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： 一隧道工程课程设计铁路单洞双线目录TOC\o"1-5"\h\z第一章工程概况 01.1隧道概况 01.2工程地质及水文地质 01.2.1工程地质 01.2.2水文地质 0第二章隧道深浅埋判定及围岩压力的计算 12.1深浅埋隧道的判定原则 12.2围岩压力的计算方法 1W级围岩计算 2W级围岩深浅埋的判定 2W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 3第三章衬砌内力计算与检算 4Ansys的加载求解过程 43.2衬砌结构强度检算原理 4IV级围岩衬砌内力计算与强度检算 5V级围岩衬砌内力计算与强度检算 9第四章衬砌截面配筋计算 184.1截面配筋原理 18IV级围岩配筋计算 18V级围岩配筋计算 194.3.1断面1的配筋计算 194.3.2断面2的配筋计算 20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，沟内经过开采，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，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工程地质及水文地质1.2.1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°N15°。分布里程、围岩分级及岩土施工工程分级分布里程围岩分级分布里程围岩分级DK194+082〜DK194+299VDK194+299-DK194+400WDK194+400〜DK194+450W岩性岩土施工工程分级老黄土III石灰岩W2V土壤最大冻结深度：1.04m。地震动峰值加速度0.05g，地震基本烈度VI度。1.2.2水文地质隧道洞体内土石界面有地下水。隧道工程课程设计铁路单洞双线第二章隧道深浅埋判定及围岩压力的计算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2〜2.5倍的坍方平均高度值，即：H=(2〜2.5)h式中，H—深浅埋隧道分界的深度；" “h—等效荷载高度值系数2〜2.5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<七时为超浅埋，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<h)时，为超浅埋隧道，围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一隧道埋置深度。围岩水平均布压力。按朗金公式计算(1Af©Ae=q+—rHtan245。-K\2'JI 2J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60(。)IV20~23200〜500(0.7〜0.9)6050〜60V17~20100〜200(0.5〜0.7)6040〜50(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(h<h<H)时，为一般浅埋隧道，围岩压力按谢家休公式计算： q'围岩垂直均布压力为：工h人tan。)

=rh1 IB)tanP一tan。tan01+tanP(tan^-tan0)+tan^tan0]tan0=tan©+"皿 +""。0* tan©-tan0i 0式中，B一坑道跨度；r一围岩的容度;h—洞顶覆土厚度；0一岩体两侧摩擦角，见表2-1；人一侧压力系数；40一围岩计算摩擦角，见表2-1；F—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：e=rhXi隧道底部水平压力：e=rH2当隧道埋深h大于或等于深浅埋分界深度巳(即h>H)时，为深埋隧道，围岩压力按自然拱内岩体重量计算： P单线铁路隧道按概率极限状态设计时的垂直压力为：q=rh=0.41x1.79sxr单线、双线及多线铁路隧道按破坏阶段设计时垂直压力为：q=rh=0.45x2s-1xrw式中，hq一等效荷载高度值； qs一围岩级别，如级围岩s=3；r一围岩的容重w一宽度影响系数，其值为：w=1+i(B—5)其中，B一坑道宽度；i—B每增加1m时，围岩压力的增减率(以B=5m为基准)，^B<5m时，取i=0.2,B>5m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I〜IIIIIIVVVI水平均布压力0<0.15q(0.15〜0.3)q(0.30〜0.5)q(0.5〜1.0)q2.3IV级围岩计算2.3.1V级围岩深浅埋的判定偏于安全考虑，取隧道开挖最大轮廓尺寸进行围岩压力的计算。开挖轮廓：B=13.44m，H=11.81m等效荷载高度：h=0.45x‘2s-1xw=0.45x2x1+0.1x(13.44—5)]=6.64m深浅埋分界深度:：H=(2-2.5》=(13.28-16.60)h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=2.5h=16.60m。'由隧道纵断面图可知，*级围岩中，隧道的最小埋深h=30.18m>H=16.60m，故处于P隧道工程课程设计铁路单洞双线W级围岩的隧道均为深埋隧道。