隧道工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)

1、至高速公路二峨山隧道工程襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算一、基本資料至高速公路二峨山隧道工程地質(zhì)勘察報(bào)告至高速公路二峨山隧道平面布置圖至高速公路二峨山隧道剖面二、工程概況隧道進(jìn)口段：里程樁號(hào)K37+350K37+460,長(zhǎng)度110m,洞頂板埋深3.20m 38.10m，屬淺埋段，進(jìn)洞口位于斜坡的中部，里程樁號(hào)K37+350,地面標(biāo)高為 555.73m，設(shè)計(jì)路面標(biāo)高545.71m,洞口中心開(kāi)挖深度約10.00m，地形上陡下緩， 耕地分布，第四系土厚1.00m左右，斜坡上方地形較陡，地面坡度2335， 基巖出露。進(jìn)口段出露地層為侏羅系上沙溪廟組地層，巖性以泥巖、砂巖為主， 巖層走向與洞軸線近于垂直，進(jìn)洞口段無(wú)斷裂構(gòu)造

2、，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象，穩(wěn)定性較 好，適宜進(jìn)洞，但略具偏壓。三、設(shè)計(jì)容隧道圍巖地質(zhì)分級(jí)劃分隧道圍巖級(jí)別劃分依據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)(JTG D70-2004)中的3.6節(jié)圍 巖分級(jí)中各項(xiàng)規(guī)定劃分。結(jié)合隧道地質(zhì)勘查報(bào)告中的地層巖性的描述、巖 石物理力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)面特征、洞室埋藏深度、水文地質(zhì)條件、不良地質(zhì)現(xiàn)象、 施工方法等因素綜合分析確定。隧道圍巖分級(jí)的綜合評(píng)判方法采用兩步分級(jí)，按以下順序進(jìn)行：根據(jù)巖石的堅(jiān)硬程度和巖體完整程度兩個(gè)基本因素的定性特征和定量的 巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ，綜合進(jìn)行初步分級(jí)。對(duì)圍巖進(jìn)行詳細(xì)定級(jí)時(shí)，應(yīng)在巖體基本質(zhì)量分級(jí)的基礎(chǔ)上考慮修正因素的 影響，修正巖體基本質(zhì)量指標(biāo)值。按修正后的巖體基

3、本質(zhì)量指標(biāo)BQ，結(jié)合巖體的定性特征綜合評(píng)判，按 JTG D70-2004表3.6.5確定圍巖的詳細(xì)分級(jí)。圍巖分級(jí)中巖石堅(jiān)硬程度、巖體完整程度兩個(gè)基本因素的定性劃分和定量指標(biāo)及其對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)符合下列規(guī)定:巖石堅(jiān)硬程度可按JTG D70-2004表3.6.2-1定性劃分。由巖土勘察報(bào)告可知，進(jìn)口段表層為含塊石粘土，下伏基巖，巖性為泥巖、 砂巖，巖體裂隙發(fā)育，屬極軟較軟巖。巖石堅(jiān)硬程度定量指標(biāo)用巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度Rc表達(dá)。圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)BQ應(yīng)根據(jù)分級(jí)因素的定量指標(biāo)RC值和KV值按下式計(jì)BQ=90+3RC+250KV式中:BQ圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)；RC巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度；KV巖體完整性系數(shù)，采用彈性波

4、速探測(cè)值。 = 二一式中:農(nóng).為巖體彈性縱波波速；，.-二為巖石彈性縱波波速；使用以上公式時(shí)應(yīng)遵守下列限制條件：當(dāng)RC90 KV時(shí)，應(yīng)以RC=90KV+30和KV代入計(jì)算BQ值；當(dāng)KV0. 04RC+0. 4時(shí)，應(yīng)以KV=0. 04RC+0. 4和RC代入計(jì)算BQ值。各參數(shù)取值如下：RC:泥巖 1. 8MPa 砂巖 12. 1 MPa 取 RC =6. 95 MPa一上工:泥巖15252971 m/s 砂巖27463278 m/s丁二:泥巖 3070 m/s 砂巖 3472 m/sKV：泥巖 0. 70 砂巖 0. 73 取 KV=0. 715BQ： BQ=90+3RC+250KV0. 04R

