1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一 基本資料1</b></p><p><b>　　二 荷載確定1</b></p><p>　　2.1 圍巖豎向均布壓力1</p><p>　　2.2 圍巖水平均布力2</p><

2、;p>　　三 襯砌幾何要素2</p><p>　　3.1襯砌幾何尺寸2</p><p>　　3.2 半拱軸線長度S及分段軸長△S2</p><p>　　3.3 割分塊接縫重心幾何要素3</p><p><b>　　四 計算位移3</b></p><p>　　4.1 單位位移4&l

3、t;/p><p>　　4.2 載位移——主動荷載在基本結構中引起的位移4</p><p>　　4.3 載位移——單位彈性抗力及相應的摩擦力引起的位移8</p><p>　　4.4 墻低（彈性地基上的剛性梁）位移12</p><p>　　五 解力法方程13</p><p>　　六 計算主動荷載和被動荷載（）分別產(chǎn)生的

4、襯砌內力13</p><p>　　七 最大抗力值的求解15</p><p>　　八 計算襯砌總內力16</p><p>　　九 襯砌截面強度檢算（檢算幾個控制截面）16</p><p>　　9.1 拱頂（截面0）16</p><p>　　9.2 截面（7）18</p><p>　　

5、9.3 墻低（截面8）偏心檢查18</p><p><b>　　十 內力圖18</b></p><p><b>　　一 基本資料</b></p><p>　　高速公路隧道，結構斷面如圖1所示，圍巖級別為V級，容重，圍巖的彈性抗力系數(shù)，襯砌材料C20混凝土，彈性模量，容重。</p><p>　　圖

6、1 襯砌結構斷面</p><p><b>　　二 荷載確定</b></p><p>　　2.1 圍巖豎向均布壓力： </p><p>　　式中：s——圍巖級別，此處s=5；</p><p>　　——圍巖容重，此處=18kN/㎡；</p><p>　　——跨度影響系數(shù)，=1+i(Bm-5)，毛洞跨

7、度Bm=12.02m，Bm=5~15時，i=0.1，此處: =1+0.1×（12.02-5）=1.702</p><p><b>　　所以，有：</b></p><p>　　考慮到初期之處承擔大部分圍巖壓力，而二次襯砌一般作為安全儲備，故對圍巖壓力進行折減，對于本隧道按照45%折減，即</p><p>　　2.2 圍巖水平均布力：&l

8、t;/p><p>　　e =0.4×q=0.4×99.2606=39.7043kPa</p><p><b>　　三 襯砌幾何要素</b></p><p><b>　　3.1襯砌幾何尺寸</b></p><p>　　內輪廓半徑 r1=5.56m；</p><p&g

9、t;　　內徑r1 所畫圓曲線的終點截面與豎直軸的夾角=100°；</p><p>　　截面厚度d=0.45m。</p><p>　　外輪廓線半徑：R1=5.56+0.45=6.01m</p><p>　　拱軸線半徑：=5.56+0.45×0.45=5.7625</p><p>　　拱軸線各段圓弧中心角：</p>

10、<p><b>　　=100° </b></p><p>　　3.2 半拱軸線長度S及分段軸長△S</p><p><b>　　分段軸線長度:</b></p><p>　　半拱軸線長度為：S=S1=10.0575m</p><p>　　將半拱軸線等分為8段，每段軸長為：&

11、lt;/p><p>　　3.3 割分塊接縫重心幾何要素</p><p><b>　?。?）與豎直軸夾角</b></p><p><b>　　角度閉合差=0。</b></p><p>　　各接縫中心點坐標可由圖1中直接量出。</p><p><b>　　四 計算位移<

12、;/b></p><p>　　圖2 襯砌結構計算圖</p><p><b>　　4.1 單位位移</b></p><p>　　用辛普生法近似計算，按計算列表進行。單位位移的計算見表1</p><p><b>　　單位位移計算如下：</b></p><p><b&

13、gt;　　計算精度校核為：</b></p><p><b>　　閉合差 </b></p><p>　　4.2 載位移——主動荷載在基本結構中引起的位移</p><p>　?。?）每一楔塊上的作用力</p><p><b>　　豎向力： </b></p><p>

14、;　　式中：bi——襯砌外緣相鄰兩截面之間的水平投影長度，由圖2量得：</p><p>　　單位位移計算表 表1</p><p>　　注：1. I—截面慣性矩，</p><p>　　2.不考慮軸力的影響</p><p><b>　　自重力：</b>

15、</p><p>　　式中：di——接縫i的襯砌截面厚度，本設計為等厚度襯砌； </p><p>　　作用在各楔體上的力均列入表2，各集中力均通過相應的圖形的行心。</p><p>　?。?）外荷載在基本結構中產(chǎn)生的內力。</p><p>　　楔體上各集中力對下一接縫的力臂由圖2中量得，分別記為內力按照下式計算（見圖3）。</p>