2.3.2IV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：q=rh=22x0.45x23x1+0.1x(13.44-5》=146.05S/m2水平均布松动压力：e=0.2q=0.2x146.05=29.21kN/m22.4V级围岩的计算2.4.1V级围岩深浅埋判定隧道开挖最大轮廓尺寸：B=13.84m，H=12.42m等效荷载高度：h=0.45x2.-1xw=0.45x24x1+0.1x63.84-5』=13.56mq深浅埋分界深度：H=(2-2.5》=(27.12-33.9)m由于围岩为V级，岩体软弱破就、节理发育、强-弱风化且含地下水，故取H=33.9m。由隧道纵断面图知，处于V级围岩的隧道最小埋深0m,最大埋深h=32.83m<H广33.9m，故V级围岩中的隧道可分为超浅埋和一般浅埋隧道。2.4.2V级围岩压力的计算(1)对于埋深h<h的超浅埋隧道，衬砌统一按超浅埋段隧道的最大埋深h=h=13.56m处的围岩压力进行设计和检算。q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=18x13.56=244.08kN/m2水平松动压力：隧道顶部e=qtan245。一虻=244.08xtan245。一^0=41.88kN/m2I2J I2J隧道底部e=(q+rH)tau]450—西]=^44.08+18x12.42)xtan2f450-4501=80.23kN/m2， " 2J " 2J对于埋深h<h<H的一般浅埋隧道，衬砌统一按照一般浅埋段隧道的最大埋深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：=430.80kN/m2对于V级围岩，计算摩擦角。=450，0=0.6巾=270，则tan。=430.80kN/m2tanP=tan。+^2*+山。°=1+,W+1)x1=3.0200Vtan*-tan0 \1-0.510人= 「 tang-tan[ =°224tanP1+tanP(tan*-tan0)+tan*tan0]垂直均布松动压力：q=rh1-水平松动压力：隧道顶部：e=rhk=18x32.83x0.224=132.37kN/m21隧道底部：e=rHX=18x45.25x0.224=182.45kN/m22第三章衬砌内力计算与检算3.1Ansys的加载求解过程在衬砌内力计算中，首先拟定衬砌结构厚度及参数值，然后再Ansys程序中建立模型并添加约束，进行加载，最后求得各单元内力值。Ansys加载求衬砌内力过程：（1） 进入前处理，定义单元类型、材料属性、实常数。（2） 建模：建立关键点，连接关键点生成二衬轴线（3） 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》按破损阶段法及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割aRbh式中，K一安全系数，见表3-1； aN一轴向力（MN）；Ra一混凝土或砌体的抗压极限强度（Mpa），见表3-2；甲一构件纵向弯曲系数，对于隧道衬砌，可取甲=1.0b—截面宽度；h一截面厚度；a一轴向力偏心影响系数，查规范可得，计算公式如下：a=1.000+0.648（e/h）—12.569（e/h》+15.444（e/h）且a<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何载组合主要何载主要荷+附加荷载主要何载主要荷+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C15C20C25C30C40C50抗压Ra12.015.519.022.529.536.5弯曲抗压Rw15.019.424.228.136.945.6抗拉R11.41.72.02.22.73.1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=1.25Ra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:1.75Rbh6e/h-1式中，R1一混凝土的抗拉极限强度;e0—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》规定的安全系数及材料强度竖直计算结果表明，当e°W0.2h时，有抗压强度控制承载能力，不必检算抗裂；当eo〉0.2h时，由抗拉强度控制承载能力，不必检算抗压。3.3IV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道，取如下断面衬砌进行强度的检算。种*变手网Cllly图3-1IV级围岩隧道断面衬砌图表3-3断面1的衬砌结构及围岩参数表结构及围岩容重(kN/m3)弹性抗力系数(Mpa/m)弹性模量(Gpa)泊松比C25混凝土23—29.50.2IV级围岩22350——利用ansys求解，得到衬砌的变形图、弯矩图及轴力图如下:图3-2IV级围岩变形图LTTH3TP.ES5ELIH-Z62490^444^3图3-2IV级围岩变形图LTTH3TP.ES5ELIH-Z62490^444^3"7DIC152D1310:57:51SUB-1TI31I=LElKJBUT—93049ILSM-35HiX-?3D^9 -537S5*'一j6/26土图3-3IV级围岩弯矩图图3-4IV级围岩轴力图表3-4IV级围岩所有点的内力计算及强度检算结果节点弯矩轴力高h偏心距e0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+050.52.69E-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+04-6.00E+050.59.37E-027.82E-0118-5.10E+04-6.33E+050.58.05E-028.43E-0119-1.29E+04-6.94E+050.51.86E-021.00E+001101.08E+04-7.67E+050.41.41E-021.00E+001112.97E+04-8.44E+050.43.52E-029.70E-011123.83E+04-9.09E+050.44.22E-029.47E-011132.73E+04-9.59E+050.42.85E-029.88E-011149.47E+03-1.00E+060.49.47E-031.00E+001153.16E+03-1.03E+060.43.07E-031.00E+001162.36E+03-1.05E+060.42.26E-031.00E+001172.31E+03-1.04E+060.42.21E-031.00E+001184.15E+02-1.04E+060.44.00E-041.00E+00119-4.09E+03-1.03E+060.43.96E-031.00E+00120-1.13E+04-1.03E+060.41.10E-021.00E+001

21-1.98E+04-1.03E+060.41.93E-021.00E+00122-2.55E+04-1.03E+060.42.47E-029.96E-01123-2.10E+04-1.05E+060.42.00E-021.00E+001243.18E+03-1.09E+060.42.92E-031.00E+001255.57E+04-1.06E+060.45.26E-029.03E-011268.08E+04-1.02E+060.47.89E-027.57E-011278.37E+04-9.86E+050.48.49E-027.19E-011287.00E+04-9.48E+050.47.39E-027.88E-013294.50E+04-9.11E+050.44.94E-029.17E-011301.39E+04-8.78E+050.41.58E-021.00E+00131-1.87E+04-8.49E+050.42.20E-021.00E+00132-4.86E+04-8.27E+050.45.87E-028.73E-01133-7.24E+04-8.11E+050.48.93E-026.90E-01134-8.78E+04-8.03E+050.41.09E-015.53E-01335-9.30E+04-8.02E+050.41.16E-015.08E-01436-8.78E+04-8.10E+050.41.08E-015.60E-01437-7.24E+04-8.25E+050.48.77E-027.00E-01438-4.86E+04-8.48E+050.45.73E-028.80E-01339-1.87E+04-8.76E+050.42.13E-021.00E+001401.39E+04-9.09E+050.41.53E-021.00E+001414.50E+04-9.45E+050.44.77E-029.25E-011427.00E+04-9.83E+050.47.13E-028.04E-011438.37E+04-1.02E+060.48.21E-027.37E-011448.08E+04-1.05E+060.47.66E-027.72E-013455.57E+04-1.09E+060.45.13E-029.09E-011463.18E+03-1.05E+060.43.04E-031.00E+00147-2.10E+04-1.03E+060.42.04E-021.00E+00148-2.55E+04-1.02E+060.42.49E-029.95E-01149-1.98E+04-1.02E+060.41.94E-021.00E+00150-1.13E+04-1.03E+060.41.10E-021.00E+00151-4.09E+03-1.03E+060.43.96E-031.00E+001524.15E+02-1.04E+060.44.00E-041.00E+001532.31E+03-1.04E+060.42.22E-031.00E+001542.36E+03-1.02E+060.42.31E-031.00E+001553.16E+03-9.95E+050.43.18E-031.00E+001569.47E+03-9.54E+050.49.93E-031.00E+001572.73E+04-9.04E+050.43.02E-029.84E-011583.83E+04-8.40E+050.44.56E-029.33E-011592.97E+04-7.64E+050.43.89E-029.58E-011601.08E+04-6.91E+050.51.57E-021.00E+00161-1.29E+04-6.31E+050.52.04E-021.00E+00162-5.10E+04-5.98E+050.58.53E-028.21E-01163-5.62E+04-5.79E+050.59.71E-027.65E-01164-4.53E+04-5.69