【文章內(nèi)容簡介】 驗(yàn)算。（2）、最大負(fù)彎矩裂縫檢算因?yàn)椋核圆恍枰M(jìn)行裂縫驗(yàn)算。根據(jù)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003—2001）的有關(guān)規(guī)定：鋼筋混凝土矩形截面的偏心構(gòu)件（），其截面強(qiáng)度檢算應(yīng)按照以下公式進(jìn)行：其中：K－安全系數(shù)，按規(guī)范有關(guān)規(guī)定采用；－混凝土彎曲抗壓極限強(qiáng)度；—鋼筋的抗拉或抗壓計(jì)算強(qiáng)度；－受拉和受壓區(qū)鋼筋的截面面積；在本設(shè)計(jì)中，以上參數(shù)的取值為：（1）最大正彎矩K＝，＝, =520MPa,b=1000mm,代入計(jì)算有：左邊右邊滿足要求！（2）最大負(fù)彎矩相關(guān)參數(shù)如下：K＝，＝, =520MPa,b=1000mm 帶入計(jì)算有：左邊〈右邊滿足要求！對于本設(shè)計(jì)的襯砌配筋就按以上計(jì)算的選取，對稱配筋每側(cè)鋼筋為5Φ20。 Ⅳ級(jí)圍巖隧道洞身設(shè)計(jì)及配筋根據(jù)分析隧道平面圖、隧道縱斷面圖、隧道橫斷面圖并結(jié)合工程地質(zhì)條件最終選定里程為SDK1+390處的斷面作為Ⅳ級(jí)圍巖計(jì)算截面，隧道開挖寬度B=，高度Ht=，地下水位靠近拱頂?！惰F路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算圍巖松動(dòng)壓力的統(tǒng)計(jì)公式。式中，hq——等效荷載高度值；s——圍巖級(jí)別，如Ⅲ級(jí)圍巖，則s＝3；γ——圍巖容重，kN/m3；ω——寬度影響系數(shù)，且；B——坑道的寬度，m ；i——以B=5m為基準(zhǔn)，B每增減1m時(shí)的圍巖壓力增減率，當(dāng)B＜5m時(shí)，取i＝，B＞5m時(shí)，取i＝。等效荷載高度值hq=，H1=，屬于深埋條件。垂直荷載 水平荷載 拱頂處 仰拱處 采用ANSYS結(jié)構(gòu)分析軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行荷載分析并計(jì)算結(jié)果得隧道斷面的變形圖、軸力圖、彎矩圖。圖45 變形圖圖46 彎矩圖圖47 軸力圖 配筋計(jì)算及檢算根據(jù)內(nèi)力圖知道：最大正彎矩為M＝181820Nm；軸力為N=1713800N。最大負(fù)彎矩為M=138710Nm；軸力為N=1513900N；襯砌單元截面為bh=1000mm500mm，考慮撓度影響的軸向力偏心距增大系數(shù)，對隧道襯砌取=，襯砌混凝土等級(jí)為C35，混凝土彎曲抗壓強(qiáng)=，鋼筋采用HRB400，抗拉、抗壓強(qiáng)度=360MPa，=。取=35mm，則=465mm。1．結(jié)構(gòu)承受最大正彎矩的配筋計(jì)算：矩形截面的配筋計(jì)算：M=181820Nm N=1713800N初始偏心距e0: ；所以要考慮附加偏心矩的影響，故取此時(shí)的初始偏心矩為：；大小偏心距的判別：按《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003—2001）有： 所以按小偏心計(jì)算。由于N=1713800N〈故可不按離軸向力較遠(yuǎn)一側(cè)混凝土先壓壞情況驗(yàn)算面積選 為充分發(fā)揮混凝土的受壓特點(diǎn)——補(bǔ)充如下方程：＝； ?。? 1017； 非少筋。非超筋。滿足要求！2．結(jié)構(gòu)承受最大負(fù)彎矩的配筋計(jì)算：矩形截面的配筋計(jì)算：M=138710Nm N=1513900N 初始偏心距e0: ；所以要考慮附加偏心矩的影響，故取此時(shí)的初始偏心矩為：； 大小偏心距的判別： 按《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003—2001）有： 所以按小偏心計(jì)算。此時(shí)離縱向力較遠(yuǎn)的一側(cè)鋼筋?。河捎贜=1513900N〈故可不按離軸向力較遠(yuǎn)一側(cè)混凝土先壓壞情況驗(yàn)算面積選 為充分發(fā)揮混凝土的受壓特點(diǎn)——補(bǔ)充如下方程：＝； ?。? 1017； 非少筋。非超筋。滿足要求！以上是隧道襯砌的最大正彎矩和最大負(fù)彎矩的配筋計(jì)算，但對于一個(gè)就要承受最大正彎矩又要承受最大負(fù)彎矩的構(gòu)件來說，它的上緣筋就應(yīng)該是其承受最大負(fù)彎矩時(shí)的受拉筋，同樣，它的下緣筋就應(yīng)該是其承受最大正彎矩時(shí)的受拉筋。根據(jù)上面的計(jì)算可以得知：對于本設(shè)計(jì)襯砌的配筋應(yīng)該是：4Φ18 非少筋。非超筋。驗(yàn)算合格！二．襯砌安全性評價(jià)：1．