【正文】 截面積分系數(shù)00—11—42—23—44—2504627143731481∑ 校核計算精度墻底截面最終轉角：=+=校核：+==+== +====相對誤差是：5%誤差均在范圍內，符合要求。m）==+=（KN單位彈性反力作用下截面的內力，并校核計算精度 =++（KN表59 的計算過程表參數(shù)截面4________5______6____7__8表510 的計算過程表 參數(shù)截面405678表511 ，計算過程參數(shù)截面1+積分系數(shù)4254627481∑ 解單位彈性反力力法方程 式中：===（rad）= =其中：f——拱矢高，解得：==（KN 彈性反力產(chǎn)生的荷載位移== == += ==校核：+=，故計算正確。表58各點彈性反力的計算過程表參數(shù)截面sincos45678 彈性反力作用下的結構內力本設計不考慮摩檫力作用，僅考慮彈性反力集中力。圖54單元單位彈性反力荷載圖示（kN），作用方向垂直于襯砌外緣，并通過分塊上彈性反力圖形的形心。表56 ，計算過程表 參數(shù)截面1+積分系數(shù)0000011421967264557132388415814168384423630183197538254642555574958246734662286464802731122093549607481843952064671∑ 墻底位移計算單位彎矩作用下墻底截面產(chǎn)生的轉角：==主動荷載作用下墻底截面產(chǎn)生的轉角：= 解主動荷載力法方程式中：=+==+ ==+ === 其中：f——拱矢高，=解：==（KN/m） ==（KN） 截面內力計算及校核=（KN/m）=（KN）計算過程見表57表57 ，計算過程表參數(shù)截面積分系數(shù)0000101422310027844254627481∑ 單位彈性反力變位計算 各截面彈性反力強度最大彈性反力上零點假定在截面3，即=；下零點在墻腳a點，最大彈性反力值假定在截面5，即=，h點的高度約在抗力區(qū)2/3高度處，即?。╝h）=弧（ab）。圖53單元主動荷載圖示彎矩：軸力：=（）式中：、——相鄰兩截面中心點的坐標增量：==、的計算過程如表5555所示:表53 計算過程表 參數(shù)截面集中力（KN）力臂（m）000000000012345670008000表54 計算過程表 參數(shù)截面00000000100002345678表55 計算過程表 參數(shù)截面0012345678校核：==（）== （）= =（）=++= =（）計算誤差：5%在誤差范圍內。 主動荷載內力分塊上各集中力對下一分點的截面形心的力臂由CAD圖量取，并分別記為、?！噜弮山孛嬷g的襯砌外緣的豎直投影。=0,=0坐標校核： 單位位移計算=========校核：+2+= +2+=滿足精度要求，說明變位計算結果正確。校核角度：==90+13+59=162176。=+=176。==5=176。==3=176。b、計算半拱軸線長度S及分塊軸線長度半拱軸線長度:=++=分塊長度：= 幾何要素計算 各截面與豎軸的夾角===176。a、由圖可知，水平線以上軸線為一圓弧，半徑為，=558cm，90176。圖51結構斷面圖 主動荷載計算作用在結構上的荷載形式為勻布豎向荷載q和均布水平向荷載e，即e=均布豎向荷載: q== (KN)均布水平向荷載: e== (KN) 分塊圖繪制因結構對稱，荷載對稱，故取半跨計算，如圖52。假設起拱線以下的起拱線為一段圓弧，半徑為，圓心角為。100cm 130cm 59176。543cm 573cm 90176。最后，得出包家山隧道襯砌設計參數(shù)，如表42所示，表42 襯砌設計參數(shù)項目單位圍巖級別IIIIVV超前支護類 型mm小導管ф505小導管間 距cm4040長 度m4初期支護噴射混凝土厚度25號cm152025徑向系統(tǒng)錨桿直 徑mmф22ф25ф25長 度cm300300350錨桿布置cm12012010010010080鋼筋網(wǎng)直 徑mmф6ф6ф6鋼筋布置cm151515151515鋼拱架榀間距cm無7575二次襯砌25號混凝土cm455060仰拱cm5060河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 第五章 襯砌結構計算第5章 襯砌結構計算 設計基本資料 巖體特性巖體為IV級圍巖，計算摩檫角，巖體重度，圍巖的彈性抗力系數(shù)，基底圍巖彈性反力系數(shù)。