【正文】 243 2 9159 088 20733 29892 0 222 222 3 19101 074 17496 36597 0 187 187 4 30506 056 13227 43734 004 141 137 5 41446 034 8161 49608 006 087 080 6 50345 011 2650 52996 018 028 046 7 57103 008 2063 55039 068 022 046 8 59900 025 5910 53990 128 063 065 8計算最大抗力值最大抗力位移修正計算見表413 先求出最大抗力方向內的位移由 440 441 并考慮接縫5的徑向位移與水平方向有一定偏離因此將其修正如下 442 443 其中的值可由表413得到表413 最大抗力位移修正計算表截面號 MpI MσI yi y5yi y5yi MpI y5yi MσI 0 4186461 50501 0 368 15435483 186200 1 3605524 45076 016 352 12702261 158804 2 2028480 28799 065 303 6148323 87292 3 147792 2989 143 225 332680 6728 4 2330596 28286 246 122 2845658 34537 5 3874389 51450 368 0 0 0 ∑ 31107729 404488 故由式442443可得到最大抗力方向內的位移值 則可得到最大抗力9計算襯砌總內力襯砌總內力計算見表414 按下式進行計算 444 445 將由式444445計算所得的襯砌結構各截面的彎矩M和軸力N的值列于表414表414 襯砌總內力計算表截面號 Mp Mσ M MI MyI Np Nσ N 0 31791 28597 3193 420542 0 23453 18731 42185 1 27379 25525 1854 244174 40026 25163 18187 43351 2 15403 16308 904 119124 78145 29892 16554 46446 3 1122 1692 2815 370698 532324 36597 13966 50564 4 17698 16017 1680 221286 545694 43734 10216 53950 5 29421 29134 286 37767 139250 49608 6010 55618 6 32748 29671 3076 405174 2032358 52996 3497 56493 7 13943 16739 2795 631518 4027201 55039 344 58484 8 412 447 034 4569 35240 53990 48768 58867 ∑ 137612 704212 10檢驗截面強度檢驗幾個控制截面 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度 混凝土或石砌結構強度安全系數(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處混凝土結構強度安全系數(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處混凝土結構強度安全系數(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出混凝土結構強度安全系數(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 其它各截面偏心均小于045d 綜上驗算滿足強度要求 11內力圖 將內力計算結果按比例尺繪制彎矩圖M及軸力圖N如圖43所示圖43 Ⅴ級圍巖內力結構圖 第二節(jié) Ⅳ級圍巖襯砌設計數(shù) 根據(jù)規(guī)范規(guī)定Ⅳ級圍巖段初期支護選擇為15cm厚C20噴射混凝土拱墻鋪設Ф8鋼筋網(wǎng)間距25cm25cm墻拱部側墻均設置20MnSi22普通水泥砂漿錨桿間距100cm100cm拱墻設置鋼拱架鋼拱架采用HW125mm125mm間距12m防水層為12mm厚EVA防水卷材450g㎡無紡布二次襯砌為35cm厚C25鋼筋混凝土預留變形8cmⅣ級圍巖襯砌見附圖4力計算1設計基本資料公路等級高速公路圍巖級別Ⅳ級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 035m襯砌材料彈性模量2荷載確定1圍巖豎向壓力圍巖級別S 4圍巖容重隧道寬度其中008m為一側平均超挖量035m為二次襯砌厚度且B 5m時i 01則由式42可得寬度影響系數(shù)為由式41可得圍巖豎向壓力考慮一襯后圍巖釋放變形取折減系數(shù)04為2計算襯砌自重可由式 43 計算求得其中d0 dn 035m所以襯砌自重為建議Ⅳ級圍巖襯砌承受6080圍巖壓力為安全儲備這里取即為1全部垂直荷載2圍巖水平均布壓力3襯砌幾何要素1襯砌幾何尺寸內輪廓線半徑內徑所畫圓曲線的終點線截面與豎直軸的夾角拱頂截面厚度拱底截面厚度2半拱軸線長度S及分段軸長將半拱軸線長度等分為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的坐標可由圖41直接量得具體數(shù)值見單位位移計算表表4134計算位移1單位位移單位位移計算見表415表415 單位位移計算表截面 x y d 1I yI y2I 1y 2I 0 000 000 100 000 000 035 27987 000 000 27987 1 1392 024 097 135 016 035 27987 4589 752 37920 2 2784 046 088 264 