【正文】 配筋計算 根據(jù)內(nèi) 力圖可得： 最大正彎矩為 M=，軸力為 N=； 最大負彎矩為 M=，軸力為。 墻底截面最終轉(zhuǎn)角：_a ap h a?? ? ? ??? rad 3 i aisMEI?? ?? 3 ii aiMys fEI ?? ?? 3 ih i ah aiyMs yEI ?? ?? hk?? 相對誤差 均 5% ，故計算正確。先求位移 hp? 和h??： _6ik iphp p iMMsEI?? ??? ? ____6ik ih iMMsEI ???????? ? _ 18ap pM??? rad ___ 18a M????? rad 1 hphhpvk???? ? 計算過程見表 。 單位彈性反力圖及摩擦力作用下截面的內(nèi)力，并校核計算精度 _ _ _ _012iiiM X y X M? ? ? ?? ? ?kN*m _ _ _0i 2 ic o s iN X N? ? ???? kN 計算過程見表 。 表 1??、2??計算過程表 截面 0iM? 1/iI iy 1 iy? 0 / iiMI? 0 /iiiyM I? ? ? 01/iiiy M I?? 積分系數(shù) 4 2 5 4 6 2 7 4 8 1 ∑ （ 11） 解單位彈性反力及其摩擦力作 用下的力法方程 ___001aaM????? rad _ _ _1 1 1 21 2 1 0X a X a a? ? ?? ? ? _ _ _2 1 2 21 2 2 0X a X a a? ? ?? ? ? 式中 11a 、 12a 、 21a 和 22a 均同前。 iR 作用下基本結(jié)構(gòu)的內(nèi)力 _0 i ikiM Rr? ??? kN*m _0 s in c o si v i hiN R R? ?????? kN 計算參照表 和表 進行。以上計算詳見表 。iR __ _i1 i39。2__i 39。 （ 10） 求單位彈性反力及相應(yīng)摩擦力作用下，基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的變位_1??和_2?? 最大彈性反力零點假定在截面 3，即 2 b??? ，最大彈性反力值假定在截面 6，即 6 h??? 。 表 1p? 、 2p? 計算過 程表 截面 0ipM 1/iI iy 1 iy? 0 /ip iMI 0 /i ip iyM I ? ? 01/i ip iy M I? 積分系數(shù) 0 1 1 4 2 2 3 4 4 2 5 4 6 2 7 4 8 1 ∑ （彈性地基上的剛性梁）位移計算 單位彎矩作用下墻底截面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角 _1 81akI? ? 主動荷載作用下墻底截面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角 _0081ap pM??? （ 8） 解主動荷載作用下的力法方程 1 1 1 1 2 2 12 1 1 2 2 2 200p p pp p pa X a X aa X a X a? ? ????? ? ??? 式中 ： _111 11a ???? _1 2 2 1 1 2 1a a f??? ? ? _222 22 1af???? 011p p apa ??? ? 022p p apaf?? ? ? 其中 ： f ——拱矢高， 8fy? 。 表 0ipM 計算過程表（二） 截面 iqQa? iwWa? ieEa? ? ?11ii QW?? ?? 11ii E??? 0 1 2 3 4 5 6 7 8 表 0ipM 計算過程表（三） 截面 ix? iy? ? ?11ii ix Q W???? ?? 11ii iyE????? 0ipM 0 1 2 3 4 5 6 7 8 表 0ipN 計算過程表 截面 sini? cos i? ? ?sin i QW? ?? cos iiE?? ? 0ipN 0 1 2 3 4 5 6 7 8 1p? 和 2p? 計算過程見表 。 彎矩： 00i p ( i 1 ) 11()p i i i q i e i wiiM M x Q W y E Q a E a W a??? ? ? ? ? ? ? ? ??? kN*m 軸力： 0ip sin ( ) c o siiN Q W E??? ? ??? kN 式中 ： ix? 、 iy? ——相鄰兩截面中心點的坐標增量： 1i i ix x x?? ? ? 1i i iy y y?? ? ? ‘ 0ipM 和 0ipN 的計算過程示于表 和 。 注意：以上各集中力均通過相應(yīng)荷載圖形的形心。 側(cè) 向水平力： iE eh? kN 式中 ih——相鄰兩截面之間的襯砌外緣的豎直投影（由分塊圖量?。?。 在誤差允許范圍內(nèi)，曲墻拱結(jié)構(gòu)幾何要素見表 。 11 13 isEI? ?? ? 12 21 3 iiysEI?? ??? ? 222 3 iiysEI? ?? ? 2(1 )3 iss iysEI? ??? ? 