隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢算優(yōu)選

1、第3章隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢算3.1隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢算方法隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)檢算包括對(duì)初期支護(hù)和二次襯砌的設(shè)計(jì)檢算，本章只介紹對(duì)二次襯砌的設(shè)計(jì)檢算，初期支護(hù)由工程類比法確定，不對(duì)其進(jìn)行檢算。二次襯砌 的設(shè)計(jì)檢算采用荷載-結(jié)構(gòu)模型，將全部荷載施加到襯砌結(jié)構(gòu)上，根據(jù)求得的襯 砌內(nèi)力對(duì)已擬定配筋的襯砌進(jìn)行檢算， 并對(duì)檢算未通過的襯砌調(diào)整截面配筋， 直 到檢算通過為止。整個(gè)設(shè)計(jì)檢算過程如下：(1)由隧道的縱斷面圖，確定隧道的圍巖級(jí)別及相應(yīng)埋深；(2)根據(jù)圍巖級(jí)別和襯砌內(nèi)輪廓尺寸，由工程類比法初步擬定隧道的支護(hù)和 襯砌參數(shù)，繪制復(fù)合式襯砌斷面圖；(3)由鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范，計(jì)算圍巖壓力并確定典型計(jì)算斷面；(4)采用荷載

2、-結(jié)構(gòu)模型，利用ANSYS建模進(jìn)行襯砌內(nèi)力的計(jì)算；(5)由計(jì)算求得的彎矩、軸力進(jìn)行襯砌結(jié)構(gòu)配筋的檢算。3.2隧道襯砌荷載計(jì)算各級(jí)圍巖段基本情況根據(jù)大瑤山隧道的縱斷面圖，可得該隧道的圍巖級(jí)別及長(zhǎng)度、隧道埋深等數(shù) 據(jù)，見表3-1所示：表3-1大瑤山隧道各圍巖段情況長(zhǎng)度(m)m)R320281.60363.74m742526.06650.00IV18807.24 554.28V7030 27.63大瑤山隧道為時(shí)速250km/h的客專雙線鐵路隧道，砌內(nèi)輪廓是相同的，但由于隧道所處圍巖級(jí)別的不同，其采用的復(fù)合式襯砌的形式和厚度也會(huì)有所不同，從而導(dǎo)致各圍巖段隧道開挖輪廓線的不同。各級(jí)圍巖段隧道的開挖凈高和

3、凈寬初步擬定見表 3-2所示。表3-2隧道開挖凈高和凈寬圍巖級(jí)別開挖凈高(m)開挖凈寬(m)1 / 21word.W12.1314.42V12.4814.62荷載計(jì)算方法(1)隧道深淺埋的判定原則深、淺埋隧道分界深度至少應(yīng)大于坍方的平均高度且有一定余量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)， 這個(gè)深度通常為22.5倍的坍方平均高度值，即：Hp 22.5hq(3-1)式中，Hp 深淺埋隧道分界的深度(m);hq等效荷載高度值(m);系數(shù)22.5在松軟的圍巖中取高限，在較堅(jiān)硬圍巖中取低限。當(dāng)隧道覆蓋層厚度h hq時(shí)為超淺埋，hq h Hp時(shí)為淺埋，h Hp時(shí)為深 q q p p埋。(2)當(dāng)隧道埋深h小于或等于等效荷載高度hq

4、 (h hq)時(shí)，為超淺埋隧道，圍巖壓力按隧道頂部全土柱重量計(jì)算。圍巖垂直均布松動(dòng)壓力為：q h(3-2)式中， 圍巖容重(kN/m 3),見表3-3;h 隧道埋置深度(m);圍巖水平壓力6朗金公式計(jì)算：隧道頂部水平壓力：61 qtan / 21word. 450彳(3-3a)隧道底部水平壓力：aq Ht tan2 45彳(3-3b)表3-3圍巖壓力相關(guān)計(jì)算參數(shù)取值圍巖級(jí)別(kN/m 3)彈性反力系數(shù)K(MPa/m)巖體兩側(cè)摩擦系角 ()0()IV21.53500.8 55V18.51500.6 045(3)當(dāng)隧道埋深h大于等效荷載高度hq且小于深淺埋分界深度(hq h Hp)時(shí)，為一般淺埋隧

