《隧道工程结构设计》PPT课件

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1、隧道工程结构设计本节主要内容：隧道净空与限界的概念隧道建筑限界的确定曲线隧道净空加宽3.1隧道净空与限界1隧道净空与限界的基本概念隧道净空：隧道衬砌内轮廓线所包围的空间，根据“隧道建筑限界”确定的。隧道建筑限界：为了保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间范围。2铁路隧道建筑限界机车车辆或超限货物车辆的接近限界隧道建筑限界隧道净空铁路建筑接近限界3公路隧道建筑限界建筑限界组成部分：行车道宽度(W)路缘带(S)侧向宽度(L)人行道(R)或检修道(J)当设置人行道时，含余宽(C)车道数公

2、路隧道建筑限界图(尺寸单位：m)各级公路隧道建筑限界基本宽度（m）公路分类公路等级地形行车道宽度（单洞）W侧向宽度人行道R检修道(一侧)J隧道建筑限界净宽路缘带S余宽C设检修道或不设人行道设人行道汽车专用公路高速平原微丘7.500.750.500.7510.75重丘7.500.500.500.7510.25山岭7.500.500.250.759.757.000.500.250.759.25一级平原微丘7.500.500.500.7510.25山岭重丘7.000.500.250.759.25二级平原微丘8.00/0.250.759

3、.25山岭重丘7.500.250.758.75一般公路二级平原微丘9.000.250.759.5010.5山岭重丘7.000.257.508.50三级平原微丘7.000.250.757.508.50山岭重丘7.000.257.508.50四级平原微丘7.000.257.50山岭重丘7.00/4.500.257.50/5.00注：汽车专用公路隧道只在左侧设检修道；山岭重丘区的四级公路，只有当路基宽度为4.5m时，行车道宽度可采用4.5m；四级公路一般可不设人行道。4曲线隧道净空加宽单线铁路隧道加宽示意图4.1铁路隧道加宽原因；4.

4、2单线铁路隧道加宽计算4.2.1车辆中间部分向曲线内侧的偏移—车辆转向架中心距，取18mR—曲线半径，单位m则：4.2.2外轨超高使车体向曲线内侧倾斜偏移H—隧道限界控制点自轨面起的高度，cmE—外轨超高值，其最大不超过15cm，且d内2系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心转动角度：故可近似取4.2.3车辆两端向曲线外侧的偏移L—标准车辆长度，我国为26m，则则总加宽值：4.3单线隧道(结构)中线与线路中线偏移距离4.4双线铁路隧道加宽计算d内及d外计算与单线加宽值相同当外侧线路外轨超高大于内侧线路外轨超高时H—车辆外侧顶角距内

5、轨顶面的高度，取360cmE—外侧线路的外轨超高值，cm故其余情况时:4.5双线隧道中线偏移4.6曲线铁路隧道加宽平面设计类别半径(m)加宽值(m)汽车轴距加前悬(m)250~200200~150150~100100~7070~5050~3030~2525~2020~15150.40.60.81.01.21.41.82.22.5280.60.70.91.21.52.0——35.3+8.80.81.01.52.02.5——4.7公路隧道平曲线加宽取值注：四级公路和山岭重丘的三级公路采用第1类加宽值；其余各级公路采用第3类加宽值。对

6、不经常通行集装箱运输半挂车的公路，可采用第2类加宽值。思考题：1、确定隧道建筑限界需要考虑哪些因素？2、比较铁路隧道与公路隧道在建筑限界与曲线加宽等方面的异同？本节主要内容：隧道衬砌断面设计的主要内容和步骤铁路隧道衬砌断面设计公路隧道衬砌断面设计3.2隧道衬砌断面设计1隧道衬砌横断面设计1.1设计基本内容★内轮廓线★轴线★厚度1.2设计步骤★确定隧道类型相应建筑限界★根据围岩初步拟定截面厚度★断面优化、强度检算并评价内轮廓线1.3设计注意事项★隧道内轮廓必须符合隧道建筑净空限界。★内轮廓线应尽量减小洞室的体积。★结构轴线应尽可能

7、地符合压力线。★采用的施工方法能确保断面形状及尺寸有利于隧道的稳定。1.4设计目的★满足限界要求★满足受力要求★圬工最省2铁路隧道衬砌断面设计轨顶面至拱顶高度h拱顶至拱脚矢高f；衬砌拱部净宽之半b拱圈第一个内径r1和第二个内径r2第一段圆曲线的终点截面与竖直面的夹角φ1拱脚截面与竖直面的夹角φ2；内径r2的圆心o2至o1的水平和垂直距离a先给定b、f、φ1及a值后，再解出r1、r2及φ2。曲线地段需要加宽时，保持r2及φ2不变，φ1仍取45º，b值根据加宽要求也是已知，故未知参数f、a、r1仍可求解。衬砌断面几何关系有：上式含b

8、、f、φ1、a、r1、r2、φ2共7个参数(1）衬砌内轮廓线(标准化)（2）衬砌外轮廓线(可变化)（3）衬砌截面厚度(可变化)讨论：这三者之间的关系？结论（1）内轮廓线与厚度影响结构轴线；（2）外轮廓线决定是否变截面衬砌，亦影响结构轴线。总结及思考3公路隧道衬砌