E+050.57.96E-028.47E-01165-2.96E+04-5.65E+050.55.24E-029.48E-01166-1.52E+04-5.63E+050.52.71E-021.00E+00167-4.75E+03-5.62E+050.58.45E-031.00E+001681.35E+03-5.62E+050.52.40E-031.00E+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3.4V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的衬砌强度检算二林殂5蜘图3-5隧道断面1衬砌图表3-5断面1的衬砌结构及围岩参数表结构及围岩容重(kN/m3)弹性抗力系数(Mpa/m)弹性模量(Gpa)泊松比C30混凝土25—310.2IV级围岩22150——利用ansys求解，得到衬砌的变形图、弯矩图及轴力图如下:图3-6断面1变形图图3-7断面1弯矩图图3-8断面1轴力图表3-6V级围岩断面1所有点的内力计算及强度检算结果节点弯矩轴力高h偏心距e0轴力偏心影响系数a抗拉抗裂强度检算1-6.45E+04-1.15E+060.65.59E-029.64E-0112-6.98E+04-1.15E+060.66.05E-029.53E-0113-8.47E+04-1.15E+060.67.35E-029.19E-0114-1.07E+05-1.15E+060.69.27E-028.57E-0115-1.32E+05-1.16E+060.61.14E-017.75E-0116-1.53E+05-1.17E+060.61.31E-017.02E-0137-1.62E+05-1.19E+060.61.37E-016.78E-0138-1.47E+05-1.22E+060.61.21E-017.46E-0139-9.58E+04-1.27E+060.67.56E-029.13E-011107.01E+03-1.36E+060.65.15E-031.00E+001117.64E+04-1.46E+060.55.24E-029.48E-011121.23E+05-1.55E+060.57.93E-028.48E-011131.37E+05-1.63E+060.58.45E-028.25E-011141.06E+05-1.68E+060.56.35E-029.11E-011155.67E+04-1.71E+060.53.31E-029.92E-011162.21E+04-1.74E+060.51.27E-021.00E+00117-2.81E+03-1.75E+060.51.61E-031.00E+00118-2.22E+04-1.74E+060.51.27E-021.00E+00119-3.72E+04-1.74E+060.52.14E-021.00E+00120-4.59E+04-1.73E+060.52.65E-021.00E+00121-4.45E+04-1.73E+060.52.57E-021.00E+00122-2.75E+04-1.75E+060.51.57E-021.00E+001231.16E+04-1.78E+060.56.52E-031.00E+001247.83E+04-1.82E+060.54.31E-029.72E-011251.75E+05-1.77E+060.59.89E-027.56E-011262.20E+05-1.71E+060.51.29E-015.98E-014272.22E+05-1.65E+060.51.35E-015.64E-014281.89E+05-1.58E+060.51.20E-016.45E-014291.32E+05-1.51E+060.58.73E-028.12E-011

305.86E+04-1.44E+060.54.07E-029.78E-01131-2.10E+04-1.38E+060.51.52E-021.00E+00132-9.88E+04-1.33E+060.57.43E-028.70E-01133-1.67E+05-1.29E+060.51.30E-015.91E-01434-2.21E+05-1.26E+060.51.75E-013.47E-01435-2.55E+05-1.25E+060.52.05E-012.18E-01436-2.67E+05-1.25E+060.52.14E-011.85E-01437-2.55E+05-1.26E+060.52.02E-012.27E-01438-2.21E+05-1.29E+060.51.72E-013.66E-01439-1.67E+05-1.33E+060.51.26E-016.12E-01440-9.88E+04-1.38E+060.57.16E-028.80E-01141-2.10E+04-1.44E+060.51.46E-021.00E+001425.86E+04-1.50E+060.53.90E-029.81E-011431.32E+05-1.57E+060.58.38E-028.28E-011441.89E+05-1.64E+060.51.15E-016.70E-014452.22E+05-1.71E+060.51.30E-015.90E-014462.20E+05-1.76E+060.51.25E-016.19E-014471.75E+05-1.81E+060.59.67E-027.67E-011487