5、C+0. 4=0. 678550圍巖穩(wěn)定，無(wú)坍塌。II堅(jiān)硬巖，巖體較完整，塊狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)，層間結(jié)合一般。 較堅(jiān)硬巖，巖體較完整，塊狀整體結(jié)構(gòu)，層間結(jié)合一般。550451暴露時(shí)間長(zhǎng)，可能產(chǎn)生局部 小坍塌。III堅(jiān)硬巖，巖體較破碎，巨塊（石）碎（石）狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，層間 結(jié)合一般。較堅(jiān)硬巖或較軟硬巖，巖體較完整，塊狀體或中厚層結(jié)構(gòu)，層 間結(jié)合一般。450351開(kāi)挖后噴護(hù)處理。IV堅(jiān)硬巖，巖體破碎，碎裂結(jié)構(gòu)；較堅(jiān)硬巖，巖體較破碎破碎，鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，塊狀體或中厚 層結(jié)構(gòu)。較軟巖或較軟硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較完整較破碎， 中薄層狀結(jié)構(gòu)。350251開(kāi)挖后無(wú)支護(hù)，易產(chǎn)生頂部 小塊坍塌和側(cè)壁失穩(wěn)，應(yīng)及 時(shí)

6、支護(hù)。略具壓縮的粘土或砂土，一般鈣鐵質(zhì)膠結(jié)的碎石、卵石、大 塊石及Q、Q黃土。V21較軟巖，巖體破碎；軟巖，巖體較破碎破碎；極破碎各類巖體，碎、裂狀，松散結(jié)構(gòu)。W250開(kāi)挖后易坍塌，應(yīng)立即支護(hù) 和襯砌。裂隙雜亂或全強(qiáng)風(fēng)化殼；一般第四系的半干硬硬塑狀粘性 土及Q4、Q3黃土，呈松軟結(jié)構(gòu)；稍濕至潮濕的碎石土、麗石土、圓礫土，旱松散結(jié)構(gòu)。w軟塑狀粘性土及潮濕、飽和粉細(xì)砂、軟土。開(kāi)挖后極易坍塌變形。K1： 250BQ=28O.3533602.178II25271200180020330.20.2550601.52.17078III232550012006200.250.339500.71.56070I

7、V20232005001.3-60.30.3527390.20.75060V1720100200120.350.4520270.050.24050W151710010.40. 52030003000L10001000L500LW5叩任務(wù)書(shū)上所需設(shè)計(jì)的車道為兩車道，不含緊急停車帶，設(shè)計(jì)時(shí)速為100公里/ 小時(shí)，查下表，可得此公路為高速公路或一級(jí)公路，車道寬度W=3. 75X2=7. 5m； 建筑限界高度H=5.0m；并且應(yīng)在兩側(cè)設(shè)置檢修道，其寬度等于或大于0.75m， 又因?yàn)樵O(shè)計(jì)速度為100km/h時(shí)，右側(cè)檢修道寬度不宜小于1. 0m,故可取J =1. 0m, 檢修道宜雙向設(shè)置，檢修道的高度可按

8、2080cm取值，綜合考慮可取h=40cm； 不設(shè)余寬。隧道側(cè)向?qū)挾瓤扇左=匚右=1. 0m,故建筑限界頂角寬度Er=El=1. 0m； 隧道路面坡度取i%=2%。此公路隧道建筑限界尺寸設(shè)計(jì)如下圖:不含緊急停車帶（單位：cm）（四）確定隧道輪廓尺寸按照已經(jīng)確定的公路隧道建筑限界尺寸，根據(jù)JTG D70-2004中附錄B中 關(guān)于兩車道的輪廓尺寸規(guī)定。兩車道的隧道輪廓標(biāo)準(zhǔn)斷面形式由：拱部為單心半圓，側(cè)墻為大半徑圓弓瓜， 仰拱與側(cè)墻間用小半徑圓弧連接。最終，要保障隧道輪廓尺寸應(yīng)將隧道建筑限界尺寸包括在隧道輪廓中。兩車道隧道標(biāo)準(zhǔn)輪廓斷面（單位：cm） 拱部圓弧半徑R1=5. 97m，側(cè)墻圓弓瓜半徑R

