隧道工程课程设计铁路单洞双线

1、隧道工程课程设计铁路单洞双线隧道工程课程设计姓 名：专业班级：学 号：指导老师：隧道工程课程设计铁路单洞双线 TOC o 1-5 h z 第一章 工程概况 0隧道概况 0工程地质与水文地质 0工程地质 0水文地质 1第二章 隧道深浅埋判定与围岩压力的计算 1深浅埋隧道的判定原则 1围岩压力的计算方法 1W级围岩计算3231W级围岩深浅埋的判定 3W级围岩压力的计算 3V级围岩的计算3V级围岩深浅埋判定 3V级围岩压力的计算 4第三章 衬砌内力计算与检算 4Ansys 的加载求解过程 4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 1.3第四章

2、衬砌截面配筋计算 2.6.截面配筋原理 2.6.IV 级围岩配筋计算 2.6.V 级围岩配筋计算 2.7.断面 1 的配筋计算 2.7.断面 2 的配筋计算 2.9.隧道工程课程设计铁路单洞双线第一章工程概况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，沟内经过幵采，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

3、，隧道内坡 度为7.5 %。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。1.2工程地质与水文地质工程地质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195 15 分布里程、围岩分级与岩土施工工程分级分布里程围岩分级DK194+082DK194+299V岩性岩土施工工程分级老黄土出石灰岩W2VDK194+299DK194+400IVDK194+400DK194+450IV土壤最大冻结深度：1.04m

4、隧道工程课程设计铁路单洞双线地震动峰值加速度0.05g，地震基本烈度VI度。水文地质隧道洞体内土石界面有地下水。第二章 隧道深浅埋判定与围岩压力的计算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：Hp 22.5hq式中，H p 深浅埋隧道分界的深度；hq 等效荷载高度值系数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h hq时为超浅埋，hq h Hp时为浅埋，h Hp时为深埋。2.2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hq (即h hq )时，为超浅埋隧道， 围

5、岩压力按全土柱计算。围岩垂直均布压力为：q rh式中，r围岩容重，见表2-1 ；h 隧道埋置深度。围岩水平均布压力e按朗金公式计算e q 1 rH t tan2 4502 2隧道工程课程设计铁路单洞双线表2-1围岩压力相关计算参数围岩级别容重r(kN/m3)弹性反力系数K( MPa/m)岩体两侧摩擦系 角0( )计算摩擦角0( )IV2023200500(0.70.9 ) 05060V1720100200(0.50.7 ) 04050(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(hq h Hp)时,为一般浅埋隧道，围岩压力按谢家休公式计算:围岩垂直均布压力为：Q “ h ta n

6、 qrh 1 -BBtantan 0tan1 tantan 0 tantan 0 tan44tan2 0 1 tan。tantan 0V tan 0 tan式中，B坑道跨度；r围岩的容度；h 洞顶覆土厚度；岩体两侧摩擦角，见表2-1 ；侧压力系数；围岩计算摩擦角，见表2-1 ； 产生最大推力时的破裂角;围岩水平压力按下式计算:隧道顶部水平压力：色rh隧道底部水平压力：e2 rH(3)当隧道埋深h大于或等于深浅埋分界深度 Hp (即h Hp)时，为深埋隧道, 围岩压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 rhq 0.41 1.79s r单线、双线与多线铁路隧道

7、按破坏阶段设计时垂直压力为:q rhq 0.45 2s 1 rw式中，hq 等效荷载高度值；s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:隧道工程课程设计铁路单洞双线w 1 i B 5其中，B 坑道宽度；i B每增加1m时，围岩压力的增减率（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1IIIIIIVVVI水平均布压力00.15q(0.150.3)q(0.300.5)q(0.51.0) qW级围岩计算W级围岩深浅埋的判定偏于安全考虑，取隧道幵挖最大轮廓尺寸进行围岩压力的计算。幵挖轮廓：B=13

8、.44m ， Ht=11.81m等效荷载高度：hq 0.45 2s 1 w 0.45 23 1 0.1 13.44 56.64m深浅埋分界深度：Hp 2 2.5 hq13.28 16.60 m由于围岩为W级，极为软弱破碎且节理发育，故深浅埋分界深度取为 H p 2.5hq 16.60m。由隧道纵断面图可知，W级围岩中，隧道的最小埋深h 30.18m Hp 16.60m，故处于W级围岩的隧道均为深埋隧道。W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：qrhq22 0.45 231 0.113445146.05kN/m2水平均布松动压力：e0.2q0.2 146.0529.2

