下载文档原格式
隧道建筑限界及内部轮廓一、公路隧道建筑限界为了保证车辆在隧道内安全地运行,隧道必须具有一定的限界空间,这个空间称为隧道净空。
隧道净空若不足,则不能保证车辆安全通行;净空若大了,则增加隧道开挖和衬砌工程数量,影响造价等。
因此,必须从使用上、经济上和施工等方面综合考虑,并按公路等级决定隧道的建筑限界。
公路隧道建筑限界应符合《公路工程技术标准》(JTGB01-2003) 第2.0.7条关于公路建筑限界的规定。
公路隧道建筑限界净空尺寸主要是指净宽和净高。
公路隧道建筑限界一般规定如图2-1所示。
在隧道建筑限界内,不得有任何部件侵入。
特长、长及中长隧道,应根据需要按《公路工程技术标准》第3.0.6条的规定设置紧急停车带。
四级公路当采用4.5m的单车道路基时,应在适当距离内设置错车道。
错车道应设在能使驾驶员看到相邻两错车道间相互驶来的车辆。
设置错车道路段的路基宽度不小于6.5m,有效长度不小于20m。
各级公路的行车道宽度,一般规定按《公路工程技术标准》表3.0.2布设。
公路隧道横断面设计,除应符合隧道建筑限界的规定外,还应满足洞内路面、排水设施、装饰的需要,并为通风、照明、消防、监控、营运管理等设施提供安装空间,同时考虑围岩变形、施工方法影响的预留富裕量,使确定的断面形式及尺寸符合安全、经济、合理的原则。
二隧道内部轮廓隧道内部轮廓的类型,从使用、受力及施工三个方面的要求,分别介绍如下:1.使用方面要求隧道衬砌的轮廓,应尽量接近隧道净空,以使开挖的土石方数量及衬砌的材料数量为最小。
2.受力方面要求隧道衬砌的内部轮廓,应尽力符合衬砌结构的受力状态,即尽力适应衬砌结构应力分布情况。
在良好的地质条件下,衬砌结构承受荷载较小时,可采用直边墙(称直墙式),如图2-2(a)所示;在地质较差的条件下,衬砌结构承受荷载较大时,一般多采用曲边墙(称为曲墙式)。
3.施工方面要求隧道衬砌内部轮廓应当便于施工,因此要求衬砌内部轮廓在各种条件下(如有不同的加宽值时),变化尽量小或不变化,这样可使拱架、模板能重复周转使用。
Tunnel Engineering目录01铁路隧道限界与净空的概念02铁路曲线隧道加宽铁路隧道限界与净空的概念隧道净空：辆行驶安全——满足隧道各种限界的要求不致过分超挖——节省劳动力及费用结构受力合理——内轮廓应该是圆顺的隧道净空：衬砌内轮廓线所包围的空间（一）净空的概念（二）铁路隧道建筑限界与净空1.机车车辆限界2.基本建筑限界3.隧道建筑限界4.隧道净空 管段满足我国各种型号的铁路机车所需的最大断面管段全国铁路线上所有建筑物都不允许侵入的净空范围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。
管段满足我国各种型号的铁路机车所需的最大断面（二）铁路隧道建筑限界与净空隧限1：蒸汽及内燃牵引的单线、双线铁路隧道限界图 隧限2：电力牵引的单线、双线隧道限界图（二）铁路隧道建筑限界与净空隧限：200km/h 客货共线电力牵引铁路建筑限界图 隧限：350km/h 高速铁路隧道限界图铁路曲线隧道加宽二、铁路曲线隧道加宽车辆——矩形刚性车体中间向曲线内侧偏移d内1两端向曲线外侧偏移d外（一）加宽原因刚性车体克服离心力，外轨超高车辆向曲线内侧倾斜车辆限界控制点在水平方向向内移动一个距离d内2（一）加宽原因外轨超高、1铁路隧道限界与净空的概念机车车辆限界、铁路基本建筑限界、铁路隧道建筑限界、隧道净空2铁路隧道曲线加宽加宽原因：刚性车体、外轨超高思考查询铁路车辆标准参数，并利用相似三角形原理计算铁路曲线隧道加宽值。
查询《公路隧道设计规范》中的公路隧道建筑限界标准图，并思考铁路隧道和公路隧道在限界与净空上的区别？Tunnel Engineering。
隧道净空与限界（二）（2）单线铁路隧道曲线加宽的计算①单线铁路曲线隧道的加宽值计算(a) 车辆中间部分向曲线内侧的偏移d内1d内1=l2/8R则d内1=182/8R*100=4050/R(cm)(b) 外轨超高使车体向曲线内侧倾斜偏移d内2为d内2=H*E/150(cm)E=0.76*V2/R(cm)我国铁路隧道标准设计中，d内2系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心转动arctg150 /E，可近视取d内2＝2.7E(cm)，故隧道内侧总加宽值为d内= d内1＋d内2(c) 车辆两端向曲线外侧的偏移d外为d外= (L2-l2)/8R故隧道外侧加宽值为d外= (262-l82)/8R*100=4400/R(cm)单线铁路曲线隧道总加宽的值为d总= d内1＋d内2＋d外从以上的加宽计算可知，曲线隧道内外侧加宽值不同(内侧大于外侧)，断面加宽后，隧道中线向曲线内侧偏移了一个距离d偏，单线隧道的偏移值为d偏= (d内- d外)/2②双线铁路曲线隧道的加宽值计算双线铁路曲线隧道的内侧加宽值d内及外侧加宽值d外与单线曲线隧道加宽值计算相同。
