隧道工程课程设计(铁路单洞双线)

1、隧道工程课程设计姓名：专业班级：学号：指导老师：目录TOC o 1-5 h z第一章工程概况11.1隧道概况11.2工程地质及水文地质11.2.1工程地质11.2.2水文地质1第二章隧道深浅埋判定及围岩压力的计算22.1深浅埋隧道的判定原则22.2围岩压力的计算方法2W级围岩计算3W级围岩深浅埋的判定3W级围岩压力的计算4V级围岩的计算4V级围岩深浅埋判定4V级围岩压力的计算4第三章衬砌内力计算与检算5Ansys的加载求解过程5衬砌结构强度检算原理5IV级围岩衬砌内力计算与强度检算6V级围岩衬砌内力计算与强度检算9第四章衬砌截面配筋计算19截面配筋原理19IV级围岩配筋计算19V级围岩配筋计算

2、20断面1的配筋计算20断面2的配筋计算21 第一章工程概况1.1隧道概况太中银铁路为客货共线的双线铁路。线路上一共建有22座隧道，其中王家庄2号隧道位于王家庄东侧，隧道进口地势较陡，此处岩石裸露，进口前方为一冲沟，冲沟内有水，地势狭窄。出口坡度陡，为黄土覆盖，并有大量植被，出口前方为一冲沟，沟内地势平缓沟内经过开采，原有地形已改变。隧道进口里程DK194+082，出口里程DK194+450,全长368m。隧道位于半径为5000m曲线上，隧道内坡度为7.5%o的下坡，最大埋深61.08m。隧道进出线间距4.49m，DK194+340至出口线间距为4.40m。工程地质及水文地质1.2.1工程地质

3、隧道洞身通过的地层为第四系中更新统洪积层老黄土，奥陶系下统灰白色石灰岩。地层描述如下：老黄土：稍湿、坚硬状态，具垂直节理;奥陶系下统灰白色石灰岩：强风化弱风化，节理发育，岩层产状195Z15。分布里程、围岩分级及岩土施工工程分级分布里程围岩分级DK194+082DK194+299VDK194+299DK194+400WDK194+400DK194+450土壤最大冻结深度：1.04m。地震动峰值加速度0.05g，地震基本烈度VI度。岩性岩土施工工程分级老黄土III石灰岩W2V1.2.2水文地质隧道洞体内土石界面有地下水。第二章隧道深浅埋判定及围岩压力的计算2.1深浅埋隧道的判定原则深、浅埋隧道分

4、界深度至少应大于坍方的平均高度且有一定余量。根据经验，这个深度通常为22.5倍的坍方平均高度值，即：H=(22.5)hpq式中，H深浅埋隧道分界的深度；h等效荷载高度值q系数22.5在松软的围岩中取高限，在较坚硬围岩中取低限。当隧道覆盖层厚度hh时为超浅埋，hhH时为深埋。qqpp围岩压力的计算方法当隧道埋深h小于或等于等效荷载高度h(即hh)时，为超浅埋隧道，围岩压qq力按全土柱计算。围岩垂直均布压力为：q=rh式中，r一围岩容重，见表2-1；h一隧道埋置深度。围岩水平均布压力e按朗金公式计算(1)q+rHtan245oC2JI表2-1围岩压力相关计算参数围岩级别容重r(kN/m3)弹性反力

5、系数K(MPa/m)岩体两侧摩擦系角9()计算摩擦角叽()IV2023200500(0.70.9)05060V1720100200(0.50.7)d04050(2)当隧道埋深h大于等效荷载高度hq且小于深浅埋分界深度(hhH)时，为深埋隧道，围岩压pp力按自然拱内岩体重量计算：单线铁路隧道按概率极限状态设计时的垂直压力为：q=rh=0.41x1.79sxrq单线、双线及多线铁路隧道按破坏阶段设计时垂直压力为：q=rh=0.45x2s-1xrwq式中，hq等效荷载高度值；qs围岩级别，如级围岩s=3；r围岩的容重w宽度影响系数，其值为：w=1+i(B-5)其中，B坑道宽度；iB每增加1m时，围岩

