[工學(xué)]本科生隧道畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-01-18 14:26本頁(yè)面
【正文】 最大抗力襯砌總內(nèi)力計(jì)算見(jiàn)表414。 按下式進(jìn)行計(jì)算： （444） （445） 將由式（444），（445）計(jì)算所得的襯砌結(jié)構(gòu)各截面的彎矩M和軸力N的值列于表414。表414 襯砌總內(nèi)力計(jì)算表截面號(hào)MpMσMM/IMy/INpNσN0012345678Σ 檢驗(yàn)幾個(gè)控制截面 （446） （447） （448）其中：—偏心距； —截面i的彎矩； —截面i的軸力； —軸心力的偏心影響系數(shù)； —截面寬度（通常取1m）； —混凝土或石砌體的抗壓極限強(qiáng)度； —混凝土或石砌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全系數(shù)； （1）截面0由式（446）可得截面0的偏心距為： 由式（447）可得截面0的軸心力偏心影響系數(shù)為： 由式（448）可得截面0處混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全系數(shù)為：（2）截面1由式（446）可得截面1處的偏心距為： 由式（447）可得截面1處的軸心力偏心影響系數(shù)為：由式（448）可得截面1處混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全系數(shù)為：（3）截面7由式（446）可得截面7處的偏心距為： 由式（447）可得截面7處的軸心力偏心影響系數(shù)為：由式（448）可得截面7出混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全系數(shù)為：（4）墻底（截面8）偏心檢查由式（446）可得截面8處的偏心距為： 。 綜上，驗(yàn)算滿足強(qiáng)度要求。 將內(nèi)力計(jì)算結(jié)果按比例尺繪制彎矩圖M及軸力圖N，如圖43所示圖43 Ⅴ級(jí)圍巖內(nèi)力結(jié)構(gòu)圖 第二節(jié) Ⅳ級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì) 根據(jù)規(guī)范規(guī)定，Ⅳ級(jí)圍巖段初期支護(hù)選擇為15cm厚C20噴射混凝土，拱、墻鋪設(shè)Ф8鋼筋網(wǎng)，間距25cm25cm，墻拱部、側(cè)墻均設(shè)置20MnSi22普通水泥砂漿錨桿，間距100cm100cm，拱、墻設(shè)置鋼拱架，鋼拱架采用HW125mm125mm，；，450g/㎡無(wú)紡布；二次襯砌為35cm厚C25鋼筋混凝土；預(yù)留變形8cm。Ⅳ級(jí)圍巖襯砌見(jiàn)附圖4。公路等級(jí)：高速公路圍巖級(jí)別：Ⅳ級(jí)圍巖容重：彈性抗力系數(shù)：襯砌材料：C25噴射混凝土材料容重：二襯厚度：d=襯砌材料彈性模量：（1）圍巖豎向壓力圍巖級(jí)別，S=4；圍巖容重，；隧道寬度。且B5m時(shí)，i=.則由式（42）可得寬度影響系數(shù)為：，由式（41）可得圍巖豎向壓力（）為：（2）計(jì)算襯砌自重可由式(43)計(jì)算求得，其中d0=dn=，所以襯砌自重為：建議Ⅳ級(jí)圍巖襯砌承受60%~80%圍巖壓力，為安全儲(chǔ)備這里取即為1）全部垂直荷載：2）圍巖水平均布?jí)毫Γ海?）襯砌幾何尺寸內(nèi)輪廓線半徑：內(nèi)徑所畫圓曲線的終點(diǎn)線截面與豎直軸的夾角：拱頂截面厚度：，拱底截面厚度：（2）半拱軸線長(zhǎng)度S及分段軸長(zhǎng)將半拱軸線長(zhǎng)度等分為8段，則（3）各分塊截面中心幾何要素各分塊截面與豎直軸的夾角及截面中心點(diǎn)的坐標(biāo)可由圖41直接量得，具體數(shù)值見(jiàn)單位位移計(jì)算表（表413）。（1）單位位移。單位位移計(jì)算見(jiàn)表415。表415 單位位移計(jì)算表截面xyd1/Iy/Iy2/I(1+y)2/I012345678Σ 其中I—截面慣性矩。由式（44），（45），（46）可得單位位移值：計(jì)算精度校核：閉合差：（2）載位移——主動(dòng)荷載在基本結(jié)構(gòu)中引起的位移1）每一塊的作用力（豎向力Q、水平力E，自重力G），主動(dòng)荷載作用力如圖42所示，將由式（47），（48），（49）計(jì)算所得各個(gè)分塊的作用力值列于表416。2）外荷載在基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力塊上各集中力對(duì)下一接縫的力臂可由圖41直接量得，分別記為。由式（410），（411）計(jì)算所得外荷載在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的彎矩Mip0和軸力Nip0的值列于表418，表419。表416 載位移Mip0計(jì)算表1截面號(hào)bhQEGaq0000123456780 表417 載位移Mip0計(jì)算表2截面號(hào)agaeQaqGagEae00000010023456780 表418 載位移Mip0計(jì)算表3截面號(hào)xyΔxΔy00001002345678 表419 載位移Nip0計(jì)算表截面號(hào)000012345678 3）主動(dòng)荷載位移 主動(dòng)位移荷載計(jì)算見(jiàn)表420。