抗壓強(qiáng)度檢算：根據(jù)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003—2001）的規(guī)定：混凝土矩形截面軸心和偏心受壓構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度應(yīng)按照以下公式進(jìn)行：其中：－混凝土的抗壓極限強(qiáng)度； K－安全系數(shù)； B—截面寬度； H—截面厚度； φ—構(gòu)件縱向彎曲系數(shù)； α—軸向力的偏心影響系數(shù)；由于，不需要檢算抗壓強(qiáng)度，只要檢算抗拉強(qiáng)度和裂縫。：（1）最大正彎矩裂縫檢算因?yàn)椋核圆恍枰M(jìn)行裂縫驗(yàn)算。（2） 最大負(fù)彎矩裂縫檢算因?yàn)椋核圆恍枰M(jìn)行裂縫驗(yàn)算。3 截面強(qiáng)度檢算根據(jù)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003—2001）的有關(guān)規(guī)定：鋼筋混凝土矩形截面的偏心構(gòu)件（），其截面強(qiáng)度檢算應(yīng)按照以下公式進(jìn)行：其中：K－安全系數(shù)，按規(guī)范有關(guān)規(guī)定采用；－混凝土彎曲抗壓極限強(qiáng)度；—鋼筋的抗拉或抗壓計(jì)算強(qiáng)度；－受拉和受壓區(qū)鋼筋的截面面積；在本設(shè)計(jì)中，以上參數(shù)的取值為：（1）最大正彎矩K＝，＝, =520MPa,b=1000mm, x=。代入計(jì)算有：左邊右邊滿足要求?。?）最大負(fù)彎矩相關(guān)參數(shù)如下：K＝，＝, =520MPa,b=1000mm ， x=帶入計(jì)算有：左邊〈右邊滿足要求！對于本設(shè)計(jì)的襯砌配筋就按以上計(jì)算的選取對稱配筋每側(cè)鋼筋為4Φ18。Ⅲ級(jí)圍巖隧道洞身設(shè)計(jì)及配筋根據(jù)分析隧道平面圖、隧道縱斷面圖、隧道橫斷面圖并結(jié)合工程地質(zhì)條件最終選定里程為SDK1+490處的斷面作為Ⅲ級(jí)圍巖計(jì)算截面，隧道開挖寬度B=，高度Ht=，埋深108m，地下水位靠近拱頂?！惰F路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算圍巖松動(dòng)壓力的統(tǒng)計(jì)公式。式中，hq——等效荷載高度值；s——圍巖級(jí)別，如Ⅲ級(jí)圍巖，則s＝3；γ——圍巖容重，kN/m3；ω——寬度影響系數(shù)，且；B——坑道的寬度，m ；i——以B=5m為基準(zhǔn)，B每增減1m時(shí)的圍巖壓力增減率，當(dāng)B＜5m時(shí)，取i＝，B＞5m時(shí)，取i＝。等效荷載高度值hq=，H1=108m時(shí)，屬于深埋條件。垂直荷載 水平荷載 考慮水壓力的作用后水平荷載 拱頂處 仰拱處 采用ANSYS結(jié)構(gòu)分析軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行荷載分析并計(jì)算結(jié)果得隧道斷面的變形圖、軸力圖、彎矩圖。圖48 變形圖圖49 彎矩圖圖410 軸力圖根據(jù)內(nèi)力圖知道：最大正彎矩為M＝84835Nm；軸力為N=1004300N。最大負(fù)彎矩為 M=50400Nm；軸力為N=1087000N；襯砌單元截面為bh=1000mm450mm，考慮撓度影響的軸向力偏心距增大系數(shù)，對隧道襯砌取=，襯砌混凝土等級(jí)為C35，混凝土彎曲抗壓強(qiáng)=，鋼筋采用HRB400，抗拉、抗壓強(qiáng)度=360MPa，=。取=35mm，則=415mm。1．結(jié)構(gòu)承受最大正彎矩的配筋計(jì)算：矩形截面的配筋計(jì)算：M=84835Nm N=1004300N初始偏心距e0: ；所以要考慮附加偏心矩的影響，故取此時(shí)的初始偏心矩為：； 大小偏心距的判別： 按《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003—2001）有： 所以按小偏心計(jì)算。此時(shí)離縱向力較遠(yuǎn)的一側(cè)鋼筋取：由于N=1004300N〈故可不按離軸向力較遠(yuǎn)一側(cè)混凝土先壓壞情況驗(yàn)算面積選 為充分發(fā)揮混凝土的受壓特點(diǎn)——補(bǔ)充如下方程：＝；取：4 1017；非少筋。非超筋。滿足要求！2．結(jié)構(gòu)承受最大負(fù)彎矩的配筋計(jì)算：矩形截面的配筋計(jì)算：M=50400Nm N=1087000N 初始偏心距e0: ；所以要考慮附加偏心矩的影響，故取此時(shí)的初始偏心矩為：； 大小偏心距的判別： 按《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003—2001）有： 所以按小偏心計(jì)算。此時(shí)離縱向力較遠(yuǎn)的一側(cè)鋼筋?。河捎贜=1087000N〈故可不按離軸向力較遠(yuǎn)一側(cè)混凝土先壓壞情況驗(yàn)算面積選 為充分發(fā)揮混凝土的受壓特點(diǎn)——補(bǔ)充如下方程：＝；?。? 1017； 非少筋。非超筋。滿足要求！以上是隧道襯砌的最大正彎矩和最大負(fù)彎矩的配筋計(jì)算，但對于一個(gè)就要承受最大正彎矩又要承受最大負(fù)彎矩的構(gòu)件來說，它