隧道工程课程设计(包含内力图和衬砌及内轮廓设计图)

目录主题：隧道工程课程设计-2-一、设计基础-2-二。设计数据-2-三。隧道方案比选说明-2-1.平面位置的确定-2-2.剖面设计-3-3.横截面设计-3-第四、第二衬砌结构计算-3-1.基本参数-3-2.负载测定-4-3.衬砌几何特征计算-4-4.荷载位移-基础结构中主动荷载引起的位移-6-5.基础结构中外部荷载产生的内力-7-6.主动荷载位移-9-7.荷载位移-由单位弹性阻力和相应摩擦力引起的位移-10-四.墙底位移(弹性地基梁上的刚性梁)-13-V.求解力法方程-14-六、分别计算主动荷载和被动荷载产生的衬砌内力-15-七、最大电阻值的解-16-八、计算衬砌总内力-17-1.检查相对转角-18-2.根据以下公式-18检查相对水平位移-九、衬砌断面强度检验计算-19-1.穹顶-19-2.墙底偏心检查-19-X.内力图-20-参考文献-21-隧道工程课程设计一、设计基础本设计根据公路工程技术标准 (JTG B01-2003)和公路隧道设计规范 (JTG D70-2004)进行设计和计算。二。设计数据1.设计等级：高速公路；2.设计速度：80公里/小时。3.围岩等级：三级、四级、五级；4.折减系数：50%；5.使用功能：双向双车道交通；6.隧道平纵曲线半径和纵坡：平纵曲线设计符合规范要求，隧道出入口内外行驶速度不小于3s的行驶长度范围内的平纵线形一致；7.隧道结构设计标准(1)。设计寿命：100年；(2)。设计安全等级：1级；(3)。结构防水等级：二级；8.1:1000地形图见隧道平设计图(图S1-1)。三、隧道方案比较说明1.平面位置的确定任务给出的地形图是陕西省Xi市蓝田县八元乡的地形图。八元乡距蓝田县22公里，位于秦岭北麓，关中平原东南部，北纬3350-3419 ，东经10907-10949。它是蓝田县的一个乡镇。该镇东临洛南和花县，西接灞桥和长安，南接柞水和商县，北接临潼和渭南。全县总面积969平方公里，地形大致为南山北麓的河流，大致为秦岭北麓的丘陵地带。隧道的水平和垂直设计既要服从路线的总体方向，又要综合考虑隧道所在地的地形、地质、地物、水文、气象、地震条件和施工条件，将隧道场地定位在地质条件好、不良地质影响最小的地层中。隧道平面线形以直线为主，有利于通风和施工，不采用超高水平曲线。隧道纵坡设置应充分考虑通风、排水、施工方案和两端连接要求。根据老师画的起点和终点，选择两条路线进行方案的比较和选择，并确定推荐路线。如图隧道平面设计图(图S1-1)所示，绘制两条线路方案的平面图。由于路线起点离隧道入口不是很远，受其影响的隧道入口位置选择不是很宽，只能在小范围内微调。经过反复比选，推荐线和比选线的入口位置选在中央河以北200米处，出口选在雁子台以西250米处。该方案具有良好的隧道形成条件，总体走向垂直于等高线。经过综合比选(所需方案见附件)，推荐三线方案，并制定推荐线方案，见隧道平面设计图(图S1-1)。2.垂直剖面设计推荐路线的纵剖面图见隧道线路的纵断面图(图S1-2)。每隔20m读取一次地面标高，在mig纸上标记，用平滑曲线连接，并画出垂直剖面。3.横截面设计内部公司选择级围岩复合衬砌二次衬砌作为结构计算的典型衬砌。1.基本参数围岩等级：五级；围岩体积密度：围岩弹性阻力系数：衬砌材料为C25混凝土，弹性模量和容重。2.负载测定深埋围岩的垂直均匀压力根据矿山法施工的隧道围岩荷载为：其中：S型围岩，围岩级别为五级；-围岩的体积重量，其中=18kn/m3。-跨度影响系数，=1 i(B-5)，当隧道跨度b=11.7m，b=5 15m时，取0.1。考虑到初期支护承担了大部分围岩压力，二次衬砌一般作为安全储备，围岩压力降低，隧道减少50%至120。围岩水平均布压力：e=0.4q=0.4120=48kN/m2。3.计算衬里几何特征参见图4-1。图4-1二次衬砌结构计算图如果内轮廓半径R=5.54米，拱截面厚度d=0.5m米，外轮廓半径R=R=d=5.540.5=6.04米，拱轴线半径R=R 0.5=5.540.50.5=5.79米，半拱轴线长度s=10.31795米1.半拱轴线长度S平均分为8段，然后S:衬砌几何特征计算见表4-1，各拱段与垂直轴线的夹角及截面中心的垂直坐标。