9、1kN/m2V级围岩的计算V级围岩深浅埋判定隧道幵挖最大轮廓尺寸：B=13.84m ，Ht=12.42m等效荷载高度：hq 0.45 2s 1 w 0.45 24 1 0.1 1384 5 13.56m深浅埋分界深度：Hp 2 2.5 hq 27.12 33.9 m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 p 33.9m。隧道工程课程设计铁路单洞双线由隧道纵断面图知，处于V级围岩的隧道最小埋深Om ,最大埋深 h 32.83m H p 33.9m，故V级围岩中的隧道可分为超浅埋和一般浅埋隧道。V级围岩压力的计算(1)对于埋深h hq的超浅埋隧道，衬砌统一按超浅埋段隧

10、道的最大埋深 (1)对于埋深h hq的超浅埋隧道，衬砌统一按超浅埋段隧道的最大埋深 h hq 13.56m处的围岩压力进行设计和检算。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水平松动压力：0隧道顶部& qtan2 45218 13.56244.08kN/m2244.0802045tan 45241.88kN/m2隧道底部 e2隧道底部 e2q rH t tan2 450244.0818 12.42 tan2 45 竺80.23kN /m22(2)对于埋深hq h H p的一般浅埋隧道, 埋深h 32.83m处的围岩压力进行设计和检算。(2)对于埋深hq h H p的一般

11、浅埋隧道, 埋深h 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，计算摩擦角衬砌统一按照一般浅埋段隧道的最大ta n0450，0.61 tan2 01 tan 0tan 0tantantan 0tan 00270，则 tan 。 1tan0.510tan0.224tan tan 0 tan tan 0 tan垂直均布松动压力:rhh tan垂直均布松动压力:rhh tan2430.80kN/m B水平松动压力: 隧道顶部： 隧道底部：e2rh水平松动压力: 隧道顶部： 隧道底部：e2rhrH0.224 132.37kN/m2218 45.25 0

12、.224182.45kN /m1832.83第三章 衬砌内力计算与检算Ansys的加载求解过程Ansys程序中建Ansys程序中建Ansys加载求衬砌内力过程：进入前处理，定义单元类型、材料属性、实常数。建模：建立关键点，连接关键点生成二衬轴线设置线单元属性，划分单元（4）施加水平、竖向弹簧支撑（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3.2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与容许应 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：KN Rabh式中，K安全系数，见表3-1

13、 ；N 轴向力（MN ）;Ra 混凝土或砌体的抗压极限强度（ Mpa），见表3-2 ； 构件纵向弯曲系数，对于隧道衬砌，可取=1.0b 截面宽度；h 截面厚度；轴向力偏心影响系数，查规范可得，计算公式如下：231.000 0.648 q/h 12.569 eb/h 15.444 e0/h 且 1.000表3-1混凝土何砌体结构的强度安全系数K圬工种类混凝土砌体荷载组合主要荷载主要荷+附加荷 载主要荷载主要荷+ 附加荷 载破坏原因混凝土或砌体达到抗压极限强度2.42.02.72.3混凝土达到抗拉极限强度3.63.0表3-2 混凝土的极限强度（Mpa强度种类符号混凝土强度等级C15C20C25C3

14、0C40C50抗压Ra12.015.519.022.529.536.5弯曲抗压Rw15.019.424.228.136.945.6抗拉Ri1.41.72.02.22.73.1注：1片石混凝土的抗压极限强度可采用表中数据;2表中弯曲抗压极限强度Rw=1.25 Ra换算。从抗裂要求出发，混凝土矩形截面偏心受压构件的抗拉强度按下式计算: 式中，Ri 混凝土的抗拉极限强度；eo 检算截面偏心距；其他符号同前。对混凝土矩形构件，按铁路隧道设计规范规定的安全系数与材料强度竖直计算结果表明，当eo 0.2h时，由抗拉强度控制承载能力，不必检算抗压。IV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

15、道，取如下断面衬砌进行强度的检算( 一，图3-1 IV级围岩隧道断面衬砌图表3-3断面1的衬砌结构与围岩参数表结构与围岩容重(kN/m 3)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图3-2 IV级围岩变形图ANLUTE 电 TKE卵SUBTI3I-=lElEJ图3-2 IV级围岩变形图ANLUTE 电 TKE卵SUBTI3I-=lElEJBill 93 343EL1K-35 砂 *B3731阳 CH93375-U49DTH口-341ZZ51 赢24 JU4&IDBP4444703731图3-3 IV级围岩弯矩图-,10?E*D7-5