5、道，圍巖壓力按謝家休公式計(jì)算：圍巖垂直均布松動(dòng)壓力為:h tan h 1 B(3-4)tan tan 0tan 1 tan tan 0 tan tan 0 tan(3-5),一2tan o 1 tan o tan 0 tan式中，B 坑道跨度（m）;圍巖的容度（kN/m3）；h洞頂覆土厚度（m）；巖體兩側(cè)摩擦角（），見表3;側(cè)壓力系數(shù)；圍巖計(jì)算摩擦角（），見表3;產(chǎn)生最大推力時(shí)的破裂角（）；Ht 隧道開挖高度（m）。圍巖水平壓力按梯形分布，由下式確定：隧道頂部水平壓力：0 h隧道底部水平壓力：e h Httantan 0(3-6)(3-7a)(3-7b)（4）當(dāng)隧道埋深h大于或等于深淺埋分界深

6、度Hp （h Hp）時(shí)，為深埋隧道，圍巖壓力按自然拱內(nèi)巖體重量計(jì)算：?jiǎn)尉€、雙線及多線鐵路隧道按破壞階段設(shè)計(jì)，垂直均布?jí)毫椋篠 1q hq 0.45 2（3-8）式中，hq 等效荷載高度值（m）;S圍巖級(jí)別，如III級(jí)圍巖S 3；圍巖的容重（kN/m3）；寬度影響系數(shù)，其值為：1 i B 5（3-9）式中，B 坑道寬度（m）;iB每增加1m時(shí)，圍巖壓力的增減率（以B 5 m為基準(zhǔn)），當(dāng)B 5m時(shí)，取 i 0.1。圍巖的水平土勻布松動(dòng)壓力按表表3-43-4計(jì)算求得。圍巖水平均布?jí)毫鷰r級(jí)別IVV水平均布?jí)毫?.2q0.2q3.2.3各圍巖段荷載計(jì)算IV級(jí)圍巖壓力的計(jì)算(1)隧道深淺埋的判定IV級(jí)

7、圍巖的開挖輪廓尺寸：B=14.42m, Ht=12.13m等效荷載高度：h 0.45 2s 1 w 0.45 23 1 0.1 14.42 5 7mq深淺埋分界深度：Hp 2 2.5 h 14 17.5 m rq由于圍巖為IV級(jí)，極為軟弱破碎且節(jié)理發(fā)育，故深淺埋分界深度取為Hp2.5坊17.5m。由隧道縱斷面圖可知，IV級(jí)圍巖中，隧道的最小埋深h=7.24m,故處于IV級(jí)圍巖的隧道當(dāng)hq h Hp時(shí)為淺埋，當(dāng)h Hp時(shí)為深埋。(2)IV級(jí)圍巖壓力的計(jì)算對(duì)于埋深hq h Hp的一般淺埋隧道，選取里程DK1908+060DK1908+120 ,取里程為DK1908+94.8處，即一般淺埋段隧道最大

8、埋深hHp17. 5m處的圍巖壓力進(jìn)行計(jì)算。p一般淺埋隧道圍巖壓力按謝家休公式計(jì)算：對(duì)于IV級(jí)圍巖，計(jì)算摩擦角55,0. 8 044O,則 tan 01.428, tan 0.966，2, ，tan 0 1 tan 0tan tan 0: 3.065, tan 0 tan0.1407tan tan 0tan 1 tan tan 0 tan tan 0 tan垂直均布松動(dòng)壓力:4 / 21word.17.5 0.1407 0.966221.5 17.51 314.2kN/m14.42水平松動(dòng)壓力:隧道頂部：6. 2h 21.5 17.5 0.1407 52.94kN/m隧道底部：62一一一 一2

9、H 21.5 17.5 12.13 0.1407 89.63kN/m當(dāng)隧道埋深h大于或等于深淺埋分界深度Hp (h Hp)時(shí)，為深埋隧道,1 0,1 14.42 5150.31kN/m230.06kN/m 2根據(jù)鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范所推薦的方法:垂直均布松動(dòng)壓力：qhq 21.5 0.45 23q水平均布松動(dòng)壓力：e 0.2q 0.2 150.313.2.3.2 V級(jí)圍巖壓力的計(jì)算(1)隧道深淺埋判定隧道開挖最大輪廓尺寸：B=14.62m, Ht=12,48m等效荷載高度：hq 0.45 2 / 21word. 1 w 0,45 24 1 0.1 14.62 514.13mq深淺埋分界深度：Hp