表 曲墻拱結(jié)構(gòu)幾何要素及 ik? 計算過程表（一） 曲墻拱結(jié)構(gòu)幾何要素及 ik? 計算過程表（二） 截面 iI 1/iI /iiyI 2/iiyI ? ?21/iiyI? 積分系數(shù) 0 1 1 4 2 2 3 4 截面 i? sini? cos i? ix iy id 0 1 2 3 4 5 6 7 8 4 2 5 4 6 2 7 4 8 1 ∑ 注： ∑的計算按下式進行，以下表均同。39。39。39。39。39。39。5 1 5sinxr?? ? ?39。4 1 4sinxr?? ? ?39。3 1 3sinxr?? ? ?39。2 1 2sinxr?? ? ?39。1 1 1sinxr?? ? ?39。2 180sr?? ??? ? ? 校核角度： 39。26 180ssr?? ??? ?? ? ? 076 39。22 1 7 .0 3 5180sr ?? ? ?? 半拱軸線長度 12is s s s? ? ?? 分塊長度 8ss?? （ 5） 計算各分段截面中心的幾何要素 i? 1 39。ir 為各圓弧軸線的半徑 39。2arcsinaHr? ? s 及分塊軸線長度 △ s（單位 :cm） 39。2sinaHr? ? 39。2 2lr f? 39。 22awddf ?? 2 2 2al H f?? 39。2r （單位： cm）及其與水平線的夾角 2?‘ 假定水平線以下的軸線為一弧線，則其半徑由圖 求得。 勻布豎向荷載： ? ?15iB? ? ? ? 2sah ???? aqh?? 勻布水平側(cè)向荷載： ? （ 3） 繪制分塊圖 因結(jié)構(gòu)對稱，荷載對稱，故取半跨計算，如圖 。鋼筋混凝土襯砌軸心抗壓強度標準值 ? ， ? ，鋼筋混凝土軸心抗拉強度標準值 ? 。隧道埋深為深埋；計算摩擦角 50c???，巖體重度 320kN/m? ? ，圍巖的彈性反力系數(shù) 200 MP a/mK ? ，基底圍巖彈性反力系數(shù) 5 250 MP a /maKK?? 。 襯砌內(nèi)力計算 （ 1） 設(shè)計基本資料 結(jié)構(gòu)斷面圖如圖 示。所以， Ⅳ 、 Ⅴ 級圍巖段襯砌在選定支護參數(shù)后，需要進行驗算，并通過計算配筋。 4 襯砌內(nèi)力及配筋計算 Ⅴ 級圍巖襯砌設(shè)計 根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（ JTG D702021）規(guī)定，由于巖土體介質(zhì)通常具有明顯的不確定特征，巖土工程問題分析中經(jīng)驗 常 起主導作用，規(guī)范中規(guī)定 Ⅰ ~Ⅴ 級圍巖中復(fù)合襯砌的初期支護主要按工程類比法設(shè)計，即參照已往工程實例確定支護參數(shù)。 G hBbNbB???? 滿足墻身截面強度要求。取墻身厚度 ? ，則 Hb??? 偏心距b Me N? 應(yīng)力 ? 61 beN M NF W b b? ??? ? ? ????? 滿足墻身截面強度的要求。 主墻與翼墻共同作用的 B 部分 （ 1） 土壓力的計算 由上面計算可知： H H? ? ??? 21 12aEH???? 21 2 p pE h K c h K?? ? ? ? 1 1 1 H b??? 2 2 21 22G H b??? （ 2） 滑動穩(wěn)定性驗算 cNfK E??? 滿足滑動穩(wěn)定的要求。 3）合力的偏心距的驗算 02yMMCNBeC??????? 滿足基 底 合力的偏心距。 設(shè)計標高CBA 圖 洞門強度及穩(wěn)定性驗算示意圖 (單位： cm) 翼墻 （ 1） 壓力的計算 1）各項物理 力 學指標 （ 其中 ? 為計算摩擦角， ? 為巖石的重度， f 為基底摩擦系數(shù)， ? 為基底容許應(yīng)力，假定仰坡坡度為1： 時得到： ? 分別為端墻和翼墻的傾斜角度， ? 為坡的角度） 2）土壓力系數(shù) )(? 的計算 )t a nt a n1(t a n)t a n1(t a n )t a nt a n1)(t a n)( t a nt a n)( t a nt a n1(t a nt a nt a nt a n 222????? ??????????? ??? ??????? ? ? ? ?? ? ? ?ta n ta n 1 ta n ta nta n 1 ta n ta n? ? ? ?? ? ? ? ???? ?? ? ?2ta n 4 5 / 2pK ?? ? ? （ 3）土壓力的計算 H H? ? ??? 212aEH? ??? 21 22p p pE h bK ch K??? G Hb?? （ 2） 穩(wěn)定性 及 強度的驗算 1）抗傾覆穩(wěn)定性的驗 算 0 0yMK M??? 滿足傾覆穩(wěn)定的要求。通常，是 取 的一個窄條來計算其強度和穩(wěn)定性。因此，在計算翼墻洞門時，可先驗算翼墻本身的穩(wěn)定性和強度。 設(shè)計標高 圖 入口洞門初設(shè)示意圖（單位： cm） 洞門強度及穩(wěn)定性驗算 翼墻式洞門是承受土石主動壓力的擋土墻，洞門