6、压力的增减率(以B=5m为基准)，当B5m时，取i=0.1。围岩的水平均布压力e按表2-2计算求得。表2-2围岩水平均布压力围岩级别IIIIIIIVVVI水平均布压力0v0.15q（0.150.3）q（0.300.5）q（0.51.0）q2.3IV级围岩计算2.3.1V级围岩深浅埋的判定偏于安全考虑，取隧道开挖最大轮廓尺寸进行围岩压力的计算。开挖轮廓：B=13.44m，H=11.81m等效荷载高度：h=0.45x2s-1xw=0.45x2x1+0.1x(13.44-5)1=6.64m深浅埋分界深度：H=(2-2.5=(13.28-16.60)mpq由于围岩为W级，极为软弱破碎且节理发育，故深浅

7、埋分界深度取为H=2.5h=16.60m。pq由隧道纵断面图可知，W级围岩中，隧道的最小埋深h=30.18mH=16.60m，故处于Pw级围岩的隧道均为深埋隧道。 2 2.3.2IV级围岩压力的计算根据铁路隧道设计规范推荐的方法：垂直均布松动压力：q=rh=22x0.45x23x1+0.1x(13.44-5力=146.05kN/m2q水平均布松动压力：e=0.2q=0.2x146.05=29.21kN/m22.4V级围岩的计算2.4.1V级围岩深浅埋判定隧道开挖最大轮廓尺寸：B=13.84m，H=12.42m等效荷载高度：h=0.45x2s-1xw二0.45x24x1+0.1x63.84513

8、.56mq深浅埋分界深度：H=(2-2.5孙=(27.12-33.99mpq由于围岩为V级，岩体软弱破碎、节理发育、强-弱风化且含地下水，故取H=33.9m。由隧道纵断面图知，处于V级围岩的隧道最小埋深0m,最最大埋深h=32.83mH=33.9m，故V级围岩中的隧道可分为超浅埋和一般浅埋隧道。p2.4.2V级围岩压力的计算(1)对于埋深hh的超浅埋隧道，衬砌统一按超浅埋段隧道的最大埋深qh=h=13.56m处的围岩压力进行设计和检算。q超浅埋隧道垂直松动压力按全土柱计算：垂直均布松动压力：q=rh=18x13.56=244.08kN/m2水平松动压力：隧道顶部e=qtan2：450怛:=24

9、4.08xtan2f4504501(2丿L2丿=41.88kN/m2(0)2450I2丿隧道底部e=(q+rH)tan2t=044.08+18x12.42)xtan2450=80.23kN/m2对于埋深hhH的一般浅埋隧道，衬砌统一按照一般浅埋段隧道的最大埋深qph=32.83m处的围岩压力进行设计和检算。一般浅埋隧道围岩压力按谢家休公式计算：对于V级围岩，计算摩擦角=450，6=0.6=270，则tan=1,tan6=0.510ian2+1人an00=1F=3.02000/、0tanp=tan+1”0*tantan60九=tanP-tan=。？?4tanP1+tanPGan-tan6)+ta

10、ntan600垂直均布松动压力：q=rhf1也叫=430.80kN/m2IB丿水平松动压力：隧道顶部：e=rhX=18x32.83x0.224=132.37kN/m21隧道底部：e=rHX=18x45.25x0.224=182.45kN/m2第三章衬砌内力计算与检算3.1Ansys的加载求解过程在衬砌内力计算中，首先拟定衬砌结构厚度及参数值，然后再Ansys程序中建立模型并添加约束，进行加载，最后求得各单元内力值。Ansys加载求衬砌内力过程：（1）进入前处理，定义单元类型、材料属性、实常数。（2）建模：建立关键点，连接关键点生成二衬轴线（3）设置线单元属性，划分单元（4）施加水平、竖向弹簧支

11、撑（5）施加边界条件（6）施加围岩压力，与重力加速度（7）求解（8）进入后处理，定义轴力、弯矩单元表，显示轴力、弯矩图衬砌结构强度检算原理隧道衬砌为双线复合衬砌，参照铁路隧道设计规范按破损阶段法及容许应力法检算隧道结构截面。隧道结构截面抗压强度按下式计算：KNpaRbha式中，K安全系数，见表3-1；N轴向力（MN）；Ra混凝土或砌体的抗压极限强度（Mpa）,见表3-2；p构件纵向弯曲系数，对于隧道衬砌，可取p=1.0b截面宽度；h截面厚度；a轴向力偏心影响系数，查规范可得，计算公式如下：a=1.000+0.648（e/h）-12.569（e/h+15.444（e/且aO.2h时，由抗拉强度控

