2a）得：，两式仅相差的区别。4.2.2.1由于不考虑玻璃纤维筋的抗压强度，因此5.2.2-1式中只有混凝土受压和纤维筋受拉两种荷载效应。因此可以用平衡方程求出。4.2.2.2式（4.2.2-4）是根据截面应变保持平面假定列出的平衡方程，式中有3个未知数，和，要求解这3个未知数是比较麻烦的。为避免解超越方程，根据有关文献，令（4.2.2-4）式中的进行简化。4.2.3.1 正截面轴心受压试验结果表明：玻璃纤维筋混凝土柱稳定系数与相同强度等级素混凝土柱的稳定系数比值为=0.81。4.2.3.2 用挠度的计算式计算纤维筋混凝土梁的挠度时，当钢筋混凝土梁的侧向挠度为20mm时，用式（4.3.2-1）计算的纤维筋换算截面惯性矩求得的跨中挠度为钢筋梁的2.2倍，即45mm。因此，附加偏心距取45mm和偏心方向截面大尺寸的1/13.6两者中的较大值。4.2.3.3 经试验验证，同等条件下钢筋构件与纤维筋构件承载力比值为1.31.4，因此，在混凝土规范相关公式基础上确定承载力修正系数为1.4。4.2.4 根据试验研究报告，与配筋率、主筋直径和剪跨比密切相关，当剪跨比1时，0.67；剪跨比0.5时，1.0，剪跨比为中间值时采用内插值。4.3 变形计算4.3.2 参考ACI400.IR01给出的公式： （T4.3.2-1）在此基础上对比试验结果，加惯性矩修正系数得出的。4.3.3国内外试验表明：当时，玻璃纤维筋结构构件破坏形态为混凝土压碎；当时，玻璃纤维筋结构构件破坏形态为玻璃纤维筋拉断；当时，玻璃纤维筋结构构件破坏可能为混凝土受压，也可能为玻璃纤维筋拉断。由于玻璃纤维筋离散性较大，且脆性也较混凝土大，因此玻璃纤维筋混凝土结构应设计为混凝土压碎的破坏形态。4.4 构造规定4.4.1 本条参考ACI 4406M08 Specification f