某公路隧道衬砌结构计算书共18页文档
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XXXXXXXXXX引水隧道项目衬砌台车计算书编制:校核:审核:2017年10月xxxxx项目衬砌台车计算书1.计算依据1、《xxxxx施工图设计》2、《衬砌台车结构设计图》3、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)4、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)2. 概况xxxxx隧道衬砌模板系统及台车布置图如下图2.1-2.2。
隧道二衬模板由一顶模、两侧模组成,模板均由6mm钢板按照二衬外轮廓线卷制而成。
顶模模板拱架环向主肋采用I10工字钢,加工成R=1447mm,L=3650mm的圆弧拱形,拱架环向肋板间距1m,拱架纵肋采用∠45*45*6的角钢,间距30cm;侧模模板拱架环向肋板采用1524mm长的I14工字钢,侧模环向肋板在隧洞腰线以上部分加工成加工成R=1447mm,L=527mm的圆弧拱形,腰线以下加工成R=3327mm,L=997mm的圆弧拱形,拱架环向肋板间距1m,拱架纵肋采用∠45*45*6的角钢,间距30cm。
衬砌台车由顶拱支撑、台车门架结构、走行系统、顶升系统及侧模支撑系统组成,纵向共9m长。
顶拱支撑采用H200×200×8.0立柱,纵向焊接通长的∠45*45*6的角钢组成钢桁架,焊接于台车门市框架主横梁上,支撑顶模。
衬砌台车门式框架立柱采用H200×200×8.0型钢、横梁、纵梁均采用I20a工字钢焊接组成,其节点处焊接1cm厚的三角连接钢板缀片进行加固。
本衬砌台车与顶拱支撑焊接为一个整体。
进行顶模的安装及拆除时,在轨道两侧支垫20*20*60cm的枕木,枕木上安放千斤顶进行台车和顶拱支撑系统的整体升降。
侧模支撑系统的螺旋丝杆,每断面设置4个。
下部螺旋丝杆水平支承于台车的I20a 纵梁上,上部螺旋丝杆水平支撑于台车的I20a立柱上。
三角板与构件之间焊接为满焊,焊脚高度10mm;焊缝不允许出现咬边、未焊透、裂纹等缺陷。
第1页 共24页施工单合同号: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)N1Φ2228114140.57 2.98418.9N2Φ2223915119.58 2.98356.35N3Φ221164858.24 2.98173.56N4Φ221233161.66 2.98183.75N5Φ161000346 1.58546.68546.68N6φ8633462.090.396182.99N7φ8906126.840.39650.233461679.24730233.22140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=70.4609m ²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″=19.9537m ²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=29.0858m ²Sma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))=7.52m ³根数合计(Kg)51132.56光圆钢筋:5233.2255带肋钢筋:施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书施工单合同号:XMTJ-监理名隧道设计数量计算书二、Smb 型明二衬内轮1、Smb 型明2、Smb 型明3、4、5、Smb 型明Smb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))=7.52m ³Smb型明洞外边墙C20混凝土每延米数量:(0.6×2+9.7×0.3)×9.7/2+(1.55×2+0.524)×5.245/2+(1.55+0.524)²×tan(14°4′8″)+ π×(18+0.6)²/360°×(14°4′8″)-(18-1.45)²/cos(14°4′8″)×sin(14°4′8″)/2 +[1.6×2+(5.5+0.6+0.6)×cos60°]×(5.5+0.6+0.6)×sin60°/2-π×(5.5+0.6)²/360°×(108°14′33″-60°)-π×(1.2+0.6)²/360°×(57°41′19″)-[π×(18+0.6)²/360°×(14°4′8″)-(18-1.2)×(18-1.45-1.6)×sin(14°4′8″)]=27.89m ³二衬外轮廓面积S2=π×(5.5+0.6)²/360°×(108°14′33″+90°)+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°)]=70.3789m ²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″=19.9537m ²仰拱外轮廓面积S4=π×(5.5+0.6)²/360°×(108°14′33″+90°)+π×(1.2+0.6)²/360°×57°41′19″ +π×(18+0.6)²/360°×14°4′8″-1/2×(18-1.2)×(18-1.6-1.45)×sin14°4′8″+(5.5+0.6)×[(1.6+1.45+0.6)-(18+0.6)×(1-cos14°4′8″)]+π×(18+0.6)²/360°×14°4′8″ -1/2×(18+0.6)²×sin14°4′8″×cos14°4′8″-S2=28.122m ²施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书施工单合同号:XMTJ-监理名隧道设计数量计算书三、Smc 型明二衬内轮1、Smc 型明2、Smc 型明3、二衬外轮廓面积S2=π×(5.5+0.6)²/360°×108°14′33″×2=70.2969m ²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″=19.9537m ²仰拱外轮廓面积S4=π×(1.2+0.6)²/360°×57°41′19″×2+π×(18+0.6)²/360°×14°4′8″×2 -(18-1.2)×(18-1.6-1.45)×sin14°4′8″=27.1583m ²Smc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))=7.52m ³施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书施工单合同号:XMTJ-监理名隧道设计数量计算书四、S5a 型复二衬内轮1、S5a 型洞2、S5a 型洞3、S5a 型洞4、S5a 型洞奇数排每偶数排每5、洞身开挖轮廓面积S5=π×(5.5+0.5+0.25)²/2+π×(3.5+5.5+0.5+0.25)²/360°×(10°53′32″)×2-3.5²×tan10°53′32″+π×1.7²/360°×(64°8′7″)×2+π×(18+0.5+0.25)²/360°×(14°58′21″)×2 -(18.75-1.7)×(18-1.45-1.6+3.5×tan10°53′32″)×sin14°58′21″=103.3585m ²S5a型洞身初支钢筋网每延米数量:[π×(6+0.23)+π×(3.5+6+0.23)/180°×(10°53′32″)×2]/0.15×0.396 +取整([π×(6+0.23)+π×(3.5+6+0.23)/180°×(10°53′32″)×2-0.15]/0.15+1)×0.396=122.81Kg二衬外轮廓面积S2=π×(5.5+0.5)²/360°×108°14′33″×2=68.0109m ²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″=19.9537m ²仰拱外轮廓面积S4=π×(1.2+0.5)²/360°×57°41′19″×2+π×(18+0.5)²/360°×14°4′8″×2 -(18-1.2)×(18-1.6-1.45)×sin14°4′8″=25.8949m ²施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书施工单合同号:XMTJ-监理名隧道设计数量计算书五、S5b 型复二衬内轮1、S5b 型洞2、S5b 型洞3、S5b 型洞4、S5b 型洞奇数排每偶数排每5、仰拱外轮廓面积S4=π×(1.2+0.5)²/360°×57°41′19″×2+π×(18+0.5)²/360°×14°4′8″×2 -(18-1.2)×(18-1.6-1.45)×sin14°4′8″=25.8949m ²洞身开挖轮廓面积S5=π×(5.5+0.5+0.25)²/2+π×(3.5+5.5+0.5+0.25)²/360°×(10°53′32″)×2-3.5²×tan10°53′32″+π×1.7²/360°×(64°8′7″)×2+π×(18+0.5+0.25)²/360°×(14°58′21″)×2 -(18.75-1.7)×(18-1.45-1.6+3.5×tan10°53′32″)×sin14°58′21″=103.3585m ²S5b型洞身初支钢筋网每延米数量:[π×(6+0.23)+π×(3.5+6+0.23)/180°×(10°53′32″)×2]/0.2×0.396 +取整([π×(6+0.23)+π×(3.5+6+0.23)/180°×(10°53′32″)×2-0.2]/0.2+1)×0.396=92.01Kg二衬外轮廓面积S2=π×(5.5+0.5)²/360°×108°14′33″×2=68.0109m ²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″=19.9537m ²施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书施工单合同号:XMTJ-监理名隧道设计数量计算书六、S5c 型复二衬内轮1、S5c 型洞2、S5c 型洞3、S5c 型洞4、S5c 型洞奇数排每偶数排每5、二衬外轮廓面积S2=π×(5.5+0.6)²/360°×108°14′33″×2=70.2969m ²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″=19.9537m ²仰拱外轮廓面积S4=π×(1.2+0.6)²/360°×57°41′19″×2+π×(18+0.6)²/360°×14°4′8″×2 -(18-1.2)×(18-1.6-1.45)×sin14°4′8″=27.1583m ²洞身开挖轮廓面积S5=π×(5.5+0.6+0.27)²/2+π×(3.5+5.5+0.6+0.27)²/360°×(10°58′52″)×2-3.5²×tan10°58′52″+π×1.8²/360°×(64°0′16″)×2+π×(18+0.6+0.27)²/360°×(15°0′52″)×2 -(18.87-1.8)×(18-1.45-1.6+3.5×tan10°58′52″)×sin15°0′52″=107.8486m ²S5c型洞身初支钢筋网每延米数量:[π×(6.1+0.25)+π×(3.5+6.1+0.25)/180°×10°58′52″×2]/0.15×0.396 +取整([π×(6.1+0.25)+π×(3.5+6.1+0.25)/180°×10°58′52″×2-0.15]/0.15+1)×0.396=125.19Kg施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书施工单合同号:XMTJ-监理名隧道设计数量计算书七、S4a 型复二衬内轮1、S4a 型洞2、S4a 型洞3、S4a 型洞4、S4a 型洞5、S4a 型洞奇数排每偶数排每二衬外轮廓面积S2=π×(5.5+0.45)²/360°×108°14′33″×2=66.8821m ²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″=19.9537m ²仰拱外轮廓面积S4=π×(1.2+0.45)²/360°×57°41′19″×2+π×(18+0.45)²/360°×14°4′8″×2 -(18-1.2)×(18-1.6-1.45)×sin14°4′8″=25.2726m ²洞身开挖轮廓面积S5=π×(5.5+0.45+0.24)²/2+π×(3.5+5.5+0.45+0.24)²/360°×(10°45′29″)×2 -3.5²×tan10°45′29″+π×1.67²/360°×(64°19′58″)×2+π×(18+0.45+0.24)²/360°×(14°54′33″)×2-(18.69-1.67)×(18-1.45-1.6+3.5×tan10°45′29″)×sin14°54′33″=101.1397m ²施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书施工单合同号:XMTJ-监理名隧道设计数量计算书八、S4b 型复二衬内轮1、S4b 型洞2、S4b 型洞3、S4b 