9、2=11. 72m,側(cè)墻與仰拱連接段圓弧半徑 R3=1. 1m,仰拱圓弧半徑R4=49. 67m.計(jì)算隧道圍巖壓力隧道圍巖壓力荷載計(jì)算按照J(rèn)TG D70-2004中6.2節(jié)“永久荷載”與附錄E 中的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。具體步驟按照：首先進(jìn)行淺埋和深埋隧道的劃界；如符 合JTG D70-2004的附錄E中規(guī)定屬于淺埋隧道的，考察是否符合“埋深H三等 效荷載高度圣”和“埋深H歹二:且M H = ”兩種情況之一進(jìn)行計(jì)算；如符合JTG D70-2004的附錄E中規(guī)定屬于深埋隧道的，按照普氏方法進(jìn)行計(jì)算。深、淺埋隧道的分界深度判定判定公式為：Hp=(22.5)hq式中：Hp一淺埋隧道分界深度；hq一荷載等效高

10、度，hq=q/Y, Y為圍巖重度； q=0.45X2s-1XyX3； S一圍巖的級(jí)別；3一寬度影響系數(shù)，3 =1+i(B-5)； B 為無(wú)支護(hù)條件下隧道毛洞寬度；iB5時(shí)取i =0. 1, B5m,取 i =0. 1；寬度影響系數(shù) 3=1+i(B-5)=1+0.1X(13. 23-5) =1. 823；荷載等效高度 hq=q/ Y =0. 45 X 25-以 1. 823=13. 13m；淺埋隧道分界深度 Hp = (22. 5) hq =26. 2632. 83m；進(jìn)口段洞頂板埋深3. 2m38. 1m,按淺埋隧道計(jì)算。淺埋隧道荷載垂直均布?jí)毫Γ簈=YXhq =18. 5X13. 13=24

11、2. 91KPaY一隧道上覆圍巖重度側(cè)向壓力：Ht=8. 86+0. 20+0. 45+0. 45=9. 96me = y(H- l/2Hjtan245- tpc/2)=18.5X(13. 13+1/2X9. 96)tan2(45-45/2)=57. 48 KPaHt一隧道高度；Wc 一圍巖計(jì)算摩擦角；襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，參看JTG D70-2004中的8.4.2節(jié)容。先按照工程類比方法進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，然后根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算，再作出適當(dāng)調(diào) 整。圍巖級(jí)別為V級(jí)，查下表可得初期支護(hù)中噴射混凝土厚度1525cm，取20cm，仰拱不需噴射混凝土；二次襯砌中拱、墻混凝土厚

12、度為45cm，仰拱混凝土厚度也為45cm。噴射混巍土厚度(cm)拱部、邊墻表8.4.2-1兩車道隧道復(fù)合式襯砌的設(shè)計(jì)參數(shù)圍巖級(jí)別 1H- 川IVVV7拱、墻2.5 3.0拱】墻3.0-4.0鋼筋網(wǎng)鋼架供、墻 混凝土仰拱 混攝土3()30局部 25x2535拱、墻25 x 25拱、墻3535供、墻20拱、墻、 仰拱4545二次村砌厚度(cm)計(jì)算襯砌結(jié)構(gòu)的力襯砌結(jié)構(gòu)的力計(jì)算按照荷載結(jié)構(gòu)法進(jìn)行計(jì)算，運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器(工程版)Vs2.0。其中荷載只考慮三種荷載：圍巖壓力；襯砌自重；彈性抗力。豎向圍巖土壓力q水平壓力e r襯砌結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)力學(xué)建模簡(jiǎn)圖如下圖:29 )1、彈性抗力的處理：將彈性抗力作用圍

13、的連續(xù)圍巖離散為若干條彼此互不相關(guān) 的矩形巖柱。矩形巖柱的一個(gè)邊長(zhǎng)是襯砌的縱向計(jì)算寬度，通常取為單位長(zhǎng)度， 另一個(gè)邊長(zhǎng)是兩相鄰的襯砌單元的長(zhǎng)度之半的和，巖柱的深度與傳遞軸力無(wú)關(guān)故 不予考慮，為了便于力學(xué)計(jì)算，用一些具有一定彈性性質(zhì)的彈性支承（彈性鏈桿） 來(lái)代替巖柱，并讓它以鉸接的方式支承在襯砌單元之間的節(jié)點(diǎn)上，所以它不承受 彎矩，只承受軸力。彈性鏈桿的彈性特性即為圍巖的彈性特征，用剛度系數(shù)K 表示。這種方法不假定彈性抗力分布圍與分布規(guī)律，比較接近實(shí)際情況。2、襯砌自重的處理：在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)自重一般不直接作用在節(jié)點(diǎn)上。 為了配合襯砌的離散化，結(jié)構(gòu)自重也要進(jìn)行離散，將其置換成作用在節(jié)點(diǎn)上的