单位位移计算表表4-1横截面x(m)y(m)d(m)积分系数1/30001000.5600961113.3750.23130.97281.33930.15700.59615.0762.3675128.514226.7500.45000.89292.60600.61960.59659.48636.860251.832340.1250.64440.76463.73141.36270.596130.82178.27535.924453.5000.80380.59484.65432.34590.596225.21528.341074.72566.8750.91960.39275.32473.51600.596337.541186.81957.84680.2500.98550.16935.70634.80940.596461.702220.53239.92793.6250.9979-0.06325.77846.15600.596590.983638.14916.14890.000105.53707.48280.596718.355375.36908.0113166.6819109.044注：1。-截面惯性矩，b取单位长度；2.没有考虑轴向力的影响。单位位移值通过新的普通方法近似计算，计算如下：计算精度检查是：闭合差=0。4.荷载位移基础结构中主动荷载引起的位移(1)。每个楔子上的作用力：垂直力：齐=qbi侧向力：Ei=ehi自重：其中：在图1-1中测量了bi内衬外缘两个相邻部分之间的水平投影长度；图1-1中测量了hi衬里外缘两个相邻部分之间的垂直投影长度。di接缝I的衬砌截面厚度。每个楔块上的力计算如表4-2所示。荷载位移计算表表4-2横截面集中手臂Qaq窒息QGEaq农业的ae0000000001168.20014.74417.91520.6430.6670.326108.17839.83432159.00014.744123.3280.550.6040.46687.458.90543141.20014.744137.4400.4270.5420.58160.309487.99134115.60014.744149.5360.280.4330.66432.39046.3842583.76014.744158.8960.1190.30.7119.967444.4232647.2814.744165.04-0.0490.1420.719-2.316722.093678.2814.744167.680-0.0070.6880-0.1038014.744166.5760-0.1640.6190-2.4185.基础结构中外部荷载产生的内力内力计算如下：弯矩：轴向力：计算见表4-3和表4-4。荷载位移计算表Mi，p0表4-3EaeQ GExyxQ GyE000000002.58035001.0.1570400-120.59310.8708182.9847.91521.266700.46260231.7873.66164-227.8121.7526356.72831.24321.125330.74308401.43923.2162-317.8732.8919512.71268.68320.922920.98324473.19467.5322-389.5341.8750643.136118.2190.670441.17006431.186138.324-445.8046.7637741.640177.1150.381591.29342283.006229.084-492.3446.5638803.664242.1550.072041.3466157.9008326.089-538.8041.2105826.689309.835-0.24141.32675-199.57411.075-577.59荷载位移计算表Ni，p0表4-4横截面Q GEQ GE0010000010.23130.9728182.98427.915242.32857.700534.62820.45000.8929356.728331.243160.56227.899132.6630.64440.7646512.712568.683330.42152.517277.9040.80380.5948643.1366118.219516.98970.319446.6750.91960.3927741.6408177.115682.05069.559612.4960.98550.1693803.6649242.15792.05641.008751.0470.9979-0.063826.6891309.83825.035-19.58844.6280.9563-0.292849.7132377.51812.584-110.3922.956.主动载荷位移计算结果见表4-5。主动荷载位移计算表表4-5横截面国会议员y/I(m4)Mp0/IMp0y/IMp0(1 y)/I积分系数1/30096000011-120.5939615.076-11576。-1818.0726-13395.00242-227.8199659.486-21