型洞4、S4b 型洞5、S4b 型洞奇数排每偶数排每二衬外轮廓面积S2=π×(5.5+0.4)²/360°×108°14′33″×2=65.7628m ²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″=19.9537m ²仰拱外轮廓面积S4=π×(1.2+0.4)²/360°×57°41′19″×2+π×(18+0.4)²/360°×14°4′8″×2 -(18-1.2)×(18-1.6-1.45)×sin14°4′8″=24.6566m ²洞身开挖轮廓面积S5=π×(5.5+0.4+0.22)²/2+π×(3.5+5.5+0.4+0.22)²/360°×(15°3′46″)×2-3.5²×tan15°3′46″+(3.5+5.5+0.4+0.22-3.5/cos15°3′46″)²×cos15°3′46″×sin15°3′46″+π×(1.2+0.4)²/360°×【ACOS{[0.9+1.6-(5.5-1.2)×sin(108°14′33″-90°)]/(1.2+0.4)}-14°4′8″】×2-[0.9+1.6-(5.5-1.2)×sin(108°14′33″-90°)]²×【tanACOS{[0.9+1.6-(5.5-1.2)×sin(108°14′33″-90°)]/(1.2+0.4)}-tan14°4′8″】+π×(18+0.4)²/360°×(14°4′8″)×2-(18-1.45+0.9)²×tan14°4′8″=96.0949m ²施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书施工单合同号:XMTJ-监理名隧道设计数量计算书九、S4c 型复1、S4c 型洞2、S4c 型洞3、S4c 型洞4、S4c 型洞奇数排每偶数排每5、6、S4c 型洞洞身开挖轮廓面积S3=π×(5.5+0.35+0.15)²/2+π×(3.5+5.5+0.35+0.15)²/360°×(15°30′28″)×2-3.5²×tan15°30′28″+(1.6+0.94-3.5×tan15°30′28″)×(9.5-3.5/cos15°30′28″)×sin(90-15°30′28″)-7.75×(0.94-0.1-0.24-0.15)=82.9601m ²二衬内轮廓面积S1=π×5.5²/360°×207°36′44″+(1.6-0.3)×√[5.5²-(1.6-0.3)²]/2+(1.6+0.94-0.415-0.7-0.1)×√[5.5²-(1.6+0.94-0.415-0.7-0.1)²]/2+(0.07+0.6+0.15+0.5+7.75/2)×0.1+(0.07+0.65+0.15+0.5+7.75/2)×0.1+(0.6+0.15+0.5+7.75/2)×0.7+(0.65+0.15+0.5+7.75/2)×0.5+[(1.6+0.94)/tan(25°44′1″)-0.415]×(0.415+0.64)-7.75×(0.94-0.1-0.24-0.15)=70.6693m ²二衬外轮廓面积S2=π×(5.5+0.35)²/360°×(180°+25°44′1″×2)+(1.6+0.94)×(5.5+0.35)×sin(90°-25°44′1″)-7.75×(0.94-0.1-0.24-0.15)=79.0251m ²S4c型洞身初支钢筋网每延米数量:取整{[π×(5.85+0.13)/180°×120°]/0.25+1}×1×0.888+[π×(5.85+0.13)/180°×120°]×4×0.888=89.76Kg(钢筋网仅布设拱顶120°范围内)施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书施工单合同号:XMTJ-监理名隧道设计数量计算书十、S3a型复1、S3a型洞2、S3a型洞3、S3a型洞奇数排每偶数排每4、S3a型洞5、6、7、S3a二衬内轮廓面积S1=π×5.5²/360°×207°36′44″+(1.6-0.3)×√[5.5²-(1.6-0.3)²]/2+(1.6+0.94-0.415-0.7-0.1)×√[5.5²-(1.6+0.94-0.415-0.7-0.1)²]/2+(0.07+0.6+0.15+0.5+7.75/2)×0.1+(0.07+0.65+0.15+0.5+7.75/2)×0.1+(0.6+0.15+0.5+7.75/2)×0.7+(0.65+0.15+0.5+7.75/2)×0.5+[(1.6+0.94)/tan(25°44′1″)-0.415]×(0.415+0.64)-7.75×(0.94-0.1-0.24-0.15)=70.6693m ²二衬外轮廓面积S2=π×(5.5+0.35)²/360°×(180°+25°44′1″×2)+(1.6+0.94)×(5.5+0.35)×sin(90°-25°44′1″)-7.75×(0.94-0.1-0.24-0.15)=79.0251m ²洞身开挖轮廓面积S3=π×(5.5+0.35+0.12)²/2+π×(3.5+5.5+0.35+0.12)²/360°×(15°33′29″)×2-3.5²×tan15°33′29″+(1.6+0.94-3.5×tan15°33′29″)×(9.47-3.5/cos15°33′29″)×sin(90-15°33′29″)-7.75×(0.94-0.1-0.24-0.15)=82.2416m ²S3a型洞身防水层土工布每延米数量:π×(5.5+0.35)/180°×(180°+25°44′1″×2)=24.35m ²S3a型洞身PVC防水板每延米数量:π×(5.5+0.35)/180°×(180°+25°44′1″×2)=24.35m ²施工单合同号:XMTJ-监理名隧道设计数量计算书十一、1、S3b 型洞2、S3b 型洞3、S3b 型洞奇数排每偶数排每4、S3b 型洞5、6、7、S3bS3b型洞身防水层土工布每延米数量:π×(5.5+0.35)/180°×(180°+25°44′1″×2)=24.35m²S3b型洞身PVC防水板每延米数量:π×(5.5+0.35)/180°×(180°+25°44′1″×2)=24.35m²二衬内轮廓面积S1=π×5.5²/360°×207°36′44″+(1.6-0.3)×√[5.5²-(1.6-0.3)²]/2+(1.6+0.94-0.415-0.7-0.1)×√[5.5²-(1.6+0.94-0.415-0.7-0.1)²]/2 +(0.07+0.6+0.15+0.5+7.75/2)×0.1+(0.07+0.65+0.15+0.5+7.75/2)×0.1+(0.6+0.15+0.5+7.75/2)×0.7+(0.65+0.15+0.5+7.75/2)×0.5+[(1.6+0.94)/tan(25°44′1″)-0.415]×(0.415+0.64)-7.75×(0.94-0.1-0.24-0.15)=70.6693m²二衬外轮廓面积S2=π×(5.5+0.35)²/360°×(180°+25°44′1″×2)+(1.6+0.94)×(5.5+0.35)×sin(90°-25°44′1″)-7.75×(0.94-0.1-0.24-0.15)=79.0251m²洞身开挖轮廓面积S3=π×(5.5+0.35+0.1)²/2+π×(3.5+5.5+0.35+0.1)²/360°×(15°35′31″)×2-3.5²×tan15°35′31″+(1.6+0.94-3.5×tan15°35′31″)×(9.45-3.5/cos15°35′31″)×sin(90-15°35′31″)-7.75×(0.94-0.1-0.24-0.15)=81.7644m²施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书施工单合同号:XMTJ-监理隧道设计数量计算书。
道路工程隧道主体结构二次衬砌计算书目录1 参考规范............................................................................................................... - 1 -2 计算模型............................................................................................................... - 1 -3 计算参数............................................................................................................... - 2 -4 荷载计算............................................................................................................... - 3 - 4.1 结构自重............................................................................................................ - 3 -4.2 围岩压力............................................................................................................ - 3 -5 结构内力及安全系数........................................................................................... - 3 -6 衬砌配筋及裂缝验算........................................................................................... - 8 -7 结论....................................................................................................................... - 9 -隧道二次衬砌结构检算1 参考规范本次计算主要依据如下设计规范:(1)《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004)(2)《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)(3)《城市桥梁荷载设计标准》(CJJ77—98)(4)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)(5)《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T 50476—2008)(6)《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)2 计算模型衬砌结构计算采用荷载—结构法,荷载结构法原理认为,隧道开挖后地层的主要作用是对衬砌结构产生荷载,衬砌应能安全可靠地承受地层压力等荷载的作用。
某工程A隧洞5类围岩衬砌及配筋计算书某工程A隧洞5类(桩号干0+156.00~干1+111.00)衬砌内力和配筋计算书 2014年5月16日目录1 基本资料 (3)1.1 等别 (3)1.2 断面尺寸 (3)1.3 荷载 (3)1.4 计算工况和荷载组合 (3)2 计算方法 (4)2.1 参数取值 (4)2.2 计算简图 (6)3 理正计算结果 (6)4 衬砌配筋计算 (9)4.1 计算情况 (9)4.2 偏心受压计算 (10)4.2.1 取值 (10)4.2.2 配筋计算 (11)4.3 受弯计算 (13)4.4 计算结果 (13)5 抗裂验算 (14)5.1 计算公式 (14)5.2 计算情况 (15)5.3 偏心受压计算 (15)5.4 受弯计算 (15)6 斜截面抗剪验算 (16)6.1 计算公式 (16)6.2 计算情况 (16)6.3 偏心受压计算 (17)6.4 受弯计算 (17)7 配筋结果 (17)1 基本资料1.1 等别根据SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》和GB50288—99《灌溉与排水工程设计规范》的规定,该工程属Ⅲ等(中型)工程。
渠系建筑物按5级设计。
渠系建筑物设计洪水重现期为10年(P=10 %)1.2 断面尺寸净断面尺寸2.0m ×2.4m (宽×高),底板、侧墙及顶拱衬砌厚度均为0.3m 。
1.3 荷载按5级建筑物设计,安全级别为Ⅲ级。
结构重要性系数9.00=γ,设计状况系数0.1=持久ψ、95.0=短暂ψ、85.0=偶然ψ,永久荷载分项系数05.1=G γ(0.95),可变荷载分项系数20.1=Q γ,偶然作用分项系数0.1=A γ,结构系数2.1=d γ。
按承载能力极限状态计算时荷载分项系数:衬砌自重作用分项系数1.05(有利)、0.95(不利)围岩压力作用分项系数1.0 外水压力作用分项系数1.0 灌浆压力作用分项系数1.31.4 计算工况和荷载组合检修期:围岩压力+衬砌自重+外水压力施工期:围岩压力+衬砌自重+外水压力+灌浆压力注:以检修期作为控制工况,施工期灌浆时采取必要的支护措施。
