【正文】 受拉筋。????????????? ssscmys AbhfNfA ?? 2m i n 9004501 0 0 mmbh ????? 取： 4 18? ?,sA 1017 2mm ； %%2 4 m i n ??? ?? 非少筋。m i n mmbhA s ????? ? 由于 N=1453400N〈 Nbhf cm 5 9 3 4 5 0 04 1 51 0 0 ???? 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 sA 選 )1017(184 2mmAs ?? 為充分發(fā)揮混凝土的受壓特點(diǎn) —— 補(bǔ)充如下方程： bhx ?? ?? 0＝ ； mmbf Nx cm 145 34 00 ????? 0)(3601)(1 039。m N=1453400N 初始偏心距 e0: .10014534001459500 mmNMe ??? mmhmme 00 ????? ； 所以要考慮附加偏心矩的影響，故取 mmea 20? 此時(shí)的初始偏心矩為： mmeee ai 120220200 ????? ； 大小偏心距的判別： 按《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（ TB10003— 2022）有： mmhmmee ii 0 ????? ? 所以按小偏心計(jì)算。 ??? bb hx ?? 非超筋。39。 239。 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=176180N取 39。m；軸力為 N=1453400N； 襯砌單元截面為 bh=1000mm?450mm，考慮撓度影響的軸向力偏心距增大系數(shù)，對(duì)隧道襯砌 取 ? =，襯砌混凝土等級(jí)為 C35，混凝土彎曲抗壓強(qiáng) cdf = ， 鋼 筋 采 用 HRB400 ， 抗 拉 、 抗 壓 強(qiáng) 度39。m；軸力為 N=1964000N。 垂直荷載 ? ? kPahq q ????? ? 水平荷載 k P aqe ?? 考慮水壓力的作用后 垂直荷載 kPaq ???? 25 水平荷載 拱頂處 kPae ??? 仰拱處 kPae ???? 采用 ANSYS 結(jié)構(gòu)分析軟件對(duì)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。 10. 45 2 sqh ??? ? ? 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 )5(1 ??? Bi? ； 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＝ 。 左邊 右邊 滿足要求！ （ 2）最大負(fù)彎矩 相關(guān)參數(shù)如下： K＝ ， wR ＝ , gR =520MPa, 2, 1017mmAA gg ?? ,b=1000mm ， x=130m 帶入計(jì)算有： 左邊 =1901060N 右邊 =3163100N 24 顯然左邊〈右邊 滿足要求！ 對(duì)于本設(shè)計(jì)的襯砌配筋就按以上計(jì)算的選取，對(duì)稱配筋每側(cè)鋼筋為 4Φ 20。 23 根據(jù)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（ TB10003— 2022）的有關(guān)規(guī)定：鋼筋混凝土矩形截面的偏心構(gòu)件（ hx ? ），其截面強(qiáng)度檢算應(yīng)按照以下公式進(jìn)行： )( ,gggw AARbxRKN ??? 其中： K－安全系數(shù)，按規(guī)范有關(guān)規(guī)定采用； wR －混凝土彎曲抗壓極限強(qiáng)度； gR — 鋼筋的抗拉或抗壓計(jì)算強(qiáng)度； , gg AA －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＝ ， wR ＝ , gR =520MPa, 2, 1017mmAA gg ?? ,b=1000mm, x=。 ： （ 1）、最大正彎矩裂縫檢算 因?yàn)椋?mmhmme 00 ??? 所以不需要進(jìn)行裂縫驗(yàn)算。 驗(yàn)算合格！ 二．Ⅴ級(jí)圍巖襯砌安全性評(píng)價(jià)： ： 由于 oo he ? ，不需要檢算抗壓強(qiáng)度，只要檢算抗拉強(qiáng)度和裂縫。 ??? ?? 非少筋。 