内外侧线路中线间的加宽值d中按以下情况计算当外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高时d中= 8450/R＋(H/150)* (E/2)(cm)故d中= 8450/R＋(360/150)* (E/2)(cm)或d中= 8450/R＋1.2E(cm)其它情况d中= 8450/R (cm)双线隧道的偏移情况则如图所示，其中内侧线路中线至隧道中线的距离为d偏内= 200- (d内- d外- d中)/2其中外侧线路中线至隧道中线的距离为d偏外= 200+(d内- d外+d中)/2（3）铁路曲线隧道加宽的平面设计隧道曲线加宽段的范围按以下方式进行：（1）圆曲线部分按d 总加宽（2）自圆曲线至缓和曲线中点，并向直线方向延伸13m，这一段用圆曲线的加宽断面，即加宽d 总。
（3）缓和曲线的其余半段，并自直缓点向直线方向延伸22m，这一段采用圆曲线加宽值的一半，即1/2 d 总。
第2 章隧道构造
隧道构造
洞门
主体建筑物
洞身衬砌
结构构造
防排水设施
照明设施
附属建筑物电力及通讯设施
运营通风设施（洞内外空气交换）主体建筑物：是为了保持隧道的稳定，保证隧道正常使用而修建的
附属建筑物：是指主体构造以外的保证隧道正常使用所需的各种辅助设施
2.1隧道净空与限界
2.1.1 隧道净空与限界
衬砌：是指隧道的永久性支护结构。
衬砌的作用及特点：主要是承受围岩得得压力和地下水压力，组织围岩变形，防止围岩的风化，有时候还要受到化学物质的侵蚀和冻害影响。
因此，就要求衬砌要就具有足够的强度、耐久性、抗渗性、耐腐蚀性和抗冻性。
洞身衬砌的组成
a. 拱:洞身衬砌的上部；
b.边墙：洞身衬砌的两侧，可以是直线型和曲线形
c.底板或仰拱
洞身衬砌的截面形状
洞身衬砌的截面有外轮廓线，内廓线和相应的厚度三个方面。
隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间称为隧道净空。
隧道净空：指隧道衬砌内轮廓线所包围的空间。
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。
1. 铁路隧道建筑限界
通过隧道的功能及铁路行车限界引入。
（1）机车车辆限界：它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。
要求所有在线路上时，沿车体所以部分都必须容纳在此限界范围内而不得超越。
（2）铁路基本建筑接近限界：全国铁路线上所以的建筑物都不容许侵入的净空范围，以保证列车往来行驶绝无刮碰并安全通过。
（3）隧道建筑限界：是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线。
即要比“基本建筑限界”大一些，留出少许空间，用于安装通讯信号、照明、电力等设备。
对于时速120km/h新建和改建的蒸汽及内燃牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限—1A”和“隧限—1B”。
新建和改建的电力牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限—2A”和“隧限—2B”。
（4）直线隧道净空：“直线隧道净空”要比“隧道建筑限界”稍大一些，除了满足限界要求外，考虑避让、救援通道，还考虑了在不同的围岩压力作用下，衬砌结构的合理受力形状以及施工方便等因素。
铁路隧道净空是根据“隧道建筑限界”确定的，而“隧道建筑限界”是根据“基本建筑限界”制定的，“基本建筑限界”又是根据“机车车辆限界”制定的。
2. 公路隧道建筑限界
公路隧道建筑限界由以下各部组成：
行车道宽度(W)、
路缘带(S)、
侧向宽度(L) （高速公路、一级公路短隧道，其侧向宽度宜取硬路肩宽度）
人行道(R)或检修道(J)
余宽(C)（当设置人行道时）
各级公路隧道建筑限界一般规定如图选取，相应参数取值可根据地形和公路等级参照《公路隧道设计规范》。
注意：1. 汽车专用公路隧道只在左侧设检修道； 2. 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； 3．四级公路一般可不设人行道。
在设计公路隧道限界时，应充分研究各种车道与公路设施之间所处之空间关系，任何部件(包括隧道本身的通风、照明、安全、监控及内装等附属设施所需要的必要富裕量)均不得侵入隧道建筑限界之内。
2.1.2曲线隧道的净空加宽
1．铁路隧道
（1）铁路隧道曲线加宽的原因
①车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆是刚性体，其矩形形状不会改变。
这就使得车厢两端产生向曲线外侧的偏移(d外)。
车厢中间部分则向曲线侧偏移(d内
1 )。
②由于曲线上存在外轨超高，导致车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界的各个控制点在水平方向上向内移动了一个距离d内2 。
因此，曲线隧道净空的加宽值由三部份: d内1， d内2， d外组成。
