技術特征：

1.一種水域盾構隧道穿越管道的GFRP抗漂浮設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，根據(jù)水域盾構隧道穿越管道充水運營工況計算管道的延米漂浮設計荷載q；

步驟2，根據(jù)管道材料特性、輸送介質特性及管道運營環(huán)境條件確定管道跨距L；

步驟3，根據(jù)步驟1確定的管道延米漂浮設計荷載q及步驟2確定的管道跨距L，確定抗漂浮錨固件的抗漂浮設計荷載Q，其中抗漂浮錨固件包括鋪底混凝土配重層，管道通過管卡固定在鋪底混凝土配重層上，所述管卡沿管道的兩側分別設有與GFRP錨固螺桿相對應的螺栓孔；

步驟4，根據(jù)步驟3中的抗漂浮錨固件的抗漂浮設計荷載Q和鋪底混凝土配重層高度h，確定鋪底混凝土配重層長度L₁；

步驟5，對鋪底混凝土配重層進行配筋計算與設計；

步驟6，確定GFRP錨固螺桿的數(shù)量n；

步驟7，根據(jù)步驟6確定的單側GFRP錨固螺桿數(shù)量n/2，結合GFRP錨固螺桿施工空間要求，確定管卡的長度B；根據(jù)抗漂浮錨固件的抗漂浮設計荷載Q和GFRP錨固螺桿的抗拉設計強度f_u計算確定管卡厚度b；根據(jù)單個GFRP錨固螺桿拉力N和GFRP錨固螺桿的抗剪設計強度f_v計算確定管卡底板厚度a；

步驟8，完成水域盾構隧道穿越管道的GFRP抗漂浮設計。

2.根據(jù)權利要求1所述的水域盾構隧道穿越管道的GFRP抗漂浮設計方法，其特征在于，步驟1中的管道的延米漂浮設計荷載q根據(jù)下式計算：

$q=k\left(9.81\right(\frac{{\mathrm{\πOD}}^2}{4}){\mathrm{\ρ}}_w-9.81(\frac{{\mathrm{\πID}}^2}{4}){\mathrm{\ρ}}_g-G_p)$

式中，q為管道延米漂浮設計荷載，k為抗漂浮穩(wěn)定系數(shù)，OD為管道外直徑(m)，ID為管道內徑(m)，ρ_w為水密度(kg/m³)，ρ_g為輸送介質密度(kg/m³)，G_p為管道延米重量(N/m)。

3.根據(jù)權利要求1所述的水域盾構隧道穿越管道的GFRP抗漂浮設計方法，其特征在于，步驟3中抗漂浮錨固件的抗漂浮設計荷載Q根據(jù)下式計算得到：Q＝qL。

4.根據(jù)權利要求1所述的水域盾構隧道穿越管道的GFRP抗漂浮設計方法，其特征在于，步驟4中確定鋪底混凝土配重層長度L₁包括以下步驟：

步驟4.1，確定鋪底混凝土配重層的延米配重G_h：

$G_h=9.81\left({\left(R_t^2-{\left(R_t-h\right)}^2\right)}^{0.5}h\right({\mathrm{\ρ}}_h-{\mathrm{\ρ}}_w)$

式中，R_t為盾構隧道內直徑(m)，h為鋪底混凝土配重層高度(m)，L₁為鋪底混凝土配重層長度(m)，ρ_h為鋪底混凝土配重層密度(kg/m³)，ρ_w為水密度(kg/m³)；

步驟4.2，確定鋪底混凝土配重層長度L₁：

$L_1=\frac{Q}{G_h}.$

5.根據(jù)權利要求1所述的水域盾構隧道穿越管道的GFRP抗漂浮設計方法，其特征在于，步驟5中對鋪底混凝土配重層進行配筋計算與設計包括以下步驟：

步驟5.1，確定GFRP錨固螺桿的抗拉設計強度f_u：

$f_u=\frac{{\mathrm{\γ}}_s{f}_k}{{\mathrm{\γ}}_1{\mathrm{\γ}}_e}$

式中，f_k為GFRP錨固螺桿的抗拉設計強度標準值，γ_s為GFRP材料的抗拉強度標準值保證率，γ₁為GFRP材料的分項系數(shù)，γ_e為GFRP材料的環(huán)境影響系數(shù)；