10、2 2.5 hq 28.26 35.325 m p q由于圍巖為V級(jí)，巖體軟弱破碎、節(jié)理發(fā)育、強(qiáng)-弱風(fēng)化且含地下水，故取Hp 2. 5hq35.325m。p q由隧道縱斷面圖知，處于V級(jí)圍巖的隧道最小埋深0m,最大埋深h=27.63m 且hq h Hp故V級(jí)圍巖中的隧道可分為超淺埋、一般淺埋隧道。(2)V級(jí)圍巖壓力的計(jì)算對(duì)于埋深h hq的超淺埋隧道，選取里程DK1908+120DK1908+300,取 里程為DK1908+274.88處，即超淺埋段隧道最大埋深 h hq 14.13m處的圍巖壓 力進(jìn)行計(jì)算。超淺埋隧道垂直松動(dòng)壓力按全土柱計(jì)算：垂直均布松動(dòng)壓力： q h 18.5 14.13 2

11、61.40kN/m 2水平松動(dòng)壓力：隧道頂部:,200e1 qtan 452一， 一 2 _0261.405 tan 45可 44.85kN/m2 2隧道底部:e2q Ht tan2450261.405218.5 12.48 tan2n 450o450 84.46kN/m22對(duì)于埋深hqhHp的一般淺埋隧道，選取里程為DK1908+300處，即該隧道最大埋深h Hp p27.63m處的圍巖壓力進(jìn)行計(jì)算。般淺埋隧道圍巖壓力按謝家休公式計(jì)算:對(duì)于V級(jí)圍巖，計(jì)算摩擦角0 450 ,0.6 0270，則 tan 0 1 ,tan 0.510tan 0 1 tan 0| 1 11tan tan 0 J

12、1 J 3.020tan 0 tan. 1 0.510tan tan 0tan 1 tan tan 0 tan tan 0 tan0.224垂直均布松動(dòng)壓力:18.5 27.6327.63 0.224 0.511 14.622400.8kN/m水平松動(dòng)壓力:隧道頂部：&h 18.5 27.63 0.224 114.5kN/m 2隧道底部：為_ _ 2H 18.5 27.63 12.48 0.224 166.22kN/m3.3襯砌內(nèi)力計(jì)算襯砌內(nèi)力的計(jì)算采用荷載一結(jié)構(gòu)模型，利用有限元軟件 ANSYS進(jìn)行計(jì)算。ANSYS加載求解過程如下：(1)設(shè)置分析類型：隧道采用結(jié)構(gòu)分析模型；(2)前處理：設(shè)置單

13、元類型、實(shí)常數(shù)、材料屬性，建模并劃分單元；(3)求解：施加邊界條件、荷載并求解；(4)后處理：顯示并保存變形圖、彎矩圖、軸力圖和單元結(jié)果表。隧道的ANSYS結(jié)構(gòu)計(jì)算模型如圖3-1,在該結(jié)構(gòu)計(jì)算模型中，襯砌結(jié)構(gòu)是 承載主體，承受圍巖的豎向、水平松動(dòng)壓力和結(jié)構(gòu)自重，圍巖對(duì)襯砌變形的約束6 / 21word.作用通過彈簧單元來模擬。圖3-1結(jié)構(gòu)計(jì)算模型圖ANSYS建模時(shí)，各種材料參數(shù)取值如表 3-5。表3-5襯砌及圍巖計(jì)算參數(shù)襯砌及圍巖(kN/m 3)E (GPa)K(MPa/m)泊松比C35混凝土2531.5一0.2IV級(jí)圍巖21.5一350一V級(jí)圍巖18.5一150一3.3.1 IV級(jí)圍巖3.3

14、.1.1 IV 級(jí)圍巖淺埋段IV級(jí)圍巖里程DK1908+063DK1908+12Q取里程為DK1908+94.8處斷面計(jì)算。圖3-2、圖3-3是用ANSYS求得彎矩圖和軸力圖。圖3-2 IV級(jí)圍巖淺埋段襯砌彎矩圖（單位：N- m）IIME-1shi siNIN-rffl?E+O- .-.ITfiE + EF7- iaE*#7.二力*CT-.H*TE*o?- Iflat*ci1- . iia*a圖3-3 IV級(jí)圍巖淺埋段襯砌軸力圖（單位：N）3.3.1.2 IV級(jí)圍巖深埋埋段圖3-4、圖3-5是用ANSYS求得彎矩圖和軸力圖圖3-4 IV級(jí)圍巖深埋段襯砌彎矩圖（單位：N- m）圖3-5 IV級(jí)圍

