地下工程课程设计计算书-范例,隧道设计

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1、周晓杰07231176——地下工程课程设计第一章设计概况地铁是地下铁道的简称。它是一种独立的轨道交通系统，不受地面道路情况的影响，能够按照设计的能力正常运行，从而快速、安全、舒适地运送乘客。地铁效率高，无污染，能够实现大运量的要求，具有良好的社会效益。而地铁车站是地下铁道的重要组成部分，它要解决客流的集散、换乘，同时也要解决整条线路行驶中的就技术设备、信息控制、运行管理，以保证交通的顺畅、快捷、准时、安全。车站设计本着“以人为本”的观念，坚持适用性、安全性、识别性、舒适性、经济性的原则。本设计主要是针对城市地铁区间隧道的结构设计，主要内容为：对区间隧道进行结构检算，求

2、出内力，并进行配筋计算。1.1工程地质概况线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。其主要物理力学指标如表1，本地区地震烈度为7度。表1各层土的物理力学指标土的类型厚度（m）重度γ（kN/m3）弹性抗力系数(Mpa/m）变形模量E（GPa）泊松比μ内摩擦角ф（º）粘聚力C(Mpa)杂填土3.516500.80.4200.005粉土3.218900.90.35210.01细砂5.2191001.20.32220.01圆砾土6.519.51201.50.32250.01粉质粘土6.220.0

3、1501.80.32230.02卵石土8.520.02002.00.30270.03基岩223002.50.35350.04周晓杰07231176——地下工程课程设计1.2其他条件地下水位在地面以下11m处；隧道顶板埋深5.5m。1.3设计依据《建筑结构荷载规范》（GBJ50009-2001）《铁路隧道设计规范》（TB10003-2001）《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108-2002）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《地下工程防水设计规范》（GB50108-2001）《建筑基坑支护

4、技术规程》（JGJ120-99）《地铁设计规范》（GB50157-2003）第二章结构设计2.1根据给定的隧道埋深判断结构深、浅埋可以采用铁路隧道推荐的方法，即有上式中s为围岩的级别；B为洞室的跨度；i为B每增加1m时的围岩压力增减率。由于隧道拱顶埋深5.5m，位于粉土层、细砂层和圆砾土层中，根据《地铁设计规范》可知，围岩为Ⅴ级围岩。所以，，，。则有：因为埋深，可知该隧道为极浅埋。周晓杰07231176——地下工程课程设计2.2结构断面形式采用暗挖法施工，隧道断面型式为5心圆马蹄形结构。周晓杰07231176——地下工程课程设计2.3结构内力计算2.3.1土压力的计算

5、断面的土层状况，如下图所示：5.5m杂填土：.5m粉土：3.5m细砂：5.2m地下水位：11m圆砾土：6.5m周晓杰07231176——地下工程课程设计1.垂直土压力结构顶板处所受的垂直土压力为：结构底板埋深处的垂直土压力值为：其中，水的压应力有效压应力截面穿过土层分界处的垂直土压力为:2.侧向土压力杂填土的侧向土压力系数为：粉土的侧向土压力系数为：细沙的侧向土压力系数为：因此，顶板埋深处的侧向土压力为：周晓杰07231176——地下工程课程设计底板埋深处的侧向土压力为：土层分界处的上下面侧向土压力分别为:2.3.2地面荷载（附加荷载）（1）地面车辆荷载折算等效均布荷

6、载取：。（2）不同的土层引起的结构侧向压力为：杂填土：粉土：细沙：2.3.3其他荷载（1）列车荷载列车按六节编组，轴重14t，折算等效静载：；（2）结构自重：在使用Midas软件进行分析时，软件将会通过定义材料的几何特性和材料特性自动考虑结构自重。周晓杰07231176——地下工程课程设计2.3.4荷载组合按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载效应组合,并取各自的最不利组合进行设计。(1)按承载能力极限状态组合荷载结构由恒载起控制作用，所以按组合荷载公式：,来计算荷载设计值。土压力为恒载，地面荷载（附加荷载）、列车荷载为活载。顶部竖向力设计值为：顶部侧向力设

7、计值为：底部侧向力设计值为：土层交界处的侧向力设计值：列车荷载的设计值分别为：(2)按正常使用极限状态进行荷载组合按组合荷载公式“F=恒载+活载”来计算荷载设计值顶部竖向力设计值为：顶部侧向力设计值为：周晓杰07231176——地下工程课程设计底部侧向力设计值为：土层交界处的侧向力设计值：列车荷载的设计值分别为：结构受力图如下：周晓杰07231176——地下工程课程设计2.2.5用midas软件建立计算模型（1）地下结构是建筑在底层中的封闭式结构，就其结构本身是超静定问题，考虑结构与围岩的相互作用，由结构的变位才能确定被动荷载的范围和大小。而结构的变