14、等 效節(jié)點(diǎn)荷載，等效節(jié)點(diǎn)荷載可近似地取為節(jié)點(diǎn)兩相鄰單元重量的一半。初期支護(hù) 中噴射混凝土采用C25,二次襯砌中使用C40的混凝土，混凝土容重取25kN/m3, 襯砌等分成30個(gè)直線梁?jiǎn)卧總€(gè)單元的長(zhǎng)度為1.16m，單元20、21、22、23、 24、25、26、27的厚度為45 cm，其余單元的厚度都為65 cm，單元寬度取為1m。下面分別計(jì)算由襯砌自重在每個(gè)節(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生的等效節(jié)點(diǎn)荷載:節(jié)點(diǎn)21、22、23、24、25、26、27處的等效節(jié)點(diǎn)荷載:0.45X1X1.16X25 = 13.05 kN,節(jié)點(diǎn)20、28處的等效節(jié)點(diǎn)荷載：0. 45X1X0.58X25+0.65X1X0.58X25 =

15、 15.95 kN,其余節(jié)點(diǎn)處的等效節(jié)點(diǎn)荷載：0. 65X1X1. 16X25 = 18. 85 kN。3、地層反力：q = X(hq+H：) =18. 5X(13. 13+9. 96) =427.17 KPa。4、單元?jiǎng)偠龋阂r砌主要承受軸力和彎矩，將其離散成桿件單元，桿件厚度d即 為承重結(jié)構(gòu)的厚度，相應(yīng)的桿件截面面積為A=dX1 (m2)，抗彎慣性矩為I=1X d3/12(m4),彈性模量E (kN/m2)取為混凝土的彈性模量，C40的混凝土其彈性 模量 E=3.25X107 kN/m2。各桿件單元的截面面積分別如下：桿件單元20、21、22、23、24、25、26、27截面面積：A=0.4

16、5 X 1=0.45 m2，EA=3.25X107X0.45=14625X 103 kN。其余各桿件單元截面面積：A=0.65X 1=0.65 m2，EA=3.25X 107X0.65=21125X 103 kN。各桿件單元的抗彎慣性矩分別如下：桿件單元20、21、22、23、24、25、26、27抗彎慣性矩：I=0.453/12=7.59X 10-3 m4，EI=3.25X 107X7.59X 10-3=246.68X 103 kNm2。 其余各桿件單元的抗彎慣性矩：I=0.653/12=22.89X 10-3 m4， EI=3.25X 107X 22.89 X 10-3=743.93X 1

17、03 kNm2。經(jīng)求解結(jié)構(gòu)力學(xué)器計(jì)算得出的彎矩圖、剪力圖、軸力圖、位移圖以及力和位 移輸出如下所示：1、彎矩圖:-241.684.96.84-20.1918.39-28.24-25.22-56.43-51.64-106.58-100.82-241.68-269.670-447.48140.8215.483.3445.69 54.372726-1.68a.-22.34 2322 - 108.2697.95 30.14 24.089-447.4825.5965.52 58.80-269.67-428.88-428.882、剪力圖134.74143.39123.523、127.80109.6592.

18、65.3420.383-2-464.79-424.31-2,220.092968.578.4150.73136.8478.1584.085-66.35139.886 -89.374-51.40軸力圖105.9185.631011-107.80,8062.541676.7417-179.091875.3-65.36-8.39 111.86-88.1 189.17 104.079.845206.84229.48242.25385.83-135.51-143.81-126.77- 139.68Z&.26-126.77222324253.21-288.46-202.82 - 265.55- 257.0

19、61.65- 222.64292.48-87.66 282769.87272.8383.62496.35-314.01617BWwiiiinniiw 叫伽1920-453.55-448.45-869.11842.29-520.67664.66644.89-925.22894.88-910.44-957.54 29245.43241.28-790.15-874.22- 489.95-490.25-239.52-246.55-308.44777.20 -755.48-401.41-538.23一18-717.30-843.43898- 217.39302.48-415.97- 224.64318.

