高速公路隧道计算书

大浏高速公路第四合同段

栈桥设计方案

（安全坳隧道内）

中国路桥工程有限责任公司大浏高速公路

第四合同段项目经理部

二〇一〇年七月一日 栈桥设计说明

一、工程概况

根据施工要求，我合同段安全坳隧道内修建一座栈桥，以利于施工中车辆通过。

二、设计方案

该施工栈桥为组合式桥钢结构梁，全长12.0m，设为两跨，每跨6m。

上部结构：采用10根型号为[40槽钢，按间距40cm布置，中间采用18a工字钢进行横向连接，桥面铺设1cm厚钢板使荷载横向均匀分布。本桥设计汽车荷载为50t。

三、主要材料

1、[40槽钢10根，每根长25m。

2、I18a工字钢45根，每根长0.4m。

3、I32a工字钢6根，总长40m。

4、1cm厚钢板，3.6m*25m

隧道栈桥受力验算

一、梁板验算

跨度L=6m，使用［40槽钢，共10根，每根单位延米重量58.9kg/m=577.22N/m=0.57722KN/m。

集中荷载50t=50000kg=490000N=490KN。

每根［40槽钢参数：

Wx=878.9cm3=878.9/106m3。

腹板高度h=400mm；

腹板宽度d=10.5mm=0.0105m；

Sx=524.4㎝3=524.4/106m3；

Ix=17577.7cm4=17577.7/108m4。

（一）弯矩验算：

1、集中荷载在中部时中部的弯矩最大

1）均布荷载产生弯矩：

M1=q×l²/8=0.57722KN/m×10根 ×6²㎡/8=25.9749KN·m

2）集中荷载产生弯矩：

M2=P×l/4=490KN×6m/4=735KN·m

3）总弯矩：

M=M1+M2=25.9749KN·m +735KN·m=760.9749KN·m

2、组合钢梁最大承载弯矩

M工=Wx·[σ]·a

=878.9/106m3×170MPa×10根=1494.13KN·m 3、安全系数ε1= M［ / M=1494.13KN·m /760.9749KN·m

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施工单合同号：XMTJ-监理单工程名一、Sma型明

二衬内轮

1、Sma型明2、Sma型明3、

4、Sma型明编号规格单根长(mm)总长(m)单位重(Kg/m)总重(Kg)小计(Kg)

N1Φ2228114140.572.98418.9N2Φ2223915119.582.98356.35N3Φ221164858.242.98173.56N4Φ221233161.662.98183.75N5Φ1610003461.58546.68546.68N6φ8633462.090.396182.99N7φ8906126.840.39650.233461679.24730233.22140隧道设计数量计算书

二衬外轮廓面积S2=π×(5.5+0.6)²/2+5.5×sin(108°14′33″-90°)× [5.5+0.6-5.5×cos(108°14′33″-90°)+1/2×5.5×cos(108°14′33″-90°)]×2=70.4609m²仰拱内轮廓面积S3=π×1.2²/360°×57°41′19″×2+π×18²/360°×14°4′8″×2 -(18-1.2)×(18-1.6-1.45)×sin14°4′8″=19.9537m²仰拱外轮廓面积S4=π×(5.5+0.6)²/2+(5.5+0.6)×2×[(1.6+1.45+0.6)-(18+0.6)×(1-cos14°4′8″)] +π×(18+0.6)²/360°×14°4′8″×2-(18+0.6)²×sin14°4′8″×cos14°4′8″-S2=29.0858m²

Sma型明洞仰拱填充C15混凝土每延米数量：[1.45-0.34-18×(1-cos(ASIN(7.75/2/18)))]×7.75+ 18²×ASIN(7.75/2/18)-18²×(7.75/2/18)×cos(ASIN(7.75/2/18))=7.52m³

根数合计(Kg)

计算书

一 基本资料

高速公路隧道，结构断面如附图1-1所示，围岩级别为III类，容重324kN/m，围岩的单行抗力系数630.510kN/Km，衬砌材料C20混凝土，弹性模量72.810kpahE，容重324kN/m。

二 荷载确定

1 围岩竖向均布压力：

13310.452s s=3; 20kN/;1i(5),B10.5520.0610.67m,mBmi.0.4521.56724sqmBq式中： 围岩类别，围岩容重，跨度影响系数，隧道宽度式中0.06为一侧平均超挖量，=515时，=0.1,此处=1+0.1（10.67-5）=1.567所以

考虑到初期支护承担大部分围岩压力，而二次衬砌一般作为安全储备，故对围岩压力进行折减，对于本隧道按照35%折减，即q35%sqkpa 2 围岩水平均布力：

0.2eqkpa

四 计算位移

1单位位移

用辛普生法近似计算，按计算列表进行。单位位移的计算见附表1-4.

单位位移计算如下：

1112221101221022201111MMsMMshhsMMshhsshhSdEIEInSydEIEInySdEIEIn

计算精度校核为：

61112222()10

26(1)110sshySEIn

闭合差0.

单位位移计算表 附表1-4

注：1. I—截面惯性矩，3bI,12db取单位长度。

2.不考虑轴力的影响 2 载位移——主动荷载在基本结构中引起的位移

（1）每一楔块上的作用力

竖向力： Qiiqb

式中： 123456781h,h,h,h,h,h,h,h.2iiiihbmmmmmmmmddGS表示衬砌外缘相邻两截面之间的竖直投影长度，由附图1-5量的：

隧道预留变形量

两车道：

1、S5-1、S5设计仰拱无预留量，拱顶及边墙预留量10cm

开挖断面R0=5.66+0.23+0.45=6.34m

R0′=6.34+0.1=6.44m

R1=7.66+0.23+0.45=8.34m

R1′=8.34+0.1=8.44m

S0=∏*(6.44^2-6.34^2)/2=2.01 m2

S1=∏*（8.44^2-8.34^2）*15°07′19″/360°=0.221m2

S1′=∏*（8.44^2-8.34^2）*16°25′34″/360°=0.241m2

△S=0.221+0.241+2.007≈2.47 m2

2、S4-1拱项及边墙预留量6cm

开挖断面R0=5.66+0.2+0.4=6.26m

R0′=6.26+0.06=6.32m

R1=7.66+0.2+0.4=8.26m

R1′=8.26+0.06=8.32m

S0=∏*(6.32^2-6.26^2)/2= 1.186m2

S1=∏*（8.32^2-8.26^2）*15°17′07″/360°=0.133m2

S1′=∏*（8.32^2-8.26^2）*16°34′34″/360°=0.144m2

△S=1.186+0.133+0.144≈1.46m2

3、S4拱项及边墙预留量6cm

开挖断面R0=5.66+0.18+0.35=6.19m

R0′=6..19+0.06=6.25m

R1=7.66+0.18+0.35=8.19m

R1′=8.19+0.06=8.25m

S0=∏*(6.25^2-6.19^2)/2= 1.172m2

S1=∏*（8.25^2-8.19^2）*16°35′04″/360°=0.143m2

S1′=∏*（8.25^2-8.19^2）*17°54′33″/360°=0.154m2

△S=1.172+0.143+0.154≈1.47m2

4、S3拱项及边墙预留量4cm