065 035 27987 18359 12044 76751 3 4176 066 074 376 143 035 27987 40190 57713 166081 4 5568 082 056 467 246 035 27987 69017 170197 336220 5 696 093 034 529 368 035 27987 10319 380484 614833 6 8352 099 011 562 501 035 27987 140386 704177 1012938 7 9507 099 008 539 637 035 27987 178477 113815 1523094 8 1046 096 025 517 771 035 27987 215841 166456 2124236 ∑ 25188 770053 402808 5920054 其中I截面慣性矩由式444546可得單位位移值計算精度校核閉合差2載位移主動荷載在基本結構中引起的位移1每一塊的作用力豎向力Q水平力E自重力G主動荷載作用力如圖42所示將由式474849計算所得各個分塊的作用力值列于表4162外荷載在基本結構中產生的內力塊上各集中力對下一接縫的力臂可由圖41直接量得分別記為由式410411計算所得外荷載在結構中產生的彎矩Mip0和軸力Nip0的值列于表418表419表416 載位移Mip0計算表1截面號 b h Q E G aq 0 000 000 0 0 0 000 1 135 016 6352 191 1093 067 2 128 049 6010 575 1093 064 3 112 078 5266 912 1093 056 4 090 103 4236 1205 1093 045 5 062 122 2939 1428 1093 031 6 032 132 1507 1555 1093 016 7 022 136 1039 1592 1093 011 8 000 133 0 1562 1093 000 表417 載位移Mip0計算表2截面號 ag ae Qaq Gag Eae 0 000 000 0 0 0 0 0 1 071 008 4306 778 015 0 0 2 067 024 3858 736 141 7446 191 3 059 039 2959 648 355 1455 767 4 047 051 1914 516 620 20911 1680 5 033 061 923 365 871 26241 2885 6 018 066 242 197 1032 30275 4314 7 011 068 115 121 1083 32876 5870 8 012 066 0 131 1043 35009 7462 表418 載位移Mip0計算表3截面號 x y Δx Δy 0 000 000 000 000 0 0 0 1 135 016 135 016 0 0 51015 2 264 065 128 049 9561 094 19493 3 376 143 112 078 16369 598 40426 4 467 246 090 103 18924 1730 64134 5 529 368 062 122 16479 3523 86297 6 562 501 032 132 9748 5734 103254 7 539 637 022 136 7298 7989 105264 8 517 771 022 133 7877 9962 108262 表419 載位移Nip0計算表截面號 0 000 000 100 0 0 0 1 1392 024 097 7446 191 1600 2 2784 046 088 14551 767 6116 3 4176 066 074 20911 1680 12673 4 5568 082 056 26241 2885 20048 5 6960 093 034 30275 4314 26866 6 8352 099 011 32876 5870 32016 7 9507 099 008 35009 7462 35526 8 10460 096 025 35009 9025 36163 3主動荷載位移 主動位移荷載計算見表420表420 主動荷載位移計算表截面號 Mip0 1I yI 1y Mip0I Mip0yI Mip0 1y I 0 0 27987 000 100 0 0 0 1 51015 27987 4589 116 1427814 234157 1661976 2 19493 27987 18359 165 5455866 3579042 9034914 3 40426 27987 40190 243 11314531 16247652 27562198 4 64134 27987 69017 346 17949715 44263954 62213713 續(xù)表 表420 主動荷載位移計算表5 86297 27987 103190 468 24152769 89051131 113204030 6 103254 27987 140386 601 28898447 144954610 173853061 7 105264 27987 178477 737 29461084 187873269 217334420 8 108262 27987 215841 871 30300099 233674323 263974469 148960329 719878141 868838784 其中∑Mip0I與∑Mip0yI的值可見表420則由式414415可得到主動荷載位移為計算精度校核閉合差4載位移單位彈性抗力及相應摩擦力引起的位移1各接縫處的抗力強度按假定拱部彈性抗力的上零點位于與垂直軸接近45的第3截面則最大抗力位于第5截面則拱部