15、巖深埋段襯砌軸力圖（單位：N）3.3.2 V級(jí)圍巖V級(jí)圍巖超淺埋段超淺埋段分布于里程選取里程DK1908+12A DK1908+30Q取里程為 DK1908+274.88處，即超淺埋段隧道最大埋深h hq 14. 13m處的圍巖壓力進(jìn) 行計(jì)算。圖3-6、圖3-7是用ANSYS求得彎矩圖和軸力圖。圖3-6 V級(jí)圍巖超淺埋段襯砌彎矩圖（單位：Nm）TI-!3HI2110： .LS5E*C7Y & PT-07IP J /-.11 kF T-.Hlim- ：- ?-.l=ffE*D7-jJESEHT-.149E-BT用 fEFTl-IIBE+D圖3-7 V級(jí)圍巖超淺埋段襯砌軸力圖（單位：N）10 /

16、21word.V級(jí)圍巖一般淺埋段V級(jí)為眼部一般淺埋段選取里程為DK1908+300處，即該隧道最大埋深hHp27.63m處的圍巖壓力進(jìn)行計(jì)算。圖3-8、圖3-9是用ANSYS求得彎矩圖和軸力圖。-L19SC419-272S:35心口 5-19ISC14=41713圖3-8 V級(jí)圍巖一般淺埋段襯砌彎矩圖（單位：Nl- m）I 2gg *;27；50找 w 曠一.aiTETT-.YffETT-.S3TE+CT-V05EW-dPfl：T.圖3-9 V級(jí)圍巖一般淺埋埋段襯砌軸力圖（單位：N）3.4襯砌強(qiáng)度檢算及配筋11 / 21word.強(qiáng)度檢算原理大瑤山隧道為大跨鐵路隧道，按照鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)按破

17、損階段法和 容許應(yīng)力法檢算隧道襯砌的強(qiáng)度。（1）素混凝土矩形截面的檢算混凝土矩形截面中心及偏心受壓構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：KNRabh（3-10）式中，Ra混凝土或砌體的抗壓極限強(qiáng)度；K安全系數(shù)，見表3-6;N軸向力（MN）;B截面寬度（m）;H截面厚度（m）;構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，對(duì)于隧道襯砌、明洞拱圈及墻背緊密回填的 邊墻，可取 =1.0;軸向力偏心影響系數(shù)，計(jì)算公式如下：_ _ _ 2-3 一1.000 0.648 e0/h 12.569 e0/h15.444 e0/h 且 1.000表3-6混凝土和砌體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全系數(shù)荷載組合主要荷裁主要荷載+ 附力口荷載主要荷 載主要荷載+ 附力

18、口荷載破壞混凝土或砌體達(dá) 到抗壓極限強(qiáng)度2.42.02.72.3原因混凝土達(dá)到抗拉3.63.0一一從抗裂要求出發(fā)，混凝土矩形截面偏心受壓構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度按下式計(jì)算:KN1.75R1bh6e0/h 1(3-11)式中，Ri 混凝土的抗拉極限強(qiáng)度，見表3-7;e0 截面偏心距（m）；表3-7襯砌材料力學(xué)指標(biāo)襯砌材料襯砌、鋼筋力學(xué)指標(biāo)抗拉極限彎曲抗壓極限強(qiáng)抗拉極限強(qiáng)計(jì)算強(qiáng)12 / 21word.C30混凝土22.528.12.2一C35混凝土25.732.12.4一HRB335一一一360HPB235一一一260強(qiáng)度 Ra (MPa)度 Rw (MPa)度 Ri (MPa)度 Rg (MPa)對(duì)混凝土

19、矩形構(gòu)件，按鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)及材料強(qiáng)度豎 直計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)eo 0.2h時(shí)，有抗壓強(qiáng)度控制承載能力，不必檢算抗裂；當(dāng) eo 0.2h時(shí)，由抗拉強(qiáng)度控制承載能力，不必檢算抗壓。(2)鋼筋混凝土矩形截面的檢算大偏心受壓構(gòu)件的檢算鋼筋混凝土矩形截面的大偏心受壓構(gòu)件(x O.55ho )其截面強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算：KN Rwbx Rg Ag Ag(3-12)或 KNe Rwbx ho x/2 RgAg h a(3-13)中性軸的位置按下式確定：Rg Age AgeRwbx e ho x/2(3-14)當(dāng)軸向力N作用于鋼筋A(yù)g與Ag的重心之間時(shí)，式中左邊第二項(xiàng)取正號(hào)；當(dāng) g gN作用于A

