【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(jì)算最大抗力值最大抗力位移修正計(jì)算見表413 先求出最大抗力方向內(nèi)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(jì)算表截面號(hào) 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(nèi)的位移值 則可得到最大抗力9計(jì)算襯砌總內(nèi)力襯砌總內(nèi)力計(jì)算見表414 按下式進(jìn)行計(jì)算 444 445 將由式444445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) 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(yàn)截面強(qiáng)度檢驗(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 其它各截面偏心均小于045d 綜上驗(yàn)算滿足強(qiáng)度要求 11內(nèi)力圖 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)數(shù) 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(yù)留變形8cmⅣ級(jí)圍巖襯砌見附圖4力計(jì)算1設(shè)計(jì)基本資料公路等級(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 035m襯砌材料彈性模量2荷載確定1圍巖豎向壓力圍巖級(jí)別S 4圍巖容重隧道寬度其中008m為一側(cè)平均超挖量035m為二次襯砌厚度且B 5m時(shí)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(jì)算襯砌自重可由式 43 計(jì)算求得其中d0 dn 035m所以襯砌自重為建議Ⅳ級(jí)圍巖襯砌承受6080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?襯砌幾何要素1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(diǎn)的坐標(biāo)可由圖41直接量得具體數(shù)值見單位位移計(jì)算表表4134計(jì)算位移1單位位移單位位移計(jì)算見表415表415 單位位移計(jì)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(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474849計(jì)算所得各個(gè)分塊的作用力值列于表4162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410411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) 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(jì)算表2截面號(hào) 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(jì)算表3截面號(hào) 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(jì)算表截面號(hào) 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(dòng)荷載位移 主動(dòng)位移荷載計(jì)算見表420表420 主動(dòng)荷載位移計(jì)算表截面號(hào) 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(dòng)荷載位移計(jì)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(dòng)荷載位移為計(jì)算精度校核閉合差4載位移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