衬砌结构计算一、基本资料某公路隧道,结构断面尺寸如下图,内轮廓半径为5.4m,二衬厚度为0.45m。
围岩为V 级,重度为19kN/m3,围岩弹性抗力系数为1.6×510kN/m3,二衬材料为C25 混凝土,弹性模量为28.5GPa,重度为23 kN/m3x0y二、荷载确定1.根据式(1-21),围岩竖向均布压力:q=0.45*1-s2*γ*ω式中:s---围岩级别,此处s=5;γ---围岩重度,此处γ=19KN/m ³ω---跨度影响系数,ω=1+i(m l -5),毛洞跨度m l =(5.4+0.45)*2+2*0.06=11.82m,其中0.06m 为一侧平均超挖量,m l =5—15m 时,i=0.1,此处ω=1+0.1*(11.82-5)=1.682所以,有:q=0.45*1-52*19*1.682*0.5=115.04875(kPa) 此处超挖回填层重忽略不计2.围岩水平均布压力:e=0.4q=0.4*115.04875=46.0195(kPa)三.衬砌几何要素 1.衬砌几何尺寸 内轮廓线半径1r =5.4m 外轮廓线半径1R =5.85m 拱轴线半径'1r =5.625m2.半拱轴线长度S 及分段轴长△S半拱轴线长度S=°180θπ'1r =°180°104* *5.625=10.210(m) 将半拱轴线等分为8段,每段轴长为:△S=8S =8210.10=1.27625(m)3.各分块接缝(截面)中心几何要素i α=8104ii 1y ='1r (1-cos i α) i 1x ='1r sin i αE1Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7E2E3E4E5E6E7E8G3G4G1G5G6G2G7G8R4R5R6R7R8qb1b2b3b4b5b6b7b8h1h2h3h4h5h6h7h8附图 衬砌结构计算图示四.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。
1.1工程概况川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段, 东距成都约260km , 西至康定约97 km , 这里山势险峻雄伟, 地质条件复杂, 气候环境恶劣, 自然灾害频繁, 原有公路坡陡弯急, 交通事故不断, 使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道, 严重影响了川藏线的运输能力, 制约了川藏少数民族地区的经济发展。
二郎山隧道工程自天全县龙胆溪川藏公路K2734+ 560 (K256+ 560)处回头, 沿龙胆溪两侧缓坡展线进洞, 穿越二郎山北支山脉——干海子山, 于泸定县别托村和平沟左岸出洞, 跨和平沟经别托村展线至K2768+ 600 (K265+ 216) 与原川藏公路相接, 总长8166km , 其中二郎山隧道长4176 m , 别托隧道长104 m ,改建后可缩短运营里程2514 km , 使该路段公路达到三级公路标准, 满足了川藏线二郎山段的全天候行车。
1.2工程地质条件1.2.1 地形地貌二郎山段山高坡陡,地形险要,在地貌上位于四川盆地向青藏高原过渡的盆地边缘山区分水岭地带,隶属于龙门山深切割高中地区。
隧道中部地势较高。
隧址区地形地貌与地层岩性及构造条件密切相关。
由于区内地层为软硬相间的层状地层,构造为西倾的单斜构造,故地形呈现东陡西缓的单面山特征。
隧道轴线穿越部位,山体浑厚,东西两侧发育的沟谷多受构造裂隙展布方向的控制。
主沟龙胆溪、和平沟与支沟构成羽状或树枝状,横断面呈对称状和非对称状的“v ”型沟谷,纵坡顺直比降大,局部受岩性构造影响,形成陡崖跌水。
1.2.2 水文气象二郎山位于四川盆地亚热带季风湿润气候区与青藏高原大陆性干冷气候区的交接地带。
由于山系屏障,二郎山东西两侧气候有显著差异。
东坡潮湿多雨,西坡干燥多风,故有“康风雅雨”之称。
全年分早季和雨季。
夏、秋两季受东进的太平洋季风和南来的印度洋季风的控制,降雨量特别集中;冬春季节,则受青藏高原寒冷气候影响,多风少雨,气候严寒。
x x x隧道工程数量计算书承包单位:起止桩号:表号:监理单位:合同段号:编号:计算:复核:驻地办合同专业监理工程师:总监办合同专业监理工程师:xxx隧道工程数量计算书承包单位:起止桩号:表号:监理单位:合同段号:编号:计算:复核:驻地办合同专业监理工程师:总监办合同专业监理工程师:xxx隧道工程数量计算书承包单位:起止桩号:表号:监理单位:合同段号:编号:计算:复核:驻地办合同专业监理工程师:总监办合同专业监理工程师:xxx隧道工程数量计算书承包单位:起止桩号:表号:监理单位:合同段号:编号:计算:复核:驻地办合同专业监理工程师:总监办合同专业监理工程师:xxx隧道工程数量计算书承包单位:起止桩号:表号:监理单位:合同段号:编号:计算:复核:驻地办合同专业监理工程师:总监办合同专业监理工程师:xxx隧道工程数量计算书承包单位:起止桩号:表号:监理单位:合同段号:编号:计算:复核:驻地办合同专业监理工程师:总监办合同专业监理工程师:xxx隧道工程数量计算书承包单位:起止桩号:表号:监理单位:合同段号:编号:计算:复核:驻地办合同专业监理工程师:总监办合同专业监理工程师:xxx隧道工程数量计算书承包单位:起止桩号:表号:监理单位:合同段号:编号:计算:复核:驻地办合同专业监理工程师:总监办合同专业监理工程师:xxx隧道工程数量计算书承包单位:起止桩号:表号:监理单位:合同段号:编号:计算:复核:驻地办合同专业监理工程师:总监办合同专业监理工程师:xxx隧道工程数量计算书承包单位:起止桩号:表号:监理单位:合同段号:编号:计算:复核:驻地办合同专业监理工程师:总监办合同专业监理工程师:xxx隧道工程数量计算书承包单位:起止桩号:表号:监理单位:合同段号:8 编号:计算:复核:驻地办合同专业监理工程师:总监办合同专业监理工程师:xxx隧道工程数量计算书承包单位:起止桩号:表号:监理单位:合同段号:编号:计算:复核:驻地办合同专业监理工程师:总监办合同专业监理工程师:。
第五章隧道衬砌结构检算5.1结构检算一般规定为了保证隧道衬砌结构的安全,需对衬砌进行检算。
隧道结构应按破损阶段法对构件截面强度进行验算。
结构抗裂有要求时,对混凝土应进行抗裂验算。
5.2 隧道结构计算方法本隧道结构计算采用荷载结构法。
其基本原理为:隧道开挖后地层的作用主要是对衬砌结构产生荷载,衬砌结构应能安全可靠地承受地层压力等荷载的作用。