16、72S13-fc臥龜-,10?E*D7-572S13-fc臥龜HMANEKC IK 013ID5S-Sfi-855-3T3IM-鈕 Dd 的-91WP3巧 4-6?95L4-$63Z?5图3-4 IV级围岩轴力图表3-4 IV级围岩所有点的内力计算与强度检算结果节点弯矩轴力高h偏心距eo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

17、.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-0117-5.62E+0-6.00E+00.59.37E-07.82E-011452-5.10E+0-6.33E+08.05E-08450.528.43E-011-1.29E+0-6.94E+01.86E-09450.521.00E+0011.08E+0-7.67E+01.41E-010450.421.00E+0012.97E+0-8.44E+03.52E-011450.429.70E-0113.83E+0-9.0

18、9E+04.22E-012450.429.47E-0112.73E+0-9.59E+02.85E-013450.429.88E-0119.47E+0-1.00E+09.47E-014360.431.00E+0013.16E+0-1.03E+03.07E-015360.431.00E+0012.36E+0-1.05E+02.26E-016360.431.00E+0012.31E+0-1.04E+02.21E-017360.431.00E+0014.15E+0-1.04E+04.00E-0180.41.00E+001264-4.09E+0-1.03E+03.96E-019360.431.00E+0

19、01-1.13E+0-1.03E+01.10E-020460.421.00E+001-1.98E+0-1.03E+01.93E-021460.421.00E+001-2.55E+0-1.03E+02.47E-022460.429.96E-01123-2.10E+04-1.05E+060.42.00E-021.00E+0013.18E+0-1.09E+02.92E-024360.431.00E+0015.57E+0-1.06E+05.26E-025460.429.03E-0118.08E+0-1.02E+07.89E-026460.427.57E-0118.37E+0-9.86E+08.49E-

20、027450.427.19E-0117.00E+0-9.48E+07.39E-028450.427.88E-0134.50E+0-9.11E+04.94E-029450.429.17E-0111.39E+0-8.78E+01.58E-030450.421.00E+001-1.87E+0-8.49E+02.20E-031450.421.00E+001-4.86E+0-8.27E+05.87E-032450.428.73E-011-7.24E+0-8.11E+08.93E-033450.426.90E-011-8.78E+0-8.03E+01.09E-034450.415.53E-013-9.30

21、E+0-8.02E+01.16E-035450.415.08E-014-8.78E+0-8.10E+01.08E-036450.415.60E-014-7.24E+0-8.25E+08.77E-037450.427.00E-01438-4.86E+0-8.48E+00.45.73E-08.80E-013452-1.87E+0-8.76E+02.13E-039450.421.00E+0011.39E+0-9.09E+01.53E-040450.421.00E+0014.50E+0-9.45E+04.77E-041450.429.25E-0117.00E+0-9.83E+07.13E-042450

22、.428.04E-0118.37E+0-1.02E+08.21E-043460.427.37E-0118.08E+0-1.05E+07.66E-0440.47.72E-0134625.57E+0-1.09E+05.13E-045460.429.09E-0113.18E+0-1.05E+03.04E-046360.431.00E+001-2.10E+0-1.03E+02.04E-047460.421.00E+001-2.55E+0-1.02E+02.49E-048460.429.95E-011-1.98E+0-1.02E+01.94E-049460.421.00E+001-1.13E+0-1.0

23、3E+01.10E-050460.421.00E+001-4.09E+0-1.03E+03.96E-051360.431.00E+0014.15E+0-1.04E+04.00E-052260.441.00E+0012.31E+0-1.04E+02.22E-053360.431.00E+001542.36E+03-1.02E+060.42.31E-031.00E+0013.16E+0-9.95E+03.18E-055350.431.00E+0019.47E+0-9.54E+09.93E-056350.431.00E+0012.73E+0-9.04E+03.02E-057450.429.84E-0

24、113.83E+0-8.40E+04.56E-058450.429.33E-0112.97E+0-7.64E+03.89E-059450.429.58E-0111.08E+0-6.91E+01.57E-060450.521.00E+001-1.29E+0-6.31E+02.04E-061450.521.00E+001-5.10E+0-5.98E+08.53E-062450.528.21E-011-5.62E+0-5.79E+09.71E-063450.527.65E-011-4.53E+0-5.69E+07.96E-064450.528.47E-011-2.96E+0-5.65E+05.24E