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(duì)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(lái)說(shuō)，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。 所以，此處按構(gòu)造配筋： 2min, 1000 mmbhAs ?? ? ?。?4 18? ?,sA 1256 2mm ； %%2 7 m i n ??? ?? 非少筋。2039。 21 mmbf Nx cm 145 34 00 ????? 為充分發(fā)揮混凝土的受壓特點(diǎn) —— 補(bǔ)充如下方程： bhx ?? ?? 0＝ ； 聯(lián)解以上方程得： )( )( 39。039。； )(39。設(shè)縱向受拉鋼筋的面積為 As‘（離軸力 N 比較近）；離軸力比較遠(yuǎn)的鋼筋面積為 As； 根據(jù)平衡方程得： sysycm AfAfbxfN ??? 39。 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=189587N????????????? ssscmys AbhfNfA ?? 2min 1 0 0 05001 0 0 mmbh ????? 20 取： 4 18? ?,sA 1017 2mm ； %%2 2 min ??? ?? 非少筋。min 1 0 0 05001 0 0 mmbhA s ????? ? 由于 N=775381N〈 Nbhf cm 6 4 3 5 0 0 ???? 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 sA 選 )1256(204 2mmAs ?? 為充分發(fā)揮混凝土的受壓特點(diǎn) —— 補(bǔ)充如下方程： bhx ?? ?? 0＝ ； mmbf Nx cm 1745900 ????? 0)(3601)(1 039。m N=1745900N 初始偏心距 e0: .10517459001830450 mmNMe ??? 19 mmhmme 00 ????? ； 所以要考慮附加偏心矩的影響，故取 mmea 20? 此時(shí)的初始偏心矩為： mmeee ai 125105200 ????? ； 大小偏心 距的判別： 按《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（ TB10003— 2022）有： hmmee ii ???? ? 所以按小偏心計(jì)算。ss aa? =50mm，則 sahh ??0 =450mm。sdsd ff ? =360MPa， b? =。 最大負(fù)彎矩為 M=189587N 17 圖 42 變形圖 圖 43 彎矩圖 18 圖 44 軸力圖 根據(jù)內(nèi)力圖知道： 最大正彎矩為 M＝ 183045N具體計(jì)算模型見(jiàn)圖。荷載組合為永久荷載、可變荷載和偶然荷載這三種荷載類型的組合形式，結(jié)構(gòu)計(jì)算荷載為上述三類荷載同時(shí)存在的可能性進(jìn)行最不利組合。 計(jì)算模型中，二襯結(jié)構(gòu)采用彈性平面梁?jiǎn)卧M，彈性抗力以及地基均采用彈簧單元模擬。根據(jù)本工程淺埋及松散地層的特點(diǎn)，使用階段結(jié)構(gòu)安全性檢算采用“荷載 — 結(jié)構(gòu)”模式，即將支護(hù)和圍巖分開(kāi)考慮，支護(hù)結(jié)構(gòu)是承載主體，圍巖作為荷載的來(lái)源和支護(hù)結(jié)構(gòu)的彈性支承。 計(jì)算淺埋隧道圍巖壓力 此時(shí) ?? ? tan)1(t antantan 2 ????? ?? ???? ? ? )tan(tantan1tan tantan ???? ?? ?????? ??? kPaBHq t )tan11( ??? ??? kPaHe ?? ?? kPaHhe t ???? ??? 隧道工程建筑物是埋置于地層中的結(jié)構(gòu)物，它的受力和變形與圍巖密切相關(guān)，支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖作為一個(gè)統(tǒng)一的受力體系相互約束，共同工作。 10. 45 2 sqh ??? ? ? 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 )5(1 ??? Bi? ； 15 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＝ 。 