20、g和Ag兩重心以外時(shí)，則取負(fù)號(hào)。 g g如計(jì)算中考慮受壓鋼筋時(shí)，則混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)符合x 2a ,如不符合，則按下式計(jì)算：KNe Rg h0 a(3-15)式中，N 軸向力(MN);K鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全系數(shù)，見表3-8;e , e 鋼筋A(yù)g和Ag的重心至軸向力作用點(diǎn)的距離(m);表3-8鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全系數(shù)荷載組合主要荷裁+載破壞原因-鋼筋達(dá)到計(jì)算強(qiáng)度或混凝土2.01.7達(dá)到抗壓或抗剪極限強(qiáng)度2.42.0小偏心受壓構(gòu)件的檢算鋼筋混凝土矩形截面小偏心受壓構(gòu)件(x 0.55ho),其截面強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算 2_KNe 0.5Rabh0RgAg h0 a(3-16)當(dāng)軸向力N作用于鋼筋A(yù)

21、g和Ag的重心之間，尚應(yīng)符合下列要求：.八.2_.KNe 0.5Rabh0RgAg h0 a(3-17)13 / 21word.3.4.2強(qiáng)度檢算及配筋大瑤山隧道為大跨鐵路隧道，按照要求應(yīng)對(duì)IV、V級(jí)圍巖的隧道襯砌進(jìn)行配筋檢算。首先根據(jù)襯砌厚度采用最小配筋率初配配筋，根據(jù)規(guī)范要求采用允許 應(yīng)力法反算強(qiáng)度安全系數(shù)K,若安全系數(shù)大于規(guī)范要求的安全系數(shù)，則只需按最小配筋率配筋即可；若反算得出的安全系數(shù)小于規(guī)范要求，則需要增加配筋率， 反復(fù)計(jì)算直至強(qiáng)度安全系數(shù)大于規(guī)范要求為止。(1)IV級(jí)圍巖淺埋段的配筋檢算隧道襯砌結(jié)構(gòu)在荷載作用下為偏心受壓構(gòu)件，采用對(duì)稱配筋，每側(cè)按 0.2% 的最小配筋率配筋，即

22、R R 0.002bh 900mm2,實(shí)際取418鋼筋，則單側(cè)g g的環(huán)向主筋面積 R R 1018mm2,混凝土用C35,保護(hù)層厚度取50mm,縱向 g g鋼筋采用10250,箍筋采用O8250o配筋結(jié)果檢算見表3-9。表3-9 IV級(jí)圍巖淺埋配筋檢算表號(hào)軸力(N)彎矩(N m)e0(mm)(mm)Ag(mm 2)判斷系數(shù)1-1.85E+06-1.26E+0568.274501018小偏心4.872-1.85E+06-1.13E+0560.284501018小偏心4.963-1.87E+06-7506438.944501018小偏心5.34-1.93E+06-2286611.39450101

23、8小偏心5.845-2.01E+062598112.474501018小偏心5.596-2.08E+065726826.764501018小偏心5.067-2.14E+066565730.264501018小偏心4.98-2.17E+065576625.64501018小偏心59-2.18E+063762417.294501018小偏心5.2210-2.18E+06203329.354501018小偏心5.4511-2.17E+068212.13.784501018小偏心5.6212-2.17E+06903.90.424501018小偏心5.7213-2.18E+06-3883.11.7845

24、01018小偏心5.6614-2.18E+06-6861.13.184501018小偏心5.6815-2.16E+06-3717.31.754501018小偏心5.8116-2.13E+062236010.944501018小偏心5.7517-2.04E+061.02E+0553.464501018小偏心53-9號(hào)軸力(N)彎矩(N m)偏心距e0(mm)截面高度(mm)Ag(mm 2)判斷5 系數(shù)18-1.69E+061.51E+0589.224501018小偏心4.919-1.43E+066309344.074501018小偏心6.9620-1.28E+06-8258064.4455010

25、18小偏心9.1121-1.23E+06-1.77E+05143.695501018小偏心7.4514 / 21word.22-1.21E+06-1.51E+05124.485501018小偏心7.9723-1.21E+06-8965573.985501018小偏心9.3224-1.22E+06-3511228.95501018小偏心10.9525-1.22E+06-1586.31.35501018小偏心12.2526-1.22E+069367.77.695501018小偏心11.9227-1.22E+06-1586.31.35501018小偏心12.2728-1.21E+06-3511228

26、.945501018小偏心10.9629-1.21E+06-8965573.815501018小偏心9.3130-1.23E+06-1.51E+05122.565501018小偏心7.8931-1.28E+06-1.77E+05137.465501018小偏心7.2532-1.44E+06-8258057.515501018小偏心8.3333-1.69E+066309337.234501018小偏心6.0734-1.92E+061.51E+0578.474501018小偏心4.4935-2.05E+061.02E+0549.824501018小偏心4.7336-2.13E+062236010.