计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力,然后按照弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌结构的内力,并进行结构截面设计。
5.3 隧道结构计算模型本隧道衬砌结构验算采用荷载—结构法进行验算,计算软件为ANSYS10.0。
取单位长度(1m)的隧道结构进行分析,建模时进行了如下简化处理或假定:①衬砌结构简化为二维弹性梁单元(beam3),梁的轴线为二次衬砌厚度中线位置。
②围岩的约束采用弹簧单元(COMBIN14),弹簧单元以铰接的方式支撑在衬砌梁单元之间的节点上,该单元不能承受弯矩,只有在受压时承受轴力,受拉时失效。
计算时通过多次迭代,逐步杀死受拉的COMBIN14单元,只保留受压的COMBIN14单元。
图5-1 受拉弹簧单元的迭代处理过程③衬砌结构上的荷载通过等效换算,以竖直和水平集中力的模式直接施加到梁单元节点上。
④衬砌结构自重通过施加加速度来实现,不再单独施加节点力。
⑤衬砌结构材料采用理想线弹性材料。
⑥衬砌结构单元划分长度小于0.5m。
隧道结构计算模型及荷载施加后如图5-2所示。
5.4 结构检算及配筋本隧道主要验算明洞段、Ⅴ级围岩段和Ⅳ级围岩段衬砌结构。
根据隧道规范深、浅埋判定方法可知,Ⅴ级围岩段分为超浅埋段、浅埋段和深埋段。
Ⅳ级围岩段为深埋段。
根据所给的材料基本参数和修改后的程序,得出各工况下的结构变形图、轴力图、建立图和弯矩图。
从得出的结果可知,Ⅴ级围岩深埋段,所受内力均较大,故对此工况进行结构检算。
5.4.1 材料基本参数 (1)Ⅴ级围岩围岩重度318.5/kN m γ=,弹性抗力系数300/k MPa m =,计算摩擦角045ϕ=,泊松比u=0.4。
1.1工程概况川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段, 东距成都约260km , 西至康定约97 km , 这里山势险峻雄伟, 地质条件复杂, 气候环境恶劣, 自然灾害频繁, 原有公路坡陡弯急, 交通事故不断, 使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道, 严重影响了川藏线的运输能力, 制约了川藏少数民族地区的经济发展。
二郎山隧道工程自天全县龙胆溪川藏公路K2734+ 560 (K256+ 560)处回头, 沿龙胆溪两侧缓坡展线进洞, 穿越二郎山北支山脉——干海子山, 于泸定县别托村和平沟左岸出洞, 跨和平沟经别托村展线至K2768+ 600 (K265+ 216) 与原川藏公路相接, 总长8166km , 其中二郎山隧道长4176 m , 别托隧道长104 m ,改建后可缩短运营里程2514 km , 使该路段公路达到三级公路标准, 满足了川藏线二郎山段的全天候行车。
1.2工程地质条件1.2.1 地形地貌二郎山段山高坡陡,地形险要,在地貌上位于四川盆地向青藏高原过渡的盆地边缘山区分水岭地带,隶属于龙门山深切割高中地区。
隧道中部地势较高。
隧址区地形地貌与地层岩性及构造条件密切相关。
由于区内地层为软硬相间的层状地层,构造为西倾的单斜构造,故地形呈现东陡西缓的单面山特征。
隧道轴线穿越部位,山体浑厚,东西两侧发育的沟谷多受构造裂隙展布方向的控制。
主沟龙胆溪、和平沟与支沟构成羽状或树枝状,横断面呈对称状和非对称状的“v ”型沟谷,纵坡顺直比降大,局部受岩性构造影响,形成陡崖跌水。
1.2.2 水文气象二郎山位于四川盆地亚热带季风湿润气候区与青藏高原大陆性干冷气候区的交接地带。
由于山系屏障,二郎山东西两侧气候有显著差异。
东坡潮湿多雨,西坡干燥多风,故有“康风雅雨”之称。
全年分早季和雨季。
夏、秋两季受东进的太平洋季风和南来的印度洋季风的控制,降雨量特别集中;冬春季节,则受青藏高原寒冷气候影响,多风少雨,气候严寒。
3 蓁山隧道二衬结构计算3.1 基本参数1.二衬参数表二次衬砌采用现浇模筑混凝土,利用荷载结构法进行衬砌内力计算和验算。
二次衬砌厚度设置见表3.1。
表3.1 二次衬砌参数表2.计算断面参数确定隧道高度h=内轮廓线高度+衬砌厚度+预留变形量隧道跨度b=内轮廓线宽度+衬砌厚度+预留变形量各围岩级别计算断面参数见表3.2。
表3.2 计算断面参数(单位:m)3.设计基本资料围岩容重:3/5.20m kN s =γ 二衬材料:C30、C35混凝土 弹性抗力系数:3/250000m kN K = 材料容重:3/25m kN h =γ 弹性模量:kPa E h 7103⨯=二衬厚度:35/40/45/50/55/60/65/70cm 铁路等级:客运专线 行车速度:200km/h隧道建筑限界:双线,按200km/h 及以上的客运专线要求设计 线间距:4.4m曲线半径:1800m ,4000m 牵引种类:电力列车类型:动车组列车运行控制方式:自动控制 运输调度方式:综合调度集中3.2 各级围岩的围岩压力计算按深埋隧道,《规范》公式垂直围岩压力 w q s 1245.0-⨯=γ)]5(1-+=B i w水平围岩压力有垂直围岩压力乘以水平围岩压力系数可得,水平围岩压力系数见表3.3。
各部位垂直围岩压力和水平围岩压力计算结果见表3.4。
表3.3 水平围岩压力系数表3.4 垂直围岩压力及水平围岩压力计算表注:二衬按承担70%的围岩压力进行计算。
3.3 衬砌内力计算衬砌内力计算的原理采用荷载结构法。
该方法用有限元软件MIDAS/GTS实现。
3.3.1 计算简图蓁山隧道衬砌结构为复合式衬砌,二衬结构为带仰拱的三心圆曲墙式衬砌。
典型的计算图式如图3.1所示。
荷载结构模型计算图式如图3.2所示。
围岩用弹簧代替,用弹簧单元模拟,结构用梁单元模拟。
图3.1 三心圆曲墙式衬砌结构图3.2 荷载结构模型计算图式3.3.2 计算过程下面以Ⅱ级围岩为例进行说明。