防水層一般采用全斷面不封閉的無壓式，也可用全斷面封閉的有壓式。為保證隧道襯砌、通信信號和供電線路等設施正常使用，隧道襯砌應根據(jù)要求采取防水措施。III級及以上圍巖復合式襯砌按承載結構設計，為發(fā)揮圍巖自承作用，允許圍巖與支護襯砌有一定變形，故二次襯砌不宜太厚（不宜大于45cm），一般取為45cm。 二次襯砌設計二次襯砌宜采用等厚薄形馬蹄形斷面，在圓、弧、直線間應圓順連接。③當考慮安全系數(shù)后，錨桿所需面積為：式中，=35176。當考慮安全系數(shù)K后，錨桿所需面積按式（412）計算， （412）式中，——裂面的內摩擦角，度； 其他符號意義與前面相同。沿裂面AB下滑力，按式（410）計算， （410）抗滑力按式（411）計算， （411）當時，巖塊ABC處于穩(wěn)定狀態(tài)。③錨桿外露長度：cm④所以IV級圍巖分布區(qū)內的設計錨桿長度為：mIII級圍巖分布區(qū)的情況按構造設計。具體計算、和的大小，IV級圍巖分布區(qū)：①錨桿固端長度：cm其中，=3MPa（選用螺紋鋼筋），=340MPa（II級鋼筋抗拉設計強度），=，=。B、錨桿長度計算，按式（48）計算， （48）式中，——錨桿固端長度，cm，具體按式（49）計算， （49）其中，——砂漿與鋼筋的粘結力，MPa； ——鋼筋抗拉設計強度，MPa； ——錨桿鋼筋直徑，cm； ——安全系數(shù)。=，=。根據(jù)包家山隧7道的具體情況計算，IV級圍巖分布區(qū)：cm其中：kN kN =340MPa（按II級鋼筋設計強度選用）， =20176。錨桿支護設計參數(shù)計算（錨桿局部加固計算）（1）錨桿加固拱部圍巖計算，一般按懸吊原理確定錨桿參數(shù)，計算簡圖如圖41所示，圖41 錨桿計算圖A、所需錨桿截面面積按式（43）、式（44）計算（錨桿將重力為的危巖錨固在穩(wěn)定巖體上，危巖使錨桿產(chǎn)生拉力和剪力， （43） （44）式中，N——危巖使錨桿產(chǎn)生的拉力，按式（45）計算： （45）Q——危巖使錨桿產(chǎn)生的剪力，按式（46）計算： （46）——鋼筋抗拉設計強度，MPa；——鋼筋抗剪設計強度，MPa；——錨桿與地質結構面的夾角，度；——錨桿與鉛垂線的夾角，度；——安全系數(shù)。鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護設計應符合下列要求：A、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土的厚度不應小于100mm，且不能大于250mm；B、鋼筋網(wǎng)按構造要求設計，鋼筋直徑一般為4～12mm，我們具體施工時可以參考選用直徑在6～10mm范圍內的鋼筋；C、鋼筋間距考慮布置在150～300mm范圍之間；D、鋼筋網(wǎng)保護層厚度不應小于20mm。在變形大而自穩(wěn)性差的軟弱圍巖的混凝土噴層中，應設置1～2層鋼筋網(wǎng)。（2）鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護設計包家山隧道施工的特殊地段，必須考慮架設鋼筋網(wǎng)來輔助支護。III級圍巖分布區(qū)的情況按構造設計。 （42）式中：——噴層與巖面間的粘結強度，MPa； 其他符號意義同前。III類圍巖分布區(qū)的情況按構造設計。 噴射混凝土支護設計（1）噴射混凝土支護設計厚度的計算對于噴層的抗局部沖切破壞或粘結破壞的計算如下，可按式（41）計算， （41）式中，——不穩(wěn)定巖塊重力，kg；——噴射混凝土設計抗拉強度，MPa；——不穩(wěn)定巖塊露出面周邊長度，cm；—