25、-065450.529.48E-011-1.52E+0-5.63E+02.71E-066450.521.00E+001-4.75E+0-5.62E+08.45E-067350.531.00E+0011.35E+0-5.62E+02.40E-068350.531.00E+001强度验算：1抗压合格 2抗压不合格 3抗拉合格 4抗拉不合格隧道工程课程设计铁路单洞双线3.4 V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的衬砌强度检算阳01 us im 1 du图3-5隧道断面1衬砌图表3-5断面1的衬砌结构与围岩参数表结构与围岩容重(kN/m 3)弹性抗力系 数(Mpa/

26、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、弯矩图与轴力图如下:图3-6断面1变形图LINE feTMS-S9ns *iLINE feTMS-S9ns *iTIKE*!HI和BIN -=-266503ELJ(-3 -22130CANEtc 1, sen= 266.593丄.50031-1947?= 266.593丄.50031-1947?-212307-10375?17575 ?07111353?; : I辽图3-7断面1弯矩图AN：_Tr-.AN：_Tr-.SUB B1TIBI-1N1和nH 1&2C4Q7 区“牛刊ELLE

27、 =- 115E+口- ELES-SBMC L3 MIS! 21;01:13daxn-.lE+n?jprnbAe 1WHJ7-BJ30e+01-.11+0?i -14/34e 1WHJ7-BJ30e+01-.11+0?图3-8断面1轴力图表3-6 V级围岩断面1所有点的内力计算与强度检算结果节点弯矩轴力高h偏心距轴力偏心抗拉抗裂eo影响系数a强度检算-6.45E+0-1.15E+05.59E-01460.629.64E-011-6.98E+0-1.15E+06.05E-02460.629.53E-011-8.47E+0-1.15E+07.35E-03460.629.19E-011-1.07E+

28、0-1.15E+09.27E-04560.628.57E-011-1.32E+0-1.16E+01.14E-05560.617.75E-011-1.53E+0-1.17E+01.31E-06560.617.02E-013-1.62E+0-1.19E+01.37E-07560.616.78E-013-1.47E+0-1.22E+01.21E-08560.617.46E-013-9.58E+0-1.27E+07.56E-09460.629.13E-0117.01E+0-1.36E+05.15E-010360.631.00E+0017.64E+0-1.46E+05.24E-011460.529.48

29、E-0111.23E+0-1.55E+07.93E-012560.528.48E-0111.37E+0-1.63E+08.45E-013560.528.25E-011141.06E+05-1.68E+060.56.35E-029.11E-0115.67E+0-1.71E+03.31E-015460.529.92E-0112.21E+0-1.74E+01.27E-016460.521.00E+001-2.81E+0-1.75E+01.61E-017360.531.00E+001-2.22E+0-1.74E+01.27E-018460.521.00E+001-3.72E+0-1.74E+02.14

30、E-019460.521.00E+001-4.59E+0-1.73E+02.65E-020460.521.00E+001-4.45E+0-1.73E+02.57E-021460.521.00E+001-2.75E+0-1.75E+01.57E-022460.521.00E+0011.16E+0-1.78E+06.52E-023460.531.00E+0017.83E+0-1.82E+04.31E-024460.529.72E-0111.75E+0-1.77E+09.89E-025560.527.56E-0112.20E+0-1.71E+01.29E-026560.515.98E-0142.22

31、E+0-1.65E+01.35E-027560.515.64E-0141.89E+0-1.58E+01.20E-028560.516.45E-0141.32E+0-1.51E+08.73E-029560.528.12E-0115.86E+0-1.44E+04.07E-030460.529.78E-01131-2.10E+0-1.38E+00.51.52E-01.00E+001462-9.88E+0-1.33E+07.43E-032460.528.70E-011-1.67E+0-1.29E+01.30E-033560.515.91E-014-2.21E+0-1.26E+01.75E-034560

32、.513.47E-014-2.55E+0-1.25E+02.05E-035560.512.18E-014-2.67E+0-1.25E+02.14E-036560.511.85E-014-2.55E+0-1.26E+02.02E-037560.512.27E-014-2.21E+0-1.29E+01.72E-038560.513.66E-014-1.67E+0-1.33E+01.26E-039560.516.12E-014-9.88E+0-1.38E+07.16E-040460.528.80E-011-2.10E+0-1.44E+01.46E-041460.521.00E+0015.86E+0-