.83E+04-1.77E+060.54.42E-029.70E-011491.16E+04-1.74E+060.56.65E-031.00E+00150-2.75E+04-1.73E+060.51.59E-021.00E+00151-4.45E+04-1.72E+060.52.58E-021.00E+00152-4.59E+04-1.73E+060.52.66E-021.00E+00153-3.72E+04-1.74E+060.52.14E-021.00E+00154-2.22E+04-1.74E+060.51.27E-021.00E+00155-2.81E+03-1.73E+060.51.62E-031.00E+001562.21E+04-1.71E+060.51.29E-021.00E+001575.67E+04-1.67E+060.53.40E-029.91E-011581.06E+05-1.62E+060.56.57E-029.03E-011591.37E+05-1.55E+060.58.88E-028.05E-011601.23E+05-1.45E+060.58.47E-028.24E-011617.64E+04-1.36E+060.65.63E-029.63E-011627.01E+03-1.26E+060.65.54E-031.00E+00163-9.58E+04-1.22E+060.67.88E-029.03E-01164-1.47E+05-1.18E+060.61.24E-017.31E-01365-1.62E+05-1.16E+060.61.39E-016.67E-01366-1.53E+05-1.16E+060.61.33E-016.96E-01367-1.32E+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(2)一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、弯矩图及轴力图如下:DISPLACIHENTSTEP-113/26-1TinE=iDISPLACIHENTSTEP-113/26-1TinE=iDHK■.D1E9E2图3-10断面2衬砌变形图图3-11断面2衬砌弯矩图

图3-12断面2衬砌轴力图表3-7V级围岩断面2所有点的内力计算及强度检算结果节点弯矩轴力高h偏心距e0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-0113-1.42E+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-021.00E+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+060.51.20E-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-011263.22E+05-2.92E+060.51.10E-016.98E-014273.23E+05-2.83E+060.51.14E-016.76E-014

282.75E+05-2.73E+060.51.01E-017.47E-014291.90E+05-2.63E+060.57.23E-028.77E-011308.30E+04-2.53E+060.53.27E-029.93E-01131-3.36E+04-2.45E+060.51.37E-021.00E+00132-1.47E+05-2.37E+060.56.22E-029.16E-01133-2.48E+05-2.31E+060.51.07E-017.13E-01434-3.26E+05-2.27E+060.51.44E-015.15E-01435-3.76E+05-2.25E+060.51.67E-013.89E-01436-3.93E+05-2.25E+060.51.75E-013.51E-01437-3.76E+05-2.27E+060.51.66E-013.97E-01438-3.26E+05-2.31E+060.51.41E-015.29E-01439-2.48E+05-2.37E+060.51.05E-017.27E-01440-1.47E+05-2.44E+060.56.03E-029.22E-01141-3.36E+04-2.53E+060.51.33E-021.00E+001428.30E+04-2.63E+060.53.16E-029.95E-011431.90E+05-2.72E+060.56.98E-028.88E-011442.75E+05-2.82E+060.59.73E-027.64E-011453.23E+05-2.92E+060.51.11E-016.94E-014463.22E+05-3.00E+060.51.07E-017.13E-014472.58E+05-3.06E+060.58.40E-028.27E-011481.18E+05-3.00E+060.53.94E-029.81E-011492.16E+04-2.96E+060.57.29E-031.00E+00150-3.60E+04-2.94E+060.51.22E-021.00E+00151-6.22E+04-2.93E+060.52.12E-021.00E+00152-6.61E+04-2.94E+060.52.25E-021.00E+00153-5.54E+04-2.94E+