20、74-423.72-409.77-546.08-529.23-670.38-651.21780.23759.07866.08840.51912.91886.38898.13960.28-448.65- 490.63-453.67 -42827262524232221-615.73- 464.12-436.15 - 463.43- 527.46-527.09- 463.23- 446.28- 573.32466.664、位移圖桿端力值（乘子=1）表1力計(jì)算-桿端 1桿端 2-單元碼軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩-1-894.88002178.1489972-106.579130-869.1100808

21、.42175896-56.43343562-842.29086668.5728024-56.4334356-777.202559-20.3773563-28.23806983-755.47542065.3388911-28.2380698-664.659847-51.3956098-20.18680574-644.88887592.5972708-20.1868057-538.232230-66.3504633-4.927497905-520.666869109.654974-4.92749790-415.965898-89.37451326.839102886-401.405161127.7

22、994886.83910288-314.017685-108.61158817.95235957-302.481050139.87820917.9523595-245.426527-126.76633625.58882968-241.278690143.39070725.5888296-224.640863-135.50786130.13532519-217.392075134.74106830.1353251-239.523512-143.81277424.890772510-246.546289123.51634824.8907725-308.442702-139.68311715.482

23、740911-318.744737105.90860115.4827409-409.769355-126.7708313.3449382612-423.72224985.62936233.34493826-529.233300-107.799524-9.4855345313-546.07924368.2590581-9.48553453-651.208484-83.6223092-18.387275814-670.38345050.7971582-18.3872758-759.066852-62.5445874-25.218231715-780.22540419.8362032-25.2182

24、317-840.507074-65.3572616-51.641039716-866.075492-8.39386011-51.6410397-886.380116-76.7397478-100.81629217-912.907146-111.863498-100.816292-898.128329-179.089542-269.66935418-960.281119-88.1010287-269.669354-843.428515-189.168779-428.88235319-717.296359496.350289-428.882353-573.32370575.3766608-108.

25、25616620-527.457727385.829939-108.256166-490.627709-104.06671354.369063121-488.813611242.24830754.3690631-466.661320-257.06133045.692057522-463.429221206.84101345.6920575-448.650405-288.461084-1.6757197623-453.672266229.917687-1.67571976-446.279565-265.545697-22.343036624-446.154012272.827783-22.343

26、0366-453.546713-222.6356006.7727557025-448.454910292.4785926.77275570-463.233726-202.82350558.803612726-464.116266253.21038558.8036127-489.947576-241.64942165.521169527-490.25425369.870039565.5211695-527.086644-424.309796-140.81635428-615.728135-87.6604564-140.816354-790.153537-464.793316-447.477964

27、29-874.223806220.086830-447.477964-957.544105136.843645-241.67728730-910.443675150.733666-241.677287-925.22233884.0776518-106.579130桿端位移值(乘子=1)表2位移計(jì)算桿端 1桿端 2-單元碼u -水平位移v -豎直位移-轉(zhuǎn)角u -水平位移v -豎直位移-轉(zhuǎn)角-1-0.00100358-0.00068767-0.00002395-0.00090744-0.00074810-0.000140402-0.00090744-0.00074810-0.00014040-0.

28、00073230-0.00085376-0.000193343-0.00073230-0.00085376-0.00019334-0.00054462-0.00100220-0.000213494-0.00054462-0.00100220-0.00021349-0.00037824-0.00118892-0.000209045-0.00037824-0.00118892-0.00020904-0.00025815-0.00138216-0.000177536-0.00025815-0.00138216-0.00017753-0.00019527-0.00154724-0.000122707-

29、0.00019527-0.00154724-0.00012270-0.00018215-0.00164814-0.000048088-0.00018215-0.00164814-0.00004808-0.00019427-0.001656360.000036699-0.00019427-0.001656360.00003669-0.00019715-0.001563510.0001211710-0.00019715-0.001563510.00012117-0.00015638-0.001383360.0001926911-0.00015638-0.001383360.00019269-0.0

30、0005117-0.001150040.0002427012-0.00005117-0.001150040.000242700.00011856-0.000905070.00026695130.00011856-0.000905070.000266950.00033968-0.000683440.00026809140.00033968-0.000683440.000268090.00058976-0.000507900.00025118150.00058976-0.000507900.000251180.00083319-0.000386760.00020407160.00083319-0.

