【隧道洞门结构设计实例1900字】

隧道洞门结构设计实例隧道洞口形式的确定根据洞口所处位置的地形地质条件，关岭隧道进口处隧道轴线与坡面正交，是较为理想的一种情况，采用坡面正交型；出口处结合山脊走向，采用山脊突出部进入型。隧道洞门的结构设计隧道洞门形式的确定结合地勘报告，综合地形、视觉、照明、隧道营运及结构与环保方面综合考虑，关岭隧道的进出口洞门采用端墙式洞门。构造要求根据《公路隧道设计规范》要求，结合洞门所处地段的工程地质条件，拟定进口洞门翼墙的高度H=13.09m，其中，基底埋入地基的深度为2.18m，洞门翼墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度为1.37m，洞门翼墙与仰坡间的水沟深度为0.6m，洞门墙顶高出仰坡坡脚为1.73m，洞口仰坡坡脚至洞口门墙背的水平距离为4.06m，墙厚为1.6m，设计仰坡为1:0.3。洞门设计根据《公路隧道设计规范》，洞门结构、形式设计需要满足一定的要求。洞门构造图如图所示【端墙式洞门立面图】【端墙式洞门侧视图】隧道洞门的稳定性验算采用端墙式洞门时，洞门墙可视为挡土墙，按极限状态验算墙身截面强度、偏心距，并验算基底应力、基底偏心距以及绕墙趾倾覆及沿基底滑动的稳定性。具体要求参考《公路隧道涉及规范》（JTG3370.1-2018）。洞门土压力计算根据规范洞门土压力计算如图所示【图片】最危险滑裂面与垂直面之间的夹角ω按式（3-1）计算tanω=tan式中：φ——围岩计算摩擦角，φ=75° ε——洞门后仰坡坡脚，ε=73.51α——洞门墙角倾角，α=5.71° 带入数值可得：tanω= 故ω=73.51°根据规范，土压力按式（3-2）、（3-3）、（3-4）计算。E=12其中：λ=(tanℎ'式中：E——土压力（kN）； γ——地层重度（kN/m3 λ——侧压力系数； ω——墙背土体破裂角（°）,取ω=12.47° b——洞门墙计算条带宽度（m），取b=1.0m； ξ——土压力计算模式不确定性系数，可去ξ=0.6 H——墙体高度，H=13.09m；把数据代入各式，得：λ===0.014ℎℎ洞门土压力E：E=EE式中：δ——墙背的摩擦角，δ=50°抗倾覆验算洞门挡土墙在荷载作用下绕o点产生倾覆时应满足式（3-5）：K0墙身纵断面面积:S=20.059墙身重量G：G=ExZEyZG对墙趾的力臂：Z∑∑带入上式得：K故抗倾覆稳定性满足要求。抗滑动验算对应倾斜基底，按式（3-6）验算滑动稳定性：Kc代入上述数据得：K故抗滑稳定性满足要求。基底合理偏心距基地合理偏心距。对于倾斜基底：设作用于基底的合力法向分力为∑N，其对墙趾的力臂为c'，合力偏心距为ee'其中：c'∑N'=∑Ntanθ+∑E代入计算得：∑N'=∑Ntanθ+∑c'=e'=可知，合力在中线的左侧。|e'|=0.426>|e'|=0.426<0.33B'=0.7128m满足洞门墙基底合理偏心距的要求。基底控制应力。对于倾斜基底：|e'|>σσ计算结果满足要求。墙身截面偏心距及强度验算墙身截面偏心距验算可按式（3-10）验算。eb式中：M——计算截面上各力对截面形心矩的代数和； N——作用于计算截面之上的垂直作用力的和。其中：M=N=G+将数据代入式（3-10），可得：e满足计算要求。计算墙身截面应力。可按式（3-11）计算。σ=N式中：A——洞门截面的面积； W——洞门的截面抵抗矩。将数值代入，可得