12、制承载能力，不必检算抗压。3.3IV级围岩衬砌内力计算与强度检算IV级围岩中的隧道都为深埋隧道，取如下断面衬砌进行强度的检算。二巔初斛臥AR!俯期，期海潮.州图3-1IV级围岩隧道断面衬砌图表3-3断面1的衬砌结构及围岩参数表 结构及围岩容重(kN/m3)弹性抗力系数(Mpa/m)弹性模量(Gpa)泊松比C25混凝土2329.50.2IV级围岩22350利用ansys求解，得到衬砌的变形图、弯矩图及轴力图如下:图3-3IV级围岩弯矩图1 CINEETREES-.10?E4-D7-572.513-；55537：3-ulO3E-Kl7-913993-796754-73013-1-679514-56

13、2275图3-4IV级围岩轴力图表3-4IV级围岩所有点的内力计算及强度检算结果节点弯矩轴力高h偏心距e0轴力偏心影响系数a抗压抗裂强度检算13.33E+03-5.62E+050.55.92E-031.00E+00121.35E+03-5.63E+050.52.40E-031.00E+0013-4.75E+03-5.64E+050.58.43E-031.00E+0014-1.52E+04-5.66E+050.52.69E-021.00E+0015-2.96E+04-5.71E+050.55.18E-029.49E-0116-4.53E+04-5.81E+050.57.80E-028.54E-0

14、117-5.62E+04-6.00E+050.59.37E-027.82E-0118-5.10E+04-6.33E+050.58.05E-028.43E-0119-1.29E+04-6.94E+050.51.86E-021.00E+001101.08E+04-7.67E+050.41.41E-021.00E+001112.97E+04-8.44E+050.43.52E-029.70E-011123.83E+04-9.09E+050.44.22E-029.47E-011132.73E+04-9.59E+050.42.85E-029.88E-011149.47E+03-1.00E+060.49.4

15、7E-031.00E+001153.16E+03-1.03E+060.43.07E-031.00E+001162.36E+03-1.05E+060.42.26E-031.00E+001172.31E+03-1.04E+060.42.21E-031.00E+001184.15E+02-1.04E+060.44.00E-041.00E+00119-4.09E+03-1.03E+060.43.96E-031.00E+00120-1.13E+04-1.03E+060.41.10E-021.00E+00121-1.98E+04-1.03E+060.41.93E-021.00E+00122-2.55E+0

16、4-1.03E+060.42.47E-029.96E-01123-2.10E+04-1.05E+060.42.00E-021.00E+001243.18E+03-1.09E+060.42.92E-031.00E+001 255.57E+04-1.06E+060.45.26E-029.03E-011268.08E+04-1.02E+060.47.89E-027.57E-011278.37E+04-9.86E+050.48.49E-027.19E-011287.00E+04-9.48E+050.47.39E-027.88E-013294.50E+04-9.11E+050.44.94E-029.17

17、E-011301.39E+04-8.78E+050.41.58E-021.00E+00131-1.87E+04-8.49E+050.42.20E-021.00E+00132-4.86E+04-8.27E+050.45.87E-028.73E-01133-7.24E+04-8.11E+050.48.93E-026.90E-01134-8.78E+04-8.03E+050.41.09E-015.53E-01335-9.30E+04-8.02E+050.41.16E-015.08E-01436-8.78E+04-8.10E+050.41.08E-015.60E-01437-7.24E+04-8.25

18、E+050.48.77E-027.00E-01438-4.86E+04-8.48E+050.45.73E-028.80E-01339-1.87E+04-8.76E+050.42.13E-021.00E+001401.39E+04-9.09E+050.41.53E-021.00E+001414.50E+04-9.45E+050.44.77E-029.25E-011427.00E+04-9.83E+050.47.13E-028.04E-011438.37E+04-1.02E+060.48.21E-027.37E-011448.08E+04-1.05E+060.47.66E-027.72E-0134

19、55.57E+04-1.09E+060.45.13E-029.09E-011463.18E+03-1.05E+060.43.04E-031.00E+00147-2.10E+04-1.03E+060.42.04E-021.00E+00148-2.55E+04-1.02E+060.42.49E-029.95E-01149-1.98E+04-1.02E+060.41.94E-021.00E+00150-1.13E+04-1.03E+060.41.10E-021.00E+00151-4.09E+03-1.03E+060.43.96E-031.00E+001524.15E+02-1.04E+060.44

