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1、第一章拟定隧道的断面尺寸3第一节隧道的建筑限界3第二节隧道的衬砌断第二章隧道的衬砌结构计算第一节基本资料第二节荷载确定第三节衬砌几何要素第四节计算位移第五节解力法方程16第六节计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力…•…17第七节最大抗力值的求解18第八节计算衬砌总内力18第九节衬砌截面强度验算19第十节内力图20第1章拟定隧道的断面尺寸第一节隧道的建筑限界根据《公路隧道设计规范》(JTGD-2004)有关条文规定，隧道的建筑限界高度H取5m,行车道宽度取3.75*2m,左侧向宽度Ll取0.75m,右侧向宽度Lr取1.25m,检修道宽度J取0.75m,检修
2、道高度＜1取0.5m,建筑限界顶角宽度E取lm,如图2-1所示。1-1隧道建筑界限图(单位cm)第二节隧道的衬砌断面根据《公路隧道设计规范》(JTGD-2(X)4)有关条文规定，拟定隧道的衬砌，隧道围岩为IV级，埋深II二30m,围岩天然容重Y=22KN/m3,计算摩擦角4)=30,弹性抗力系数K=0.6X106kN/m3,衬砌材料为C20混凝土，重Y=20KN/m3弹性模量Eh=2.5X106kPa,钻爆法施工。衬砌厚度取50cm,如图1-2所示。0311480图2-2隧道衬砌断血内轮廓lMOcm衬砌50X2第2章隧道衬砌结构计算第一节基本资料某一级公路隧
3、道，结构断面如图1-2所示。隧道围岩为IV级，埠深H二30m,围岩天然容重Y=22KN/m：,，计算摩擦幷巾二30,弹性抗力系数K二0.6X106kN/m3,衬砌材料为C20混凝土，重Y=20KN7m3弹性模量Eh=2.5X106kPa,钻爆法施T：。衬砌厚度取50cm,如图1-2所示。第二节荷载确定1・围岩竖向均布压力hq=q/y=0.45x2s'1w式中：s—围岩级别，此处s=4；Y—围岩重度，此处Y=22kN/m?>3—跨度影响系数，3二1+i(L-5),毛洞跨度1n=12.40+2x0.06=12.52m,其中0.06为一侧平均超挖量,1・二5〜15
4、m时,i=0.1,此处3二1+O.lx(12.52-5)=1.75。所以有hq=q/Y=0.45x24'1x1.75-6.30mHp=2.5hq=2.5x6.30=15.76mH>Hp故该隧道属于深埋隧道，围岩竖向均布压力q=0.45x25_,ya)=0.45x24"1x22x1.75=138.6kPa此处超挖冋填层重度忽略不计。2・围岩水平均布压力侧向压力e,按均布考虑是，丫其值为e=0.25q=0.25x138.6=34.65kPa第三节衬砌几何要素1・衬砌儿何尺寸内轮廓线半径ri=5.70m,1*2=8.20m；内径口、“所画圆曲线与竖直轴的夹角4=9
5、0°,4>2=14.117°；采用等截血衬砌，衬砌厚度d二0.5m；外轮廓半径Ri=ri+d=5.70+0.50=6.20mR2=r2+d=8.20+0.50=8.70m拱轴线半径耳二ri+O.5cl=5.70+0.25=5.95m匚二门+0・5d=8.20+0.25二&45m拱轴线各段圆弧中心角e{=90°^2=14.117°2・半拱线长度S及分段轴长AS分段轴线长度nnnOSlT"nr,=-—-x3」4x5.95=9.342m180°1180°n14117°S厂捕"2二时x3」4x&45=2.0站半拱轴线长度为S=Si+S2=9.342+2.081=11
6、.423将半拱轴线等分为8段，每段轴线长为As=v114238=1.4283•各分块接缝（截而）屮心儿何要索（1）与竖直轴夹角匕ax—△S180°—xri兀1.428180°x5.9571=13-758°AS180°=G]+-^xri兀=13.758°+1.428180°X5.95冗=27.516°a、=色+△◎=27.516°+13.758°=41.274°也=5+=41.274°+13.758°=55.032°乙=勺+随=55.032°+13.758°=68.79°%=勺+△&】=68.79°+13.758°=82.548°AS,=7AS-S1=7x1.
7、428-9.342=0.654m旳罚+绝＞＜竺r27t0.654180°X&4571=94.437°AS180°x711.428180°x8.457i=9.688冬=如+2=94.437°+9.688°=104」25°另一方血，兔二G+0=90°+14.177°=104.177°角度闭合差A«0(注：因墙底水平，计算衬砌内力时川如=90°)(2)接缝中心点他标计算a}=(r2-；
8、)cos^=(8.45-5.95)xcos90°=0a.=2.5mI=a〕+斤=5.95mX]=斤sina〕=5.95xsin13.758°=1.415mx2=sina2=5.95
9、xsin27.516°=2.749mx3=rsin