27、484501018小偏心5.5237-2.17E+06-3717.31.724501018小偏心5.7138-2.19E+06-6861.13.134501018小偏心5.5939-2.19E+06-3883.11.784501018小偏心5.6540-2.18E+06903.90.414501018小偏心5.7141-2.18E+068212.13.764501018小偏心5.642-2.18E+06203329.314501018小偏心5.4343-2.18E+063762417.224501018小偏心5.244-2.18E+065576625.634501018小偏心545-2.15E

28、+066565730.614501018小偏心4.9546-2.09E+065726827.434501018小偏心5.1747-2.01E+062598112.924501018小偏心5.7848-1.93E+06-2286611.854501018小偏心6.0649-1.87E+06-7506440.044501018小偏心5.4250-1.85E+06-1.13E+0561.184501018小偏心5.01以上配筋對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)均能滿足規(guī)范要求，故可采用上述配筋。經(jīng)檢算所 有單元均為eo 0.55ho 0 ,所以無需進(jìn)行裂縫寬度檢算。(2)IV級(jí)圍巖深埋埋段的配筋檢算隧道襯砌結(jié)構(gòu)在荷載作

29、用下為偏心受壓構(gòu)件，采用對(duì)稱配筋，每側(cè)按 0.2% 的最小配筋率配筋，即Rg Rg 0.002bh 900mm2,實(shí)際取418鋼筋，則單側(cè)的環(huán)向主筋面積Rg Rg 1018mm2,混凝土用C30,保護(hù)層厚度取50mm,縱向鋼筋采用10250,箍筋米用 O8250o配筋結(jié)果檢算見表 3-10。表3-10 IV級(jí)圍巖淺埋配筋檢算單元 號(hào)心一彎矩偏心距 截面高度2大小偏心人軸力(N)Ag(mm2)一什女全系數(shù)(N m)e0(mm)(mm)判斷15 / 21word.1-9.19E+05-6114266.514501018小偏心8.682-9.33E+05-5486058.824501018小偏心8.

30、843-9.59E+05-3658738.164501018小偏心9.434-9.97E+05-1130011.334501018小偏心10.385-1.04E+061242912.014501018小偏心9.966-1.06E+062770326.064501018小偏心9.027-1.08E+063189029.574501018小偏心8.748-1.08E+062717825.074501018小偏心8.899-1.08E+061839616.964501018小偏心9.2610-1.09E+069951.79.174501018小偏心9.6511-1.09E+063965.93.654

31、501018小偏心9.9212-1.09E+06324.310.34501018小偏心10.0713-1.10E+06-1966.61.794501018小偏心9.9314-1.09E+06-3080.22.834501018小偏心9.9615-1.08E+06-776.550.724501018小偏心10.216-1.04E+061326312.794501018小偏心9.917-9.70E+055415655.844501018小偏心8.6118-8.53E+057768991.124501018小偏心8.519-7.17E+053093443.154501018小偏心12.3320-6.

32、37E+05-4428869.525501018小偏心15.8721-6.08E+05-91507150.535501018小偏心13.0422-5.98E+05-77890130.325501018小偏心14.0223-5.96E+05-4635577.815501018小偏心16.524-5.96E+05-1843730.915501018小偏心19.5125-5.97E+05-1322.52.215501018小偏心21.9326-5.98E+054261.17.135501018小偏心21.4627-5.97E+05-1322.52.215501018小偏心21.9428-5.97E+

33、05-1843730.875501018小偏心19.4829-6.00E+05-4635577.35501018小偏心16.4230-6.11E+05-77890127.585501018小偏心13.8331-6.40E+05-91507142.935501018小偏心12.6432-7.21E+05-4428861.425501018小偏心14.42續(xù)表3-10單元軸力(N)彎矩偏心距截面高度Ag(mm 2)大小偏心 判斷安全系數(shù)號(hào)(N m)e0(mm)(mm)34-9.78E+057768979.474501018小偏心7.7535-1.05E+065415651.824501018小偏心

34、8.1336-1.08E+061326312.234501018小偏心9.537-1.10E+06-776.550.714501018小偏心1038-1.11E+06-3080.22.784501018小偏心9.839-1.10E+06-1966.61.794501018小偏心9.9140-1.10E+06324.310.34501018小偏心10.0416 / 21word.41-1.09E+063965.93.634501018小偏心9.8842-1.09E+069951.79.114501018小偏心9.5943-1.09E+061839616.874501018小偏心9.2244-1.