33、1.50E+03.90E-042460.529.81E-0111.32E+0-1.57E+08.38E-043560.528.28E-0111.89E+0-1.64E+01.15E-044560.516.70E-0142.22E+0-1.71E+01.30E-045560.515.90E-0142.20E+0-1.76E+01.25E-046560.516.19E-0141.75E+0-1.81E+09.67E-047560.527.67E-0117.83E+0-1.77E+04.42E-048460.529.70E-011491.16E+04-1.74E+060.56.65E-031.00E

34、+001-2.75E+0-1.73E+01.59E-050460.521.00E+001-4.45E+0-1.72E+02.58E-051460.521.00E+001-4.59E+0-1.73E+02.66E-052460.521.00E+001-3.72E+0-1.74E+02.14E-053460.521.00E+001-2.22E+0-1.74E+01.27E-054460.521.00E+001-2.81E+0-1.73E+01.62E-055360.531.00E+0012.21E+0-1.71E+01.29E-056460.521.00E+0015.67E+0-1.67E+03.

35、40E-057460.529.91E-0111.06E+0-1.62E+06.57E-058560.529.03E-0111.37E+0-1.55E+08.88E-059560.528.05E-0111.23E+0-1.45E+08.47E-060560.528.24E-0117.64E+0-1.36E+05.63E-061460.629.63E-0117.01E+0-1.26E+05.54E-062360.631.00E+001-9.58E+0-1.22E+07.88E-063460.629.03E-011-1.47E+0-1.18E+01.24E-064560.617.31E-013-1.

36、62E+0-1.16E+01.39E-065560.616.67E-01366-1.53E+0-1.16E+00.61.33E-06.96E-01356167-1.32E+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-029.19E-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、弯矩图与轴

37、力图如下:(2) 般浅埋段最大埋深里程处隧道断面2的衬砌强度检算图3-9隧道断面2衬砌图利用ansys求解，得到衬砌的变形图、弯矩图与轴力图如下:图3-10断面2衬砌变形图Lrwr STFESS戲殆=1TEHF-JMIHkJALU =-3326d!?i：图3-10断面2衬砌变形图Lrwr STFESS戲殆=1TEHF-JMIHkJALU =-3326d!?i：LlK=J5UAX -5Z52口ELEM-ia-3?20S*-23.35 93-74537-3131J3-1540535036S45S41611393232ZD图3-11断面2衬砌弯矩图LINE STRE.：-SSTrEP= 15UB *

38、1 Trw-i 机MJRE =-QE*0TEL.EM=Z4-一，怎ClTE+01?ELW-blJEC 17 汕口14:24132Asa盼尸 2341*0-.x&LE*2T為昶 4口-.21! 1+07-.396E+O7-t27 3E-+C1-tEOE-H7-r 21TTE+D7-s?04Z7图3-12断面2衬砌轴力图表3-7 V级围岩断面2所有点的内力计算与强度检算结果节点弯矩轴力高h偏心距eo轴力偏心影响系数a抗拉抗裂 强度检算1-1.10E+05-2.05E+060.65.36E-029.69E-0112-1.18E+05-2.05E+060.65.77E-029.60E-0113-1.4

39、2E+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+05-2.20E+060.66.61E-029.40E-011102.57E+04-2.34E+060.61.10E-021.

40、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-021.00E+00117-7.98E+03-2.96E+060.52.70E-031.00E+00118-3.53E+04-2.95E+0

41、60.51.20E-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+060.53.85E-029.82E-011252.58E+05-3.00E+060.58.58E-028.19E-01126

42、3.22E+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+00.53.27E-09.93E-01162-3.36E+0-2.45E+01.37E-031460.521.00E+001-1.47E+0-2.37E+06.22E-032560.529.16E-011-2.48E+0-2.31E+01.07E-03356

43、0.517.13E-014-3.26E+0-2.27E+01.44E-034560.515.15E-014-3.76E+0-2.25E+01.67E-035560.513.89E-014-3.93E+0-2.25E+01.75E-036560.513.51E-014-3.76E+0-2.27E+01.66E-037560.513.97E-014-3.26E+0-2.31E+01.41E-038560.515.29E-014-2.48E+0-2.37E+01.05E-039560.517.27E-014-1.47E+0-2.44E+06.03E-040560.529.22E-011-3.36E+

44、0-2.53E+01.33E-041460.521.00E+001-2.63E+03.16E-0428.30E+0460.529.95E-011-2.72E+06.98E-0431.90E+0560.528.88E-011-2.82E+09.73E-0442.75E+0560.527.64E-011-2.92E+01.11E-0453.23E+0560.516.94E-014-3.00E+01.07E-0463.22E+0560.517.13E-014-3.06E+08.40E-0472.58E+0560.528.27E-011481.18E+05-3.00E+060.53.94E-029.8

