铁路隧道衬砌结构强度检算

1、铁路隧道衬砌结构强度检算课程设计指导书一、衬砌结构的计算模型隧道工程建建筑物是是埋置于于地层中中的结构构物，它它的受力力和变形形与围岩岩密切相相关，支支护结构构与围岩岩作为一一个统一一的受力力体系相相互约束束，共同同工作。这这种共同同作用正正是地下下结构与与地面结结构的主主要区别别。根据据本工程程浅埋及及松散地地层的特特点，使使用阶段段结构安安全性检检算采用用“荷载结构”模式，即即将支护护和围岩岩分开考考虑，支支护结构构是承载载主体，围围岩作为为荷载的的来源和和支护结结构的弹弹性支承承。支护护结构与与围岩的的相互作作用是通通过弹性性支承对对支护结结构施加加约束来来实现的的。计算模型中中，二衬衬

2、结构采采用弹性性平面梁梁单元模模拟，弹弹性抗力力以及隧隧底地基基均采用用弹簧单单元模拟拟。组合合荷载根根据不同同作用方方向分别别转换成成等效节节点力施施加在相相应的单单元结点点上。具具体计算算模型见见图1。图1 计算模型图1 计算模型二、荷载计计算围岩压力计计算参照照课本中中有关我我国铁路路隧道推推荐的方方法进行行确定（双双线隧道道）或参参照铁铁路隧道道设计规规范，深深浅埋分分别计算算。三、配筋计计算结构强度检检算和配配筋计算算应按照照现行铁铁路隧道道设计规规范的的方法进进行。四、ANSSYS操作过程程1、更改路路径和工工作名2、进入前前处理模模块（preeproocesssorr）(1)定义

3、义单元类类型ellemeent typpe(2)定义义实常数数reaal cconsstannt(3)定义义材料参参数matteriial proops(4)定义义梁的截截面特性性secctioons(5)进入入moddeliing进行建建模，生生成几何何模型(6)进行行网格划划分messhinnga)给几何何模型赋赋属性meshiingmessh aattrribuutepicckedd liiness(7)施加加弹性约约束ModellCreaatppipiing moddelssspprinng ssuppportt定义弹性抗抗力系数数K和距离离所选结结构节点点的相对对距离DX, DYY,

4、 DDZ。3、进入求求解器sollutiion(1)定义义分析类类型annalyysiss tyypeneww annalyysisssttatiic(2)定义义荷载ddefiine loaads(3)设置置荷载添添加形式式setttinngrrepllacee vss adddfforcce，按如如下图示示设置(4)施加加等效节节点力definne lloaddsaappllyfforcce(编程实实现)(5)施加加重力definne lloaddsaappllyiinerrtiaagrraviityglooball(6)求解解计算Solveecuurreent LS4、后处理理（genne

5、raal pposttprooc）(1)读入入结果Read ressulttsllastt seet(2)查看看变形图图，（ploot rresuultssdeeforrmedd shhapee）检查查弹簧约约束范围围是否正正确（所所有弹簧簧均应受受压，即即处于抗抗力区）否否则添加加或删除除弹簧单单元，重重新计算算。(3)定义义单元表表Elemeent tabbledeffinee taablee，出现现对话框框后点击击add按钮，出出现下列列对话框框：选择by seqquennce numm 并在右右下角SMIISC,后分别别键入数数字“6”后点击appply按钮。重重复上述述操作并并分别键

6、键入数字字“12”和“1”和，点点击OK，完成成弯矩和和轴力的的定义。(4)查看看内力图图plot ressulttscconttourr pllotlinne eelemm rees，查看看弯矩云云图查看轴力图图(5)存储储显示图图形Plotcctrllsccaptturee immagee,将文件件另存即即可。(6)列表表显示计计算结果果List ressulttseelemm taablee daata出现对话框框，选择择单元表表定义的的内容，点点击ok。然后将文件件另存即即可。附注：竖向向加载程程序示意意*do, i,1,9b=46662000*abss(nx(i)-nx(i+11)/

7、2f, i, fyy, bbf, i+1, fyy, bb*endddob=-46662000*abss(nx(1)-nnx(446)/2f,1, fy, bf,46, fyy, bb水平荷载（注注意符号号）*do, i, 1,19b=-20000000*abss(ny(i)-ny(i+11)/2f, i, fxx, bbf, i+1, fxx, bb*endddob=2000000*abss(ny(1)-nny(446)/2f,1, fx, bf,46, fxx, bb上述程序中中，i为节点点号，q为围岩岩压力，a为等效效节点力力计算中中间值，nx(i)为i节点的的水平坐坐标值，竖竖直坐标标

8、用ny(i)表示。！加竖向弹弹簧*do,ii,344,42 !最大跨跨度k=3.55e8*abss(nxx(i+1)-nx(i-11)/2psprnng,ii,trran,k,-0.5*endddopsprnng,11,trran,3.55e8*abss(nx(42)-nx(2)/2,-0.5psprnng,11,trran,3.55e8*abss(nx(11)-nnx(2),0.55！加水平弹弹簧*do,ii,2,12k=3.55e8*abss(nyy(i+1)-ny(i-11)/2psprnng,ii,trran,k,00.5*endddopsprnng,553,ttrann,3.5e88*abbs(ny(53)-ny(52)/2,-0.55psprnng,11,trran,3.55e8*abss(ny(43)-ny(2)/2,00.5psprnng