隧洞衬砌结构计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图:二、基本资料:1.依据规范及参考书目:《水工隧洞设计规范》(DL/T 5195-2004,以下简称《规范》)《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008),以下简称《砼规》《隧洞》(中国水利水电出版社,熊启钧编著)《水工隧洞和调压室水工隧洞部分》(水利电力出版社,潘家铮编著)2.几何参数:半跨宽度L1=2.000 m;顶拱半中心角α=60.00°拱顶厚度D1=0.400 m;拱脚厚度D2=0.600 m侧墙厚度D3=0.600 m;侧墙高度H2=4.000 m隧洞衬砌断面形式:圆拱直墙形底板厚度D4=0.600 m3.荷载信息:内水压力水头H i=0.00 m外水压力水头Ho =6.00 m;外水压力折减系数β=0.40顶部山岩压力端部值Q1=70.00kN/m;顶部山岩压力中间值Q2=70.00kN/m侧向山岩压力上侧值Q3=40.00kN/m;侧向山岩压力下侧值Q4=50.00kN/m底部山岩压力端部值Q5=0.00kN/m;底部山岩压力中间值Q6=0.00kN/m顶拱围岩弹抗系数K1=500.0 MN/m3侧墙围岩弹抗系数K2=500.0 MN/m3底板围岩弹抗系数K3=500.0 MN/m3顶拱灌浆压力P d=0.00 kPa;P d作用半中心角αp=0.00°其他部位灌浆压力P e=0.00 kPa4.分项系数:建筑物级别:1级;荷载效应组合:基本组合;钢筋混凝土构件的承载力安全系数K =1.35衬砌自重分项系数γQ1=1.10;山岩压力分项系数γQ2=1.00内水压力分项系数γQ4=1.00;外水压力分项系数γQ5=1.00灌浆压力分项系数γQ3=1.005.材料信息:混凝土强度等级:C25轴心抗压强度标准值f ck=16.70 N/mm2;轴心抗拉强度标准值f tk=1.78 N/mm2轴心抗压强度设计值f c=11.90 N/mm2;轴心抗拉强度设计值f t=1.27 N/mm2混凝土弹性模量E c=2.80×104 N/mm2纵向受力钢筋种类:Ⅱ级钢筋强度设计值f y=300 N/mm2;弹性模量E s=2.00×105 N/mm2钢筋合力点到衬砌内、外边缘的距离a =0.050 m三、内力计算:N --衬砌计算截面的轴向力,kN,以拉为正;Q --衬砌计算截面的剪力,kN,以逆时针转动为正;M --衬砌计算截面的弯矩,kN·m,以内边受拉为正u --衬砌计算截面的切向位移,mm;v --衬砌计算截面的法向位移,mm;ψ--衬砌计算截面的转角位移,度;k --衬砌计算截面的围岩抗力,kPa计算节点编号顺序为:底板或底拱、底圆按照从左到右编号;顶板板或顶拱、顶圆按照从右到左编号;其余部位按照从下到上编号;1.承载能力极限状态下的内力计算:经过3次迭代运算后,各点设定抗力条件和法向位移一致。
XXXXXXXXXX引水隧道项目衬砌台车计算书编制:校核:审核:2017年10月xxxxx项目衬砌台车计算书1、《xxxxx施工图设计》2、《衬砌台车结构设计图》3、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)4、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)2. 概况xxxxx隧道衬砌模板系统及台车布置图如下图。
隧道二衬模板由一顶模、两侧模组成,模板均由6mm钢板按照二衬外轮廓线卷制而成。
顶模模板拱架环向主肋采用I10工字钢,加工成R=1447mm,L=3650mm的圆弧拱形,拱架环向肋板间距1m,拱架纵肋采用∠45*45*6的角钢,间距30cm;侧模模板拱架环向肋板采用1524mm长的I14工字钢,侧模环向肋板在隧洞腰线以上部分加工成加工成R=1447mm,L=527mm的圆弧拱形,腰线以下加工成R=3327mm,L=997mm的圆弧拱形,拱架环向肋板间距1m,拱架纵肋采用∠45*45*6的角钢,间距30cm。
衬砌台车由顶拱支撑、台车门架结构、走行系统、顶升系统及侧模支撑系统组成,纵向共9m长。
顶拱支撑采用H200×200×立柱,纵向焊接通长的∠45*45*6的角钢组成钢桁架,焊接于台车门市框架主横梁上,支撑顶模。
衬砌台车门式框架立柱采用H200×200×型钢、横梁、纵梁均采用I20a工字钢焊接组成,其节点处焊接1cm厚的三角连接钢板缀片进行加固。
本衬砌台车与顶拱支撑焊接为一个整体。
进行顶模的安装及拆除时,在轨道两侧支垫20*20*60cm的枕木,枕木上安放千斤顶进行台车和顶拱支撑系统的整体升降。
侧模支撑系统的螺旋丝杆,每断面设置4个。
下部螺旋丝杆水平支承于台车的I20a纵梁上,上部螺旋丝杆水平支撑于台车的I20a立柱上。
三角板与构件之间焊接为满焊,焊脚高度10mm;焊缝不允许出现咬边、未焊透、裂纹等缺陷。
模板系统及台车构件均采用Q235普通型刚。
目录一基本资料 (1)二荷载确定 (1)2.1围岩竖向均布压力 (1)2.2围岩水平均布力 (1)三衬砌几何要素 (1)3.1衬砌几何尺寸 (1)3.2半拱轴线长度S及分段轴长△S (2)3.3割分块接缝重心几何要素 (2)四计算位移 (2)4.1单位位移 (2)4.2载位移——主动荷载在基本结构中引起的位移 (2)4.3载位移——单位弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移 (8)4.4墙低(弹性地基上的刚性梁)位移 (12)五解力法方程 (12)σ=)分别产生的衬砌内力 (13)六计算主动荷载和被动荷载(1h七最大抗力值的求解 (14)八计算衬砌总内力 (14)九衬砌截面强度检算(检算几个控制截面) (15)9.1拱顶(截面0) (15)9.2截面(7) (18)9.3墙低(截面8)偏心检查 (18)十内力图18一 基本资料高速公路隧道,结构断面如图1所示,围岩级别为V 级,容重318kN /m ϒ=,围岩的弹性抗力系数630.1510kN /K m =⨯,衬砌材料C20混凝土,弹性模量72.9510kPa h E =⨯,容重323kN /m ϒ=。
图1 衬砌结构断面二 荷载确定2.1 围岩竖向均布压力: 10.452s q ωγ-=⨯式中:s ——围岩级别,此处s=5;ϒ——围岩容重,此处ϒ=18kN/㎡;ω——跨度影响系数,ω=1+i(B m -5),毛洞跨度B m =12.02m ,B m =5~15时,i=0.1,此处: ω=1+0.1×(12.02-5)=1.702所以,有:510.45218 1.702220.5792q kPa -=⨯⨯⨯=考虑到初期之处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45%折减,即q 45%0.45220.579299.2606q kPa =⨯=⨯=2.2 围岩水平均布力:e =0.4×q=0.4×99.2606=39.7043kPa三 衬砌几何要素3.1衬砌几何尺寸内轮廓半径 r 1=5.56m ;内径r 1 所画圆曲线的终点截面与竖直轴的夹角1ϕ=100°; 截面厚度d=0.45m 。
外轮廓线半径:R 1=5.56+0.45=6.01m 拱轴线半径:1r '=5.56+0.45×0.45=5.7625 拱轴线各段圆弧中心角:1θ=100°3.2 半拱轴线长度S 及分段轴长△S分段轴线长度:1111005.762510.0575180180S r m θππ'==⨯⨯=︒半拱轴线长度为:S=S 1=10.0575m 将半拱轴线等分为8段,每段轴长为:3.3 割分块接缝重心几何要素(1)与竖直轴夹角i α角度闭合差=0。
