近年来,盾构法施工在地下隧道工程中的应用日益广泛,尤其是在城市地铁的建设中发挥了巨大的作用,所以,盾构隧道衬砌结构(钢筋混凝土管片)受力状况的研究也显得更为重要。盾构隧道管片设计研究的关键是设计方法的选择。随着人们对地层对盾构隧道衬砌结构施力及约束作用的认识,逐渐形成了以地层和结构相互作用为主的管片设计方法。影响盾构隧道衬砌结构受力状况的因素较多,大致分为地层参数的影响和结构参数的影响两类,前者的不确定性因素较多,精确度较低,而后者则不确定因素相对较少,精确度较高。目前国内外常用的设计方法主要有五种,即惯用法(自由变形圆环法)、修正惯用法、弹性地基圆环法和梁-弹簧模型法,这四种计算方法各有优缺点。本文的研究重点:通过对以上四种理论计算方法的分析,作者提出了“全周弹簧-直梁-弹性绞”计算模型法,通过数据对比,分析该计算模型在盾构隧道管片设计上的优越性和不足。本文的研究思路是:(1)分别对惯用法(自由变形圆环法)、修正惯用法、梁-弹簧和弹性地基圆环模型法进行了理论分析,并在此基础上提出了“全周弹簧-直梁-弹性铰”数值模型。(2)“全周弹簧-直梁-弹性铰”数值模型对管片结构进行了力学分析和合理的简化,即将周围地层作用模拟为具有拉压和剪切作用的弹簧接触,将盾构隧道管片模拟为直梁,将管片间接头螺栓模拟为弹性铰,只考虑接头的相对转动;使用 FLAC 软件建立了数值计算模型。(3)以北京地铁 4#线(动物园站～白石桥站)区间盾构隧道管片设计为例,将按“全周弹簧-直梁-弹性铰”计算模型,使用 FLAC 软件计算的结果数据同“自由变形圆环法”计算的结果数据进行分析对照,分析两种模型的计算结果在弯矩、剪力、轴力和变形的异同点,并以此探讨计算模型的优点和不足,希望能对今后的盾构隧道管片设计提供参照。