20、.00E-041.00E+001532.31E+03-1.04E+060.42.22E-031.00E+001542.36E+03-1.02E+060.42.31E-031.00E+001553.16E+03-9.95E+050.43.18E-031.00E+001569.47E+03-9.54E+050.49.93E-031.00E+001572.73E+04-9.04E+050.43.02E-029.84E-011583.83E+04-8.40E+050.44.56E-029.33E-011592.97E+04-7.64E+050.43.89E-029.58E-011601.08E+04-

21、6.91E+050.51.57E-021.00E+00161-1.29E+04-6.31E+050.52.04E-021.00E+00162-5.10E+04-5.98E+050.58.53E-028.21E-01163-5.62E+04-5.79E+050.59.71E-027.65E-01164-4.53E+04-5.69E+050.57.96E-028.47E-01165-2.96E+04-5.65E+050.55.24E-029.48E-01166-1.52E+04-5.63E+050.52.71E-021.00E+00167-4.75E+03-5.62E+050.58.45E-031

22、.00E+001681.35E+03-5.62E+050.52.40E-031.00E+001强度验算：1抗压合格2抗压不合格3抗拉合格4抗拉不合格3.4V级围岩衬砌内力计算与强度检算(1)超浅埋与一般浅埋分界里程处隧道断面1的衬砌强度检算图3-5隧道断面1衬砌图图3-6断面1变形图表3-5断面1的衬砌结构及围岩参数表结构及围岩容重(kN/m3)弹性抗力系数(Mpa/m)弹性模量(Gpa)泊松比C30混凝土25310.2IV级围岩22150利用ansys求解，得到衬砌的变形图、弯矩图及轴力图如下:LINESTRESS3TEP=13UB-1TLME=LHINJniN=-Z66533ELEM-35

23、OAX=ZZ19DOELEM-27IiEC152口越Znj.55：27-Z66593-159031-4979-212301-103755479759073161GZQ1133-38221900图3-7断面1弯矩图1LTNISTRESSANDEC15201321:01:133TEP-1sub-i-,174E+07-.leE+D?-.L5ZE+07-.160E-h-,1SE+O9-WE+07-.130E-hL23E+07-,11SE+O9图3-8断面1轴力图表3-6V级围岩断面1所有点的内力计算及强度检算结果 节点弯矩轴力高h偏心距e0轴力偏心影响系数a抗拉抗裂强度检算1-6.45E+04-1.1

24、5E+060.65.59E-029.64E-0112-6.98E+04-1.15E+060.66.05E-029.53E-0113-8.47E+04-1.15E+060.67.35E-029.19E-0114-1.07E+05-1.15E+060.69.27E-028.57E-0115-1.32E+05-1.16E+060.61.14E-017.75E-0116-1.53E+05-1.17E+060.61.31E-017.02E-0137-1.62E+05-1.19E+060.61.37E-016.78E-0138-1.47E+05-1.22E+060.61.21E-017.46E-0139-

25、9.58E+04-1.27E+060.67.56E-029.13E-011107.01E+03-1.36E+060.65.15E-031.00E+001117.64E+04-1.46E+060.55.24E-029.48E-011121.23E+05-1.55E+060.57.93E-028.48E-011131.37E+05-1.63E+060.58.45E-028.25E-011141.06E+05-1.68E+060.56.35E-029.11E-011155.67E+04-1.71E+060.53.31E-029.92E-011162.21E+04-1.74E+060.51.27E-0

26、21.00E+00117-2.81E+03-1.75E+060.51.61E-031.00E+00118-2.22E+04-1.74E+060.51.27E-021.00E+00119-3.72E+04-1.74E+060.52.14E-021.00E+00120-4.59E+04-1.73E+060.52.65E-021.00E+00121-4.45E+04-1.73E+060.52.57E-021.00E+00122-2.75E+04-1.75E+060.51.57E-021.00E+001231.16E+04-1.78E+060.56.52E-031.00E+001247.83E+04-