060.51.88E-021.00E+00154-3.53E+04-2.95E+060.51.19E-021.00E+00155-7.98E+03-2.93E+060.52.72E-031.00E+001562.96E+04-2.88E+060.51.03E-021.00E+001578.50E+04-2.82E+060.53.01E-029.97E-011581.68E+05-2.74E+060.56.13E-029.19E-011592.23E+05-2.63E+060.58.47E-028.24E-011602.06E+05-2.49E+060.58.26E-028.33E-011611.35E+05-2.34E+060.65.78E-029.60E-011622.57E+04-2.20E+060.61.17E-021.00E+001

63-1.46E+05-2.13E+060.66.84E-029.33E-01164-2.33E+05-2.08E+060.61.12E-017.83E-01165-2.61E+05-2.05E+060.61.27E-017.21E-01366-2.49E+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kN截面进行对称配筋设计。对称配筋时，气=A；,a=a二x=总W（1）当受压区高度x<0.55ho时，为大偏心受压构件若x>2a，则按下式计算：KN<Rbx+R杼-A）

w gg;或 KNe<RbXh0—x/2）+RA'00—a'）若x<2a，则按下式计算：KNe<RA（h0—a'）其中，K一安全系数； ''Rw一混凝土弯曲抗压极限强度，Rw=125Ra按表采用；Rg一钢筋的抗拉或抗压计算强度；Ag，A；一受拉和受压区钢筋的截面面积（m2）；a，a'一自钢筋A或A，的重心分别至截面最近边缘的距离（m）；h一截面高度（m）；h0一截面的有效高度（m），h0=h-a；x一混凝土受压区高度（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<0.5Rbh2+RA'（h—a'）a0gg0当轴向力》作用于钢筋A与A'的重心之间时，尚应符合下列要求：KNe'<0.5Rbh'2+RAh-a）

a0gg04.2IV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-015.08E-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：bxh=1000mmx400mm,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，夫a=19.0MPa，％=24.2MPa，％=2.0MPa。纵向受力钢筋选用HRB335，查表可知，［=360MPa取a=a-50mm，则h=h一a=350mm。安全系数K=2.4，偏心距e=87.7mm。则：x=KN=82mm<0.55h=192.5mm，故属于大偏心受压。Rb 0又x=82mm<2a=100mm，取x=2a此时公式为：A'=A=仲ggR\h—a),he=e°-万+a=87.7-200+50=-62.3mmKNe， 八得：Ag=Ag=RtEv°g0因此按照构造配筋：A'=A=0.002bh=0.002x1000x400=800mm2选用HRB335钢筋4①18，可提供钢筋截面面积A'=A=1018mm2g gA'+A=2036mm2>0.5%bh=2000mm2，故全部纵向钢筋配筋率满足要求。gg4.3V级围岩配筋计算4.3.1断面1的配筋计算单元弯矩轴力高h偏心距e0轴力偏心影响系数a抗拉抗裂强度检算262.20E+05-1.71E+060.51.29E-015.98E-01不合格272.22E+05-1.65E+060.51.35E-015.64E-01不合格281.89E+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-012.27E-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：bxh=1000mmx500mm,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，R=22.5MPa，R=28.1MPa，R=2.2MPa纵向受力钢筋选用HRB335,查表可知，Rg=360MPa 1取a=a=50mm，则h=h一a=450mm。安全系数K=2.4，偏心距e=214mm。则：x=也=107mm<0.55h=247.5mm，故属于大偏心受压。Rb 0x=107mm>2a=100mm，取x=107mmhe=e+方-a=214+250-50=414mm(x\KNe-Rbxh--此时：A=A'=——r&、)2,=346mm2<0.002bh=1000mm2g0故应该按构造配筋：A'=A=0.002bh=0.002x1000x500=1000mm2选用HRB335钢筋4①20，可提供钢筋截面面积A'=A=1256mm2g gA'+A=2512mm2>0.5%bh=2500mm2，故全部纵向钢筋配筋率满足要求。gg单元46配筋计算：荷载产生的最大轴力设计值为：N=-1760kN，对应的弯矩值M=220kN-m取a=a'=50mm，则h=h一a=450mm。安全系数K=2.4，偏心距e=125mm。贝。：x=也=150mm<0.55h=247.5mm