31、000386760.000204070.00100844-0.000321860.00009591170.00100844-0.000321860.000095910.00098513-0.00027128-0.00018296180.00098513-0.00027128-0.000182960.00053215-0.00008420-0.00070722190.00053215-0.00008420-0.000707220.000177400.00088574-0.00105281200.000177400.00088574-0.001052810.000110520.00211858-0

32、.00095837210.000110520.00211858-0.000958370.000105520.00296339-0.00048925220.000105520.00296339-0.000489250.000129440.00331982-0.00016028230.000129440.00331982-0.000160280.000163780.003399060.00000852240.000163780.003399060.000008520.000197630.003292360.00019720250.000197630.003292360.000197200.0002

33、19120.002865810.00057689260.000219120.002865810.000576890.000198610.001896590.00109551270.000198610.001896590.001095510.000118860.000499980.00114412280.000118860.000499980.00114412-0.00038283-0.000477130.0007572329-0.00038283-0.000477130.00075723-0.00090371-0.000634170.0002355030-0.00090371-0.000634

34、170.00023550-0.00100358-0.00068767-0.00002395表3配筋驗(yàn)算選取控制截面截面編號(hào)81821軸向力N (kN)241.28960.28488.81彎矩 M(kN/m)25.59269.6754.37偏心距e (mm)106.06280.82111.22剪力Q (kN)143.3988.10242.25襯砌結(jié)構(gòu)的配筋計(jì)算根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算的軸力、彎矩、剪力進(jìn)行配筋計(jì)算與裂縫寬度的校核。詳細(xì)規(guī)定請(qǐng)參看JTG D70-2004附錄K,以及相應(yīng)的鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)。配筋計(jì)算的流程應(yīng)包括：配筋形式與截面尺寸的說(shuō)明；(對(duì)稱配筋還是非對(duì)稱配筋)偏心距的計(jì)算與大、小偏心的判定；

35、大或小偏心情況下結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算；(應(yīng)考慮彎矩作用平面的撓度對(duì)偏心距的影 TOC o 1-5 h z 響)。裂縫寬度驗(yàn)算；截面為矩形截面，高為45cm,寬為1m,配筋采用對(duì)稱配筋，即Ag=Ag。=A、結(jié)構(gòu)斜截面抗剪配筋選取剪力最大的截面進(jìn)行抗剪配筋，根據(jù)rJTG D70-2004附錄K,可知矩形截面，當(dāng)【仆】?jī)H配有箍筋時(shí)，其斜截面的抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算：KQ 蘭 QkhQkh=0.07Ra .叫+。網(wǎng)”Q斜截面的最大剪力；Qkh斜截面上受壓區(qū)混凝土和箍筋的抗剪強(qiáng)度；akh抗剪強(qiáng)度影響系數(shù)，當(dāng) KQ/(bh)M0.2Ra，akh=2.0，當(dāng) KQ/(bh)=0.3Ra時(shí)，akh=1.5，當(dāng)KQ/

36、( bh)為中間數(shù)值時(shí)，akh值按直線插法取用；Ak配置在同一截面箍筋各肢的全部截面面積，Ak=nak，此時(shí)，箍筋的艱巨應(yīng) 符合相關(guān)要求；Ra混凝土的抗壓極限強(qiáng)度；n在同一截面箍筋的肢數(shù)；ak單肢箍筋的截面面積；S沿構(gòu)件長(zhǎng)度方向上箍筋的間距；Rg箍筋的抗拉計(jì)算強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。此時(shí)，各系數(shù)取值如下：1、C40 的混凝土 Ra=29.5MPa2、抗剪強(qiáng)度影響系數(shù)akh，KQ/( bh0)=2 X 496.35 X 1000/ (1000 X 400)=2.48MPae.bm.n=0.32h0=0.32X400=128mm,故初步判斷為大偏心。受拉鋼筋A(yù)g的重心至軸向力作用點(diǎn)的距離為 e= n e.+h