27、1.82E+060.54.31E-029.72E-011251.75E+05-1.77E+060.59.89E-027.56E-011262.20E+05-1.71E+060.51.29E-015.98E-014272.22E+05-1.65E+060.51.35E-015.64E-014281.89E+05-1.58E+060.51.20E-016.45E-014291.32E+05-1.51E+060.58.73E-028.12E-011305.86E+04-1.44E+060.54.07E-029.78E-01131-2.10E+04-1.38E+060.51.52E-021.00E+0

28、0132-9.88E+04-1.33E+060.57.43E-028.70E-011 33-1.67E+05-1.29E+060.51.30E-015.91E-01434-2.21E+05-1.26E+060.51.75E-013.47E-01435-2.55E+05-1.25E+060.52.05E-012.18E-01436-2.67E+05-1.25E+060.52.14E-011.85E-01437-2.55E+05-1.26E+060.52.02E-012.27E-01438-2.21E+05-1.29E+060.51.72E-013.66E-01439-1.67E+05-1.33E

29、+060.51.26E-016.12E-01440-9.88E+04-1.38E+060.57.16E-028.80E-01141-2.10E+04-1.44E+060.51.46E-021.00E+001425.86E+04-1.50E+060.53.90E-029.81E-011431.32E+05-1.57E+060.58.38E-028.28E-011441.89E+05-1.64E+060.51.15E-016.70E-014452.22E+05-1.71E+060.51.30E-015.90E-014462.20E+05-1.76E+060.51.25E-016.19E-01447

30、1.75E+05-1.81E+060.59.67E-027.67E-011487.83E+04-1.77E+060.54.42E-029.70E-011491.16E+04-1.74E+060.56.65E-031.00E+00150-2.75E+04-1.73E+060.51.59E-021.00E+00151-4.45E+04-1.72E+060.52.58E-021.00E+00152-4.59E+04-1.73E+060.52.66E-021.00E+00153-3.72E+04-1.74E+060.52.14E-021.00E+00154-2.22E+04-1.74E+060.51.

31、27E-021.00E+00155-2.81E+03-1.73E+060.51.62E-031.00E+001562.21E+04-1.71E+060.51.29E-021.00E+001575.67E+04-1.67E+060.53.40E-029.91E-011581.06E+05-1.62E+060.56.57E-029.03E-011591.37E+05-1.55E+060.58.88E-028.05E-011601.23E+05-1.45E+060.58.47E-028.24E-011617.64E+04-1.36E+060.65.63E-029.63E-011627.01E+03-

32、1.26E+060.65.54E-031.00E+00163-9.58E+04-1.22E+060.67.88E-029.03E-01164-1.47E+05-1.18E+060.61.24E-017.31E-01365-1.62E+05-1.16E+060.61.39E-016.67E-01366-1.53E+05-1.16E+060.61.33E-016.96E-01367-1.32E+05-1.15E+060.61.14E-017.73E-01168-1.07E+05-1.15E+060.69.28E-028.57E-01169-8.47E+04-1.15E+060.67.35E-029

33、.19E-01170-6.98E+04-1.15E+060.66.05E-029.53E-011强度验算：1抗压合格2抗压不合格3抗拉合格4抗拉不合格(2)般浅埋段最大埋深里程处隧道断面2的衬砌强度检算JttF)IS115m.工兴川*IIr11*iii图3-9隧道断面2衬砌图利用ansys求解，得到衬砌的变形图、弯矩图及轴力图如下：图3-10断面2衬砌变形图LINESTH.ESSSTTP=1SOT；=1TIME-1MIMJHIM=-392689ELEM=35MAX=3322QELEW6DEC172013iqs24：57-392609-Z33595-74507B45B4243675-31313-

34、1540535030161293E3ZE0LINESTB.ES35TTP=LSUB=1TIHE-lWINJnn=-3D7E-HJ7ELEM=E4HAX,EDE+07ELEM=67图3-11断面2衬砌弯矩图SEC17ZOL31424：3S-30TE+07-.2941+07-b26LE-KI7-.23SE+D7-.2151+07-.296E+07-.2T3E-+A7I-.E5QE-KI7-.227E+D7.204E+fl7图3-12断面2衬砌轴力图表3-7V级围岩断面2所有点的内力计算及强度检算结果 节点弯矩轴力高h偏心距e0轴力偏心影响系数a抗拉抗裂强度检算1-1.10E+05-2.05E+06