表420 主動(dòng)荷載位移計(jì)算表截面號(hào)Mip01/Iy/I1+yMip0/IMip0y/IMip0(1+y)/I000001234續(xù)表 表420 主動(dòng)荷載位移計(jì)算表5678其中ΣMip0/I與ΣMip0y/I的值可見(jiàn)表420。則由式（414）,（415）可得到主動(dòng)荷載位移為：計(jì)算精度校核：閉合差：——單位彈性抗力及相應(yīng)摩擦力引起的位移（1）各接縫處的抗力強(qiáng)度按假定拱部彈性抗力的上零點(diǎn)位于與垂直軸接近45的第3截面，則最大抗力位于第5截面，則拱部各截面抗力強(qiáng)度，按鐮刀形分布，則最大抗力值以上各截面抗力強(qiáng)度由式（416）計(jì)算可得邊墻截面彈性抗力可由式（417）計(jì)算求得，有y6‘= ,y7’= ,y8‘=則（2）各塊上抗力集中力 各塊上抗力集中力Ri’可由式（418）近似計(jì)算，求得Ri‘的值列于表421，Ri39。的方向垂直于襯砌外緣，并通過(guò)楔塊上抗力圖形的形心。（3）抗力集中力與摩擦力之合力 由式（419）可得抗力集中力與摩擦力之合力Ri=39。，則Ri的值列于表421，其方向與抗力集中力的夾角為β=arctan 181。=。由于摩擦阻力的方向與襯砌位移方向相反，其方向朝上。Ri的作用點(diǎn)即為Ri‘與襯砌外緣的交點(diǎn)。將Ri的方向線延長(zhǎng)，使之交于垂直軸，量取夾角，將分解為水平與豎直兩個(gè)分力RH和RV。彈性抗力及摩擦力計(jì)算見(jiàn)表421。表421 彈性抗力及摩擦力計(jì)算表截面號(hào)3000045續(xù)表 表421 彈性抗力及摩擦力計(jì)算表678 （4）計(jì)算單位抗力圖及其相應(yīng)的摩擦力在基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力表422 Miσ0計(jì)算表截面r4iR4r4ir5iR5r5ir6iR6r6ir7iR7r7ir8iR8r8iMiσ0(σh)45678 由式（422），（423）計(jì)算所得單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的彎矩Mσ0和軸力Nσ0的值列于表422，表423。表423 Niσ0計(jì)算表截面號(hào)αsinαcosαΣRV(σh)ΣRH(σh)sinαΣRV(σh)cosαΣRH(σh)Niσ0(σh)45678（5） 單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的載位移 單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的載位移計(jì)算見(jiàn)表420。由式（424）,（425）可得單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的載位移，其中ΣMσ0/I，ΣyMσ0/I的值可由表424得到，表424 單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的載位移計(jì)算表截面號(hào)Miσ0（σh）1/Iy/I(1+y)Miσ0/I（σh）yMiσ0/I（σh）(1+y)Miσ0/I（σh）45678Σ 則單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的載位移為：校核：閉合差：=0墻底（彈性地基上的剛性梁）位移（1）單位彎矩作用下的轉(zhuǎn)角Ⅳ級(jí)圍巖中k=106kN/m。則由式（426）可得單位彎矩作用下的轉(zhuǎn)角為： （2） 主動(dòng)荷載作用下的轉(zhuǎn)角則由式（427）可得主動(dòng)荷載作用下的轉(zhuǎn)角為：（3） 單位抗力及相應(yīng)摩擦力作用下的轉(zhuǎn)角則由式（428）可得單位抗力及相應(yīng)摩擦力作用下的轉(zhuǎn)角為：襯砌矢高：由式（429）～（433）計(jì)算力法方程的系數(shù)，則以上將單位抗力圖及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的位移乘以σh倍，即被動(dòng)荷載的載位移。由式（434），（435）求解方程可得其中（σh=1）分別產(chǎn)生的襯砌內(nèi)力表425 主、被動(dòng)荷載作用下襯砌彎矩計(jì)算表截面號(hào)Mp0X1pyX2pyMpMσ0(σh)X1σ(σh)yX2σ(σh)Mσ(σh)00000010203045678 由式（436）～（439）計(jì)算所得各截面在主動(dòng)荷載和被動(dòng)荷載（σh=1）作用下分別產(chǎn)生的襯砌內(nèi)力Mp，Mσ，NP，Nσ的值列于表425，表426。表426 主、被動(dòng)荷載作用下襯砌軸力計(jì)算表截面號(hào)Np0cos αX2pco
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