45、1E-011-2.96E+07.29E-0492.16E+0460.531.00E+001-3.60E+0-2.94E+01.22E-050460.521.00E+001-6.22E+0-2.93E+02.12E-051460.521.00E+001-6.61E+0-2.94E+02.25E-052460.521.00E+001-5.54E+0-2.94E+01.88E-053460.521.00E+001-3.53E+0-2.95E+01.19E-054460.521.00E+001-7.98E+0-2.93E+02.72E-055360.531.00E+001-2.88E+01.03E-0

46、562.96E+0460.521.00E+001-2.82E+03.01E-0578.50E+0460.529.97E-011-2.74E+06.13E-0581.68E+0560.529.19E-011-2.63E+08.47E-0592.23E+0560.528.24E-011-2.49E+08.26E-0602.06E+0560.528.33E-011-2.34E+05.78E-0611.35E+0560.629.60E-011-2.20E+01.17E-0622.57E+0460.621.00E+001-1.46E+0-2.13E+06.84E-063560.629.33E-011-2

47、.33E+0-2.08E+01.12E-064560.617.83E-01165-2.61E+0-2.05E+00.61.27E-07.21E-01356166-2.49E+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-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

48、格 4抗拉不合格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，AgAg, a a，xRwb（1）当受压区高度x 0.55h。时，为大偏心受压构件 若x 2a，则按下式计算：KN Rwbx Rg Ag Ag或 KNe Rwbx hb x/2 RgAg hb a若x 2a，则按下式计算：KNe RgAg h0 a其中，K安全系数；Rw 混凝土弯曲抗压极限强度，Rw=1.25 Ra按表采用；Rg 钢筋的抗拉或抗压计算强度；Ag，A g 受拉和受压区钢筋的截面面积（ m2）；a，a自钢筋Ag或Ag的重心分

49、别至截面最近边缘的距离（ m）； h 截面高度（m）；ho 截面的有效高度（m），ho=h-a ；x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x 0.55h。时，为小偏心受压构件，远离纵向力一边的钢筋不屈服。 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：KNe 0.5Rabh RgAg h0 a当轴向力N作用于钢筋Ag与Ag的重心之间时，尚应符合下列要求:KNe O.5Rabh02 RgAg h0 a4.2 IV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+04-8.02E+050.41.16E-015.08

50、E-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：b h 1000mm 400mm,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，Ra=19.0MPa , Rw=24.2MPa , Ri=2.0MPa 纵向受力钢筋选用HRB335，查表可知，Rg=360MPa取 a a 50mm，贝U h h a 350mm。安全系数 K= 2.4，偏心距 e 87.7mm。 kn一则：

51、x82mm 0.55h0192.5mm，故属于大偏心受压。Rwb又 x 82mm 2a 100mm，取 x 2a 此时公式为：he e0- a 87.7 200 5062.3mm2KNeRKNeRg h0 a因此按照构造配筋：Ag A 0.002bh 0.002 1000 400 800mm2选用HRB335钢筋418，可提供钢筋截面面积 A A 1018mm2Ag Ag 2036mm20.5%bh 2000mm2，故全部纵向钢筋配筋率满足要求。4.3 V级围岩配筋计算断面1的配筋计算单元弯矩轴力高h偏心距eo轴力偏心影响系数a抗拉抗裂 强度检算262.20E+05-1.71E+060.51.

52、29E-015.98E-01不合格272.22E+0-1.65E+00.51.35E-05.64E-01不合格561281.89E+05-1.58E+060.51.20E-016.45E-01不合格33-1.67E+05-1.29E+060.51.30E-015.91E-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.

53、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452.22E+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：b h 1000mm 500mm,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，Ra 22.5MPa，Rw 28.1MPa，R 2.2MPa纵向受力钢筋选用HRB335，查表可知，Rg 360MPa取 a a 50mm，贝U h h a 450mm。安全系数 K = 2.4，偏心距 e 214mm。kn一则：x107mm 0.55h0247.5mm，故属于大偏心受压。Rwbx 107mm 2a 100mm，取 x 107mmhe 0)- a 214 250 50 414mm2XKNe Rwbx h0 -2 2 2 此时： A Ag346mm2 0.002bh 1000mm2Rg ho a故应该按构造配筋：A A 0.002bh 0