35、0.65.36E-029.69E-0112-1.18E+05-2.05E+060.65.77E-029.60E-0113-1.42E+05-2.04E+060.66.95E-029.30E-0114-1.77E+05-2.04E+060.68.68E-028.77E-0115-2.16E+05-2.04E+060.61.06E-018.08E-0116-2.49E+05-2.05E+060.61.21E-017.45E-0137-2.61E+05-2.08E+060.61.25E-017.28E-0138-2.33E+05-2.13E+060.61.10E-017.93E-0119-1.46E

36、+05-2.20E+060.66.61E-029.40E-011102.57E+04-2.34E+060.61.10E-021.00E+001111.35E+05-2.49E+060.55.42E-029.42E-011122.06E+05-2.64E+060.57.80E-028.54E-011132.23E+05-2.75E+060.58.11E-028.40E-011141.68E+05-2.83E+060.55.94E-029.25E-011158.50E+04-2.89E+060.52.94E-029.98E-011162.96E+04-2.93E+060.51.01E-021.00

37、E+00117-7.98E+03-2.96E+060.52.70E-031.00E+00118-3.53E+04-2.95E+060.51.20E-021.00E+00119-5.54E+04-2.94E+060.51.88E-021.00E+00120-6.61E+04-2.94E+060.52.25E-021.00E+00121-6.22E+04-2.95E+060.52.11E-021.00E+00122-3.60E+04-2.97E+060.51.21E-021.00E+001232.16E+04-3.01E+060.57.18E-031.00E+001241.18E+05-3.07E

38、+060.53.85E-029.82E-011252.58E+05-3.00E+060.58.58E-028.19E-011263.22E+05-2.92E+060.51.10E-016.98E-014273.23E+05-2.83E+060.51.14E-016.76E-014282.75E+05-2.73E+060.51.01E-017.47E-014291.90E+05-2.63E+060.57.23E-028.77E-011308.30E+04-2.53E+060.53.27E-029.93E-01131-3.36E+04-2.45E+060.51.37E-021.00E+00132-

39、1.47E+05-2.37E+060.56.22E-029.16E-011 33-2.48E+05-2.31E+060.51.07E-017.13E-01434-3.26E+05-2.27E+060.51.44E-015.15E-01435-3.76E+05-2.25E+060.51.67E-013.89E-01436-3.93E+05-2.25E+060.51.75E-013.51E-01437-3.76E+05-2.27E+060.51.66E-013.97E-01438-3.26E+05-2.31E+060.51.41E-015.29E-01439-2.48E+05-2.37E+060.

40、51.05E-017.27E-01440-1.47E+05-2.44E+060.56.03E-029.22E-01141-3.36E+04-2.53E+060.51.33E-021.00E+001428.30E+04-2.63E+060.53.16E-029.95E-011431.90E+05-2.72E+060.56.98E-028.88E-011442.75E+05-2.82E+060.59.73E-027.64E-011453.23E+05-2.92E+060.51.11E-016.94E-014463.22E+05-3.00E+060.51.07E-017.13E-014472.58E

41、+05-3.06E+060.58.40E-028.27E-011481.18E+05-3.00E+060.53.94E-029.81E-011492.16E+04-2.96E+060.57.29E-031.00E+00150-3.60E+04-2.94E+060.51.22E-021.00E+00151-6.22E+04-2.93E+060.52.12E-021.00E+00152-6.61E+04-2.94E+060.52.25E-021.00E+00153-5.54E+04-2.94E+060.51.88E-021.00E+00154-3.53E+04-2.95E+060.51.19E-0

42、21.00E+00155-7.98E+03-2.93E+060.52.72E-031.00E+001562.96E+04-2.88E+060.51.03E-021.00E+001578.50E+04-2.82E+060.53.01E-029.97E-011581.68E+05-2.74E+060.56.13E-029.19E-011592.23E+05-2.63E+060.58.47E-028.24E-011602.06E+05-2.49E+060.58.26E-028.33E-011611.35E+05-2.34E+060.65.78E-029.60E-011622.57E+04-2.20E

43、+060.61.17E-021.00E+00163-1.46E+05-2.13E+060.66.84E-029.33E-01164-2.33E+05-2.08E+060.61.12E-017.83E-01165-2.61E+05-2.05E+060.61.27E-017.21E-01366-2.49E+05-2.04E+060.61.22E-017.42E-01367-2.16E+05-2.04E+060.61.06E-018.07E-01168-1.77E+05-2.04E+060.68.68E-028.77E-01169-1.42E+05-2.04E+060.66.94E-029.31E-