各接缝中心点坐标可由图1中直接量出。
四 计算位移图2 衬砌结构计算图4.1 单位位移用辛普生法近似计算,按计算列表进行。
单位位移的计算见表1 单位位移计算如下: 计算精度校核为: 闭合差0∆=。
4.2 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:Q i iqb式中:b i ——衬砌外缘相邻两截面之间的水平投影长度,由图2量得:单位位移计算表表1注:1. I—截面惯性矩,3bI,12db=取单位长度。
2.不考虑轴力的影响第 5 页自重力:i d 10.1833i h G S γ=⨯∆⨯=式中:d i ——接缝i 的衬砌截面厚度,本设计为等厚度衬砌; 作用在各楔体上的力均列入表2,各集中力均通过相应的图形的行心。
(2)外荷载在基本结构中产生的内力。
楔体上各集中力对下一接缝的力臂由图2中量得,分别记为,,q e g a a a 内力按照下式计算(见图3)。
弯矩:001,11()ip i p i i q g e i i M M x Q G y E Qa Qa Qa X ---=-∆+-∆---∑∑轴力:0sin ()cos ipi i iiN a Q G a E =+-∑∑式中:,i i x y ∆∆--相邻两接缝中心点的坐标增值00,2.ip ip M N 的计算见表及表3 图3内力00ip ipM N 、计算图示 载位移0p N 计算表 表3载位移0M的计算表表2 p第 7 页基本结构中,主动荷载产生弯矩的校核为:8802208880000888812.019812.0198M ()99.2606(5.6982)1606.6483242439.7043M 6.0501726.6623 ,M ()925.426322M M +M +M 1606.6483726.6623925.4263=3258.7369q e g i i gi p q e g B B qx e H G x x a =--=-⨯⨯-=-=-=-⨯=-=---=-==----∑ 另一方面,从表2中得到08M 5014.8882p =-闭合差5014.88823258.7369100%0.35%5014.8882-∆=⨯=(3)主动荷载位移(计算过程见表4)。
主动荷载位移计算表 表4计算精度校核:1p 2p 0.13110.56270.6938∆+∆=--=- 闭合差: 0∆=4.3 载位移——单位弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移(1)各接缝处的抗力强度抗力上零点假定在接缝3,337.5b αα=︒= 最大抗力值假定在接缝6,675h αα=︒=最大抗力值以上各截面抗力强度按下式计算:查表1,算得 34560,0.3845,0.7401,;h h h σσσσσσσ==== 最大抗力值以下各截面抗力强度按下式计算: 式中:由图2中量得:''78y 1.4171,y 2.8241;m m == 则:22'78'(1)0.8274,0;i h h hy yσσσσ=-==按比例将所求得抗力绘于图2上。
(2)各楔体上抗力集中力'i R 按下式计算:'1()2i ii i R S σσ-+=∆外式中:i S ∆外—表示楔体i 外缘长度,可以通过量取夹角,用弧长公式求得,'i R 的方向垂直于衬砌外缘,并通过楔体上抗力图形的形心。
(3)抗力集中力玉摩擦力的合力i R按下式计算:i R R =式中:μ—围岩于衬砌间的摩擦系数,此处取0.2μ= 。
则:'1.0198i i R R =其作用方向与抗力集中力的夹角0arctan 11.0399βμ==;由于摩擦力的方向与衬砌位移方向相反,其方向向上。
将i R 得方向线延长,使之交于竖直轴,量取夹角,将i R 分解为水平和竖直两个分力:sin ,cos ;H i k V i k R R R R ψψ==以上计算结果列入表5中。
弹性抗力及摩擦力计算表 表5(4)计算单位抗力及其相应的摩擦力在基本结构中产生的内力弯矩:0i j ji M R r σ=-∑ 轴力:0sin cos i i v i H N R R σαα=-∑∑式中:ji r —力j R 至接缝中心点i k 的力臂,由图2量得。
计算见表6及表7.N σ计算表 表7M计算表表6 σ第 11 页(5)单位抗力及相应摩擦力产生的载位移。
计算见表8.单位抗力及相应摩擦力产生的载位移计算表 表8校核为: 闭合差:0;∆=4.4 墙低(弹性地基上的刚性梁)位移单位弯矩作用下的转角:4681131.6872 8.7791100.1510a KI β-==⨯⨯ 主动荷载作用下的转角:单位抗力及相应摩擦力作用下的转角:五 解力法方程衬砌矢高计算力法方程的系数为:以上将单位抗力及相应摩擦力产生的位移乘以h σ,即为被动荷载的载位移。
求解方程为:式中:11296.21, 2.1743;p X X σ==- 式中:2481.12p X =,2 2.0401X σ=以上解的12,X X 值应带入原方程,校核计算。
六计算主动荷载和被动荷载(1hσ=)分别产生的衬砌内力计算公式为:计算过程列入表9、10。
主、被动荷载作用下衬砌弯矩计算表表9y[M)y[()hMσσ0.0000 294.2073 0.0000 -2.4743主、被动荷载作用下衬砌轴力计算表表10cos)α2.0421七 最大抗力值的求解首先求出最大抗力方向内的位移。
考虑到接缝5的径向位移与水平方向有一定的偏离,因此修正后有: 计算过程列入表11,位移值为: 最大抗力值为:最大抗力位移修正计算表 表11八 计算衬砌总内力按下式计算衬砌总内力:p h p h M M M N N N σσσσ=+⎧⎪⎨=+⎪⎩计算过程列入表12.计算精度的校核为以下内容:根据拱顶切开点的相对转角和相对水平位移应为零的条件来检查: 式中:844.344810(5320.483) 2.680310h S ME I--∆=⨯⨯-=-⨯∑ 闭合差:0∆=式中:8343a 4.344810(40530.909) 1.8163107.6179 2.482710 1.816310h S MyE I f β----∆=⨯⨯-=-⨯=⨯⨯=⨯∑闭合差:0∆=九 衬砌截面强度检算(检算几个控制截面)9.1 拱顶(截面0)e=0.0880m<0.45d=0.2025m (可) 又有:e=0.0880m<0.2d=0.09m0.08800.19544,0.45e d ==可得 式中:R α—混凝土极限抗压强度,取41.910kPa⨯衬砌总内力计算表表12第 17 页9.2 截面(7)e=0.0051m<0.2d=0.09m9.3 墙低(截面8)偏心检查其他各截面偏心距均小于0.45d .十内力图将内力计算结果按比例绘制成弯矩图M与轴力图N,如图4所示。
图4 衬砌结构内力图。