步驟5.2，確定鋪底混凝土配重層頂部GFRP受拉鋼筋面積A_s：

$A_s=\frac{G_h{L}_1}{8f_u(\frac{h}{3}-a_s)}$

式中，A_s為鋪底混凝土配重層頂部GFRP受拉鋼筋面積(m²)，G_h為鋪底混凝土配重層的延米配重(N/m)，L₁為鋪底混凝土配重層長度(m)，h為鋪底混凝土配重層高度(m)，a_s為鋪底混凝土配重層頂部GFRP受拉鋼筋保護層厚度(m)。

6.根據(jù)權利要求1所述的水域盾構隧道穿越管道的GFRP抗漂浮設計方法，其特征在于，步驟6中確定GFRP錨固螺桿的數(shù)量n包括以下步驟：

步驟6.1，設定GFRP錨固螺桿的數(shù)量n，根據(jù)GFRP錨固螺桿的數(shù)量n確定單個GFRP錨固螺桿拉力N和GFRP錨固螺桿公稱外徑d：

$N=\frac{Q}{n},d\>{\left(\frac{4k_{1}N}{{\mathrm{\πf}}_u}\right)}^{0.5}$

步驟6.2，由GFRP錨固螺桿公稱外徑d根據(jù)下式計算確定GFRP錨固螺桿在鋪底混凝土配重層內的最小錨固長度L_a：

$L_a\≥\frac{f_{u}d}{8f_t},L_a\≥20d,L_a\≥\frac{{\mathrm{Nk}}_2}{{\mathrm{\πdf}}_t}$

驗證鋪底混凝土配重層最短側錨固空間是否滿足最小錨固長度L_a；

步驟6.3，當鋪底混凝土配重層最短側錨固空間滿足最小錨固長度L_a時，所設定的GFRP錨固螺桿的數(shù)量n滿足要求；當所述GFRP錨固螺桿的錨固長度L_a因空間受限無法滿足時，則在所述GFRP錨固螺桿底部加設墩頭或雙螺母，GFRP墩頭錨固螺桿的最小錨固力N_L、GFRP墩頭錨固螺桿的數(shù)量n、GFRP墩頭錨固螺桿的墩頭高度h_L分別為：

$N_L=\frac{{\mathrm{\πDf}}_t{L}_a}{k_2},n\≥\frac{Q}{N_L},h_L=\frac{N_L}{3.14{\mathrm{df}}_v}$

式中，L_a為GFRP錨固螺桿在鋪底混凝土配重層內的最小錨固長度(m)，f_u為GFRP錨固螺桿的抗拉設計強度，k₁為GFRP錨固螺桿設計安全系數(shù)，k₂為GFRP錨固螺桿設計抗拔安全系數(shù)，f_t為鋪底混凝土配重層的軸心抗拉設計強度，D為GFRP墩頭錨固螺桿的墩頭外徑，h_L為GFRP墩頭錨固螺桿的墩頭高度，f_v為GFRP錨固螺桿的抗剪設計強度。

7.根據(jù)權利要求6所述的水域盾構隧道穿越管道的GFRP抗漂浮設計方法，其特征在于，GFRP墩頭錨固螺桿的墩頭外徑D為1.7d。

8.根據(jù)權利要求1所述的水域盾構隧道穿越管道GFRP的抗漂浮設計方法，其特征在于，步驟7中所述GFRP錨固螺桿施工空間要求為GFRP錨固螺桿中心間距不小于2.5d，GFRP錨固螺桿中心距管卡的邊緣不小于1.5d。

9.根據(jù)權利要求1所述的水域盾構隧道穿越管道的GFRP抗漂浮設計方法，其特征在于，管卡厚度b和管卡底板厚度a分別根據(jù)下式計算得到：

$b=\frac{2Q}{{\mathrm{Bf}}_u},a=\frac{2Q}{{\mathrm{Bf}}_v}$

f_u為GFRP錨固螺桿的抗拉設計強度，f_v為GFRP錨固螺桿的抗剪設計強度。

10.根據(jù)權利要求1所述的水域盾構隧道穿越管道的GFRP抗漂浮設計方法，其特征在于，所述GFRP錨固螺桿沿管道的兩側均勻布置，且每側GFRP錨固螺桿的個數(shù)為奇數(shù)。