44、01170-1.18E+05-2.05E+060.65.77E-029.60E-011强度验算：1抗压合格2抗压不合格3抗拉合格4抗拉不合格KNRbx+R6A)wgggKNeRbXhx/2丿+RA(ha)w0gg0若x2a，则按下式计算:KNeRA(h-aJgg0第四章衬砌截面配筋计算4.1截面配筋原理参见铁路隧道设计规范中对钢筋混凝土矩形截面强度的计算公式，对检算未通过截面进行对称配筋设计。对称配筋时，A二A,a=a,x二-kN-ggRbw当受压区高度x2a，则按下式计算：其中，K安全系数;Rw混凝土弯曲抗压极限强度，Rw=1.25Ra按表采用；Rg钢筋的抗拉或抗压计算强度；OAg，A；受拉

45、和受压区钢筋的截面面积（m2）；OOa，a自钢筋A或A的重心分别至截面最近边缘的距离（m）；ggh截面高度（m）；h0一截面的有效高度（m），h0=h-a；x一混凝土受压区高度（m）；b矩形截面的宽度或T形截面的肋宽（m）。（2）当x0.55h时，为小偏心受压构件，远离纵向力一边的钢筋不屈服。0则矩形截面小偏心受压构件的钢筋截面面积，可按下式计算：KNe0.5Rbh2+RA（ha）a0gg0当轴向力N作用于钢筋A与A的重心之间时，尚应符合下列要求：KNe0.5Rbh2+RA（ha）a0gg04.2IV级围岩配筋计算单元弯矩轴力高h偏心距e0轴力偏心距影响系数a强度检算35-9.30E+04-8

46、.02E+050.41.16E-015.08E-01不合格36-8.78E+04-8.10E+050.41.08E-015.60E-01不合格37-7.24E+04-8.25E+050.48.77E-027.00E-01不合格单元37配筋计算：矩形截面：bxh二1000mmx400mm，荷载产生的最大轴力设计值为：N=-825kN，对应的弯矩值M=-72.4kN-m混凝土强度等级为C25,查表可知，R=19.0MPa,R=24.2MPa,R,=2.0MPa。aw1纵向受力钢筋选用HRB335，查表可知，R=360MPag取a=a=50mm，则h=h一a=350mm。安全系数K=2.4，偏心距e

47、=87.7mm。00则：x=KN=82mm0.55h=192.5mm，故属于大偏心受压。Rb0w又x=82mm0.5%bh=2000mm2，故全部纵向钢筋配筋率满足要求。gg4.3V级围岩配筋计算4.3.1断面1的配筋计算单元弯矩轴力高h偏心距e0轴力偏心影响系数a抗拉抗裂强度检算262.20E+05-1.71E+060.51.29E-015.98E-01不合格272.22E+05-1.65E+060.51.35E-015.64E-01不合格281.89E+05-1.58E+060.51.20E-016.45E-01不合格33-1.67E+05-1.29E+060.51.30E-015.91E

48、-01不合格34-2.21E+05-1.26E+060.51.75E-013.47E-01不合格35-2.55E+05-1.25E+060.52.05E-012.18E-01不合格36-2.67E+05-1.25E+060.52.14E-011.85E-01不合格37-2.55E+05-1.26E+060.52.02E-012.27E-01不合格38-2.21E+05-1.29E+060.51.72E-013.66E-01不合格39-1.67E+05-1.33E+060.51.26E-016.12E-01不合格441.89E+05-1.64E+060.51.15E-016.70E-01不合格4

49、52.22E+05-1.71E+060.51.30E-015.90E-01不合格462.20E+05-1.76E+060.51.25E-016.19E-01不合格单元36配筋计算：矩形截面：bxh=1000mmx500mm，荷载产生的最大轴力设计值为：N=-1250kN，对应的弯矩值M=267kN-m混凝土强度等级为C30，查表可知，R=22.5MPa,R=28.1MPa,R=2.2MPa纵向受力钢筋选用HRB335，查表可知,R=360Mpa1g取a二a=50mm，则h=h一a=450mm。安全系数K=2.4，偏心距e=214mm。00则：x=KN=107mm0.55h=247.5mm，故属于大偏心受压。Rb0wx二107m