37、/2-a=300.82+450/2-50=475.82mm受壓鋼筋A(yù)g的中心至軸向力作用點(diǎn)的距離為e =ne.-h/2+az =300.82-450/2+50=125.82mm根據(jù)JTG D70-2004中的附錄K的公式(K.0.8-1)和公式(K.0.8-2)，如下：KN=RwbX+ Rg(Ag -Ag)(K.0.8-1)KN - e= RwbX(h0-x/2)+ RgAg (h- a )(K.0.8-2)其中，K為安全系數(shù)，按JTGD70-2004中的表9.2.4-2采用，這里K=2.0。代入相關(guān)數(shù)值，由公式(K.0.8-1)得：2 X 960.28 X 103=36.9 X 1000X可

38、得：X=52.05mmEbh0=0.55X400=220mm，故此構(gòu)件確實(shí)為大偏心受壓構(gòu) 件。將 X=52.05mm 代入公式(K.0.8-2)，得：2 X 960.28 X 103 X 475.82=36.9 X 1000 X 52.05 ( 400-52.05/2)+315 X Ag (400-50)可得：Ag =1774mm2，由于是對(duì)稱配筋，則Ag= Ag =1774mm2?？蛇x用328, 即 Ag= Ag =1847mm2。在垂直于彎矩作用平面的強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比H/h查JTG D70-2004公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)中表9.2.11-1，其中H 為構(gòu)件的高度，L為半拱軸線長(zhǎng)度為17.4m，H

39、=0.5L=8.7m，h為截面短邊的邊長(zhǎng) (當(dāng)軸心受壓時(shí))或彎矩作用平面的截面邊長(zhǎng)(當(dāng)偏心受壓時(shí))，可得縱向彎曲系數(shù)W=0.80,則：Nu=0.9W (RwA+ Rg Ag)=0.9X0.80(36.9X 1000X52.05+1847X315)X 10-3=1801.76KNK - N=2X 960.28=1920.56 KN 符合要求。（5）裂縫寬度驗(yàn)算根據(jù)JTG D70-2004中附錄K可求知，鋼筋混凝土受拉、受彎和偏心受壓構(gòu)件， 其最大裂縫寬度 Wmax= aWy（2.7CS+0.1d/Pte）。S/ESa構(gòu)件受力特征系數(shù)，對(duì)軸心受拉構(gòu)件取a=2.7,對(duì)受彎和偏心受壓構(gòu)件取 a =2.

40、1，對(duì)偏心受拉構(gòu)件取a =2.4；W裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，W=1.1-0.65fctk/（匕。），其中， Pte為按有效受拉混凝土面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋率，Pte=As/ Ace,當(dāng)Pte0.01時(shí)， 取 Pte=0.01；AS受拉區(qū)縱筋面積；Ace有效受拉混凝土截面面積，對(duì)受拉構(gòu)件，Ace取構(gòu)件截面面積，對(duì)受彎、 偏心受壓和偏心受拉構(gòu)件，取Ace=0.5bh+（bf-b）h，對(duì)矩形截面，取Ace=0.5bh（b、 h分別為混凝土截面的寬度及高度），當(dāng)W0.1時(shí)，取 W=0.1，對(duì)直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，取W=1.0;Y縱向受拉鋼筋表面特征系數(shù)，螺紋鋼筋取0.7,光面鋼筋取1.0；

41、CS最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離（mm），當(dāng)CS20時(shí)，取 Cs=20；d鋼筋直徑（mm）,當(dāng)采用不同直徑的鋼筋時(shí)，d=4As/u，此處u為縱向受拉 鋼筋截面周長(zhǎng)的總長(zhǎng)；。$縱向受拉鋼筋的應(yīng)力（MPa）；E S鋼筋的彈性模量（MPa）。各系數(shù)取值計(jì)算如下：1、縱向受拉鋼筋表面特征系數(shù)Y=0.7；2、構(gòu)件受力特征系數(shù)a=2.1；3、有效受拉混凝土截面面積 Ace=0.5bh=0.5 X 1000 X 450=225000mm24、按有效受拉混凝土面積計(jì)算的縱受拉鋼筋率Pte= AS/ Ace=2463/225000=0.0115、縱向受拉鋼筋的應(yīng)力os=Ns (e-z) /(As.z),其中，e為軸向壓力作用點(diǎn)至縱 向受拉鋼筋合力點(diǎn)之間的距離,為475.82mm, z為縱向受拉鋼