35、08E+062717825.064501018小偏心8.8945-1.07E+063189029.854501018小偏心8.8146-1.04E+062770326.664501018小偏心9.247-1.00E+061242912.424501018小偏心10.2848-9.61E+05-1130011.754501018小偏心10.7449-9.34E+05-3658739.164501018小偏心9.6450-9.20E+05-5486059.644501018小偏心8.93以上配筋對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)均能滿足規(guī)范要求，故可采用上述配筋。經(jīng)檢算所 有單元均為q 0.55ho 0 ,所以無需進(jìn)

36、行裂縫寬度檢算。(3)V級(jí)圍巖超淺埋段配筋檢算對(duì)于V級(jí)圍巖超淺埋隧道襯砌結(jié)構(gòu)，按偏心受壓構(gòu)件采用對(duì)稱配筋來計(jì)算， 取每側(cè)420鋼筋，則單側(cè)的環(huán)向主筋筋面積 R Rg 1256mm2,混凝土用C35, 保護(hù)層厚度取50mm,縱向筋采用 12250箍筋采用8250配筋結(jié)果檢 算見表3-11。表3-11 V級(jí)圍巖超淺埋配筋檢算表號(hào)軸力(N)彎矩(N m)偏心距e0(mm)截面高度(mm)Ag(mm 2)判斷安全系數(shù)2-1.53E+06-1.51E+0598.185001256小偏心6.083-1.57E+06-1.19E+0575.85001256小偏心6.424-1.63E+06-7285944.

37、825001256小偏心6.995-1.69E+06-2086712.385001256小偏心7.776-1.74E+062700515.495001256小偏心7.417-1.79E+066248734.895001256小偏心6.618-1.82E+068101644.425001256小偏心6.249-1.84E+068251044.785001256小偏心6.17續(xù)表3-11單元 號(hào)軸力(N)彎矩(N m)偏心距e0(mm)截面高度(mm)Ag(mm 2)大小偏心判斷安全系數(shù)10-1.85E+067058638.155001256小偏心6.3211-1.85E+065076227.42

38、5001256小偏心6.6112-1.85E+062861715.465001256小偏心6.9813-1.85E+068746.24.735001256小偏心7.3514-1.85E+06-51842.85001256小偏心7.4115-1.86E+06-9569.65.155001256小偏心7.316-1.87E+0640.4990.025001256小偏心7.4317-1.86E+062883015.5450012566.9617 / 21word.18-1.82E+068501646.85001256小偏心6.2119-1.76E+061.80E+05102.145001256小偏心

39、5.2320-1.66E+062.36E+05141.775001256小偏心4.921-1.51E+061.94E+05128.225001256小偏心5.6122-1.36E+068475462.45001256小偏心7.8123-1.25E+06-6615652.886001256小偏心10.8624-1.21E+06-2.08E+05172.236001256大偏心7.725-1.19E+06-2.43E+05205.246001256大偏心6.4526-1.18E+06-2.19E+05185.386001256大偏心7.327-1.18E+06-1.70E+05143.286001

40、256小偏心8.8428-1.19E+06-1.20E+05100.826001256小偏心9.8729-1.19E+06-8458871.036001256小偏心10.7630-1.19E+06-7206260.516001256小偏心11.1231-1.19E+06-8458871.196001256小偏心10.7832-1.18E+06-1.20E+05101.116001256小偏心9.8933-1.18E+06-1.70E+05143.396001256小偏心8.8534-1.19E+06-2.19E+05184.276001256大偏心7.335-1.21E+06-2.43E+05

41、201.356001256大偏心6.4836-1.25E+06-2.08E+05165.616001256大偏心7.6837-1.36E+06-6615648.596001256小偏心10.1238-1.52E+068475455.885001256小偏心7.1739-1.67E+061.94E+05116.285001256小偏心5.2840-1.77E+062.36E+05133.25001256小偏心4.7241-1.82E+061.80E+0598.625001256小偏心5.1142-1.86E+068501645.65001256小偏心6.0843-1.88E+062883015.