第四章 隧道洞身設(shè)計(jì)及配筋 Ⅴ級(jí)圍巖隧道洞身設(shè)計(jì)及配筋 根據(jù)分析并結(jié)合工程地質(zhì)條件最終選定 里程為 DK8+720 處的斷面作為Ⅴ級(jí)圍巖計(jì)算截面 ， 隧 道開(kāi)挖 寬 度 B=， 高 度 H=， 埋深H1=32m。 應(yīng)力 ? 6 2 2 0 . 5 6 0 . 3 9( 1 ) ( 1 )1 . 8 1 . 8beN M NF W b b? ?? ? ? ? ? ? m a x 2 8 2 [ ] 4 .1KPa M P a??? ? ? m in 3 7 [ ] 4 .1KPa M P a??? ? ? ? 因?yàn)?? 出現(xiàn)負(fù)值，故尚因檢算不考慮圬工承受拉力時(shí)受壓區(qū)應(yīng)力重分布 的 最 大 壓 應(yīng) 力 。 （ 4）基底壓應(yīng)力的驗(yàn) 算： m a x 6 5 0 8 . 5 6 0 . 0 8( 1 ) ( 1 + ) 3 5 7 . 8 [ ] 0 . 61 . 8 1 . 8N e K P a M P aBB?? ?? ? ? ? ? ?? ? ?m i n 6 5 0 8 . 5 6 0 . 0 8( 1 ) ( 1 ) 2 0 7 . 2 0 . 61 . 8 1 . 8N e K P a M P aBB ?? ? ? ? ? ?? 滿足基底壓應(yīng)力的要求。 滑動(dòng)穩(wěn)定的驗(yàn)算： 13 5 0 8 . 5 0 . 6 2 . 1 7 1 . 31 4 0 . 5C NfK E ?? ? ? ??? 滿足滑動(dòng)穩(wěn)定的要求。檢算端墻與翼墻共同作用部分“Ⅱ“的滑動(dòng)穩(wěn)定性。 通 過(guò) 應(yīng) 力 從 分 布 ， 受 壓 區(qū) 的 最 大 壓 應(yīng) 力m a x 306 51 357 [ ] M P a??? ? ? ? ? 滿足墻身截面強(qiáng)度的要求。 檢算條帶“Ⅱ” 土壓力的計(jì)算： 由以上計(jì)算知： ?? 22 H? ? ?? ? ? ? ? 11 0 . 5 2 2 0 . 1 1 0 . 2 0 . 5 5 7 . 2 222EH ??? ? ? ? ? ? ? ? 0. 5 0. 5 25 10 .2 1. 8 22 9. 5G H b?? ? ? ? ? ? ? 2 墻身截面偏心的驗(yàn)算： 1 1 1( ) 5 7 . 2 2 1 0 . 2 9 7 . 32 3 6M E H? ? ? ? ? ? 偏心距 be 9 7 . 3 0 . 4 2 0 . 3 1 . 8 0 . 5 42 2 9 . 5b Me N? ? ? ? ? ? 滿足墻身截面偏心的要求。 （ 3）合力的偏心距的驗(yàn)算： 0 1 1 7 9 6 8 2 . 3 0 . 8 9 75 5 3 . 5yMMC N? ?? ? ???? 1 . 8 1 . 80 . 8 9 7 0 . 0 0 3 0 . 32 2 6BeC? ? ? ? ? ? ? 滿足基底合力的偏心距。 檢算條帶“Ⅰ” （ 1）各項(xiàng)物理學(xué)指標(biāo) 55?? 22?? f= ?? ?? ?? （ 2）土壓力系數(shù) )(? 的計(jì)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????? ??????????? ??? ??????? 2 . 0 4 0 . 1 0 . 8 3 . 0 4 0 . 6 2 8 1 . 5 2 8 0 . 9 20 . 4 80 . 8 3 . 0 4 1 . 4 2 8 0 . 9 2? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ( ta n ta n ) ( 1 ta n ta n ) ( 0 . 4 8 0 . 1 ) 0 . 9 2 0 . 1ta n ( ) ( 1 ta n ta n ) 6 . 0 4 0 . 6 1 6? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? 10 （ 3）土壓力的計(jì)算： 22 H? ? ?? ? ? ? ? 221 0 . 5 2 2 1 2 . 3 0 . 1 1 6 6 . 4 22EH ??? ? ? ? ? ? 25 H b?? ? ? ? ? 穩(wěn)定性及強(qiáng)度的檢算：