42、335001256小偏心6.8744-1.87E+0640.4990.025001256小偏心7.4645-1.86E+06-9569.65.145001256小偏心7.2946-1.86E+06-51842.795001256小偏心7.3847-1.86E+068746.24.715001256小偏心7.3148-1.86E+062861715.395001256小偏心6.95續(xù)表3-11單元軸力(N)彎矩偏心距截面高度Ag(mm 2)大小偏心號(hào)(N m)e0(mm)(mm)判斷系數(shù)49-1.86E+065076227.335001256小偏心6.5950-1.85E+067058638.1

43、75001256小偏心6.3251-1.83E+068251045.095001256小偏心6.252-1.80E+068101645.15001256小偏心6.3253-1.75E+066248735.745001256小偏心6.7554-1.69E+062700515.985001256小偏心7.6255-1.63E+06-2086712.815001256小偏心8.0356-1.57E+06-7285946.295001256小偏心7.1857-1.54E+06-1.19E+0577.595001256小偏心6.5358-1.52E+06-1.51E+0599.45001256小偏心6.

44、1418 / 21word.以上配筋對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)均能滿足規(guī)范要求，故可采用上述配筋。經(jīng)檢算所 有單元均為eo 0.55ho 0 ,所以無需進(jìn)行裂縫寬度檢算。(4)V級(jí)圍巖一般淺埋段配筋檢算對(duì)于V級(jí)圍巖一般隧道襯砌結(jié)構(gòu)，由于其所受荷載的大小同超淺埋段荷載 相差不大，故按偏心受壓構(gòu)件對(duì)稱配筋時(shí)，亦取每側(cè)420鋼筋，則單側(cè)的環(huán)向主筋筋面積Rg Rg 1256mm2,混凝土用C35,保護(hù)層厚度取50mm,縱向筋采 用12250箍筋采用 8250配筋結(jié)果檢算見表3-12。表3-12 V級(jí)圍巖一般淺埋段配筋檢算表號(hào)軸力(N)(N m)e0(mm)(mm)Ag(mm 2)判斷系數(shù)1-2.34E+06-2.

45、19E+0593.885001256小偏心4.052-2.36E+06-2.04E+0586.545001256小偏心4.113-2.41E+06-1.62E+0567.215001256小偏心4.324-2.48E+06-9.97E+0440.145001256小偏心4.675-2.57E+06-2.94E+0411.465001256小偏心5.136-2.64E+063.56E+0413.465001256小偏心4.937-2.71E+068.40E+0431.035001256小偏心4.458-2.75E+061.10E+0539.845001256小偏心4.229-2.77E+061.

46、12E+0540.385001256小偏心4.1710-2.78E+069.62E+0434.545001256小偏心4.2611-2.79E+066.92E+0424.845001256小偏心4.4412-2.78E+063.85E+0413.845001256小偏心4.6813-2.78E+061.02E+043.685001256小偏心4.9114-2.78E+06-1.06E+043.815001256小偏心4.91續(xù)表3-12單元軸力(N)彎矩偏心距截面高度Ag(mm2)大小偏心號(hào)(N m)e0(mm)(mm)判斷系數(shù)15-2.78E+06-1.87E+046.715001256小偏

47、心4.8416-2.80E+06-7.00E+032.55001256小偏心4.9117-2.78E+063.32E+0411.985001256小偏心4.7318-2.72E+061.16E+0542.655001256小偏心4.2219-2.64E+062.60E+0598.395001256小偏心3.5320-2.51E+063.49E+05139.345001256小偏心3.2721-2.30E+062.95E+05128.425001256小偏心3.6922-2.08E+061.39E+0566.845001256小偏心5.0223-1.93E+06-8.41E+0443.61600

48、1256小偏心7.2724-1.87E+06-2.98E+05159.726001256小偏心5.3825-1.84E+06-3.54E+05192.496001256大偏心4.4926-1.84E+06-3.21E+05174.486001256大偏心4.9919 / 21word.27-1.84E+06-2.49E+05135.16001256小偏心5.7928-1.85E+06-1.76E+0595.166001256小偏心6.4329-1.86E+06-1.25E+0567.16001256小偏心6.9830-1.86E+06-1.06E+0557.186001256小偏心7.231-1.85E+06-1.25E+0567.286001256小偏心732-1.85E+06-1.76E+0595.546001256小偏心6.4533-1.84E+06