16、<p><b>　　彎矩：</b></p><p><b>　　軸力：</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　圖3 內力計算圖示 </p><p>

17、　　載位移計算表 表3</p><p>　　載位移的計算表 表2</p><p>　　基本結構中，主動荷載產(chǎn)生彎矩的校核為：</p><p>　　另一方面，從表2中得到</p><p><b>　　閉合差</b></p><p>

18、　?。?）主動荷載位移（計算過程見表4）。</p><p>　　主動荷載位移計算表 表4</p><p><b>　　計算精度校核：</b></p><p><b>　　閉合差： </b></p><p>　　4.3 載位移——單位彈性抗力及相應的摩擦力

19、引起的位移</p><p>　　（1）各接縫處的抗力強度</p><p>　　抗力上零點假定在接縫3，</p><p>　　最大抗力值假定在接縫6，</p><p>　　最大抗力值以上各截面抗力強度按下式計算：</p><p><b>　　查表1，算得 </b></p><p

20、>　　最大抗力值以下各截面抗力強度按下式計算：</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　由圖2中量得：</b></p><p><b>　　則：</b></p><p>　　按比例將所求得抗力繪于圖2上。</p><p&

21、gt;　　（2）各楔體上抗力集中力</p><p><b>　　按下式計算：</b></p><p>　　式中：—表示楔體i外緣長度，可以通過量取夾角，用弧長公式求得，的方向垂直于襯砌外緣，并通過楔體上抗力圖形的形心。</p><p>　?。?）抗力集中力玉摩擦力的合力</p><p><b>　　按下式計算：

22、</b></p><p>　　式中：—圍巖于襯砌間的摩擦系數(shù)，此處取 。則：其作用方向與抗力集中力的夾角；由于摩擦力的方向與襯砌位移方向相反，其方向向上。</p><p>　　將得方向線延長，使之交于豎直軸，量取夾角，將分解為水平和豎直兩個分力：</p><p>　　以上計算結果列入表5中。</p><p>　　彈性抗力及摩擦力計

23、算表 表5</p><p>　　（4）計算單位抗力及其相應的摩擦力在基本結構中產(chǎn)生的內力</p><p><b>　　彎矩： 軸力：</b></p><p>　　式中：—力至接縫中心點的力臂，由圖2量得。</p><p><b>　　計算見表6及表7.</b><

24、/p><p>　　計算表 表7 </p><p>　　計算表 表6</p><p>　?。?）單位抗力及相應摩擦力產(chǎn)生的載位移。計算見表8.</p><p>　　單位抗力及相應摩擦力產(chǎn)生的載位移計算表 表8</p><p&

25、gt;<b>　　校核為：</b></p><p><b>　　閉合差：</b></p><p>　　4.4 墻低（彈性地基上的剛性梁）位移</p><p>　　單位彎矩作用下的轉角：</p><p>　　主動荷載作用下的轉角：</p><p>　　單位抗力及相應摩擦力作用下

26、的轉角：</p><p><b>　　五 解力法方程</b></p><p><b>　　襯砌矢高 </b></p><p>　　計算力法方程的系數(shù)為：</p><p>　　以上將單位抗力及相應摩擦力產(chǎn)生的位移乘以，即為被動荷載的載位移。求解方程為：</p><p>&l

27、t;b>　　式中：</b></p><p><b>　　式中：，</b></p><p>　　以上解的值應帶入原方程，校核計算。</p><p>　　六 計算主動荷載和被動荷載（）分別產(chǎn)生的襯砌內力</p><p><b>　　計算公式為：</b></p><p

28、>　　計算過程列入表9、10。</p><p><b>　　.</b></p><p>　　主、被動荷載作用下襯砌彎矩計算表 表9</p><p>　　主、被動荷載作用下襯砌軸力計算表 表10</p><p>　　七 最大抗力值的求解</p>

29、<p>　　首先求出最大抗力方向內的位移。</p><p>　　考慮到接縫5的徑向位移與水平方向有一定的偏離，因此修正后有：</p><p>　　計算過程列入表11，位移值為：</p><p><b>　　最大抗力值為：</b></p><p>　　最大抗力位移修正計算表 表11&

30、lt;/p><p><b>　　八 計算襯砌總內力</b></p><p>　　按下式計算襯砌總內力：計算過程列入表12.</p><p>　　計算精度的校核為以下內容：</p><p>　　根據(jù)拱頂切開點的相對轉角和相對水平位移應為零的條件來檢查：</p><p><b>　　式中：<

31、;/b></p><p><b>　　閉合差：</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　閉合差：</b></p><p>　　九 襯砌截面強度檢算（檢算幾個控制截面）</p><p>　　9.1 拱頂（截面0

32、）</p><p>　　e=0.0880m<0.45d=0.2025m（可） </p><p>　　又有：e=0.0880m<0.2d=0.09m</p><p><b>　　可得 </b></p><p>　　式中：—混凝土極限抗壓強度，取</p><p>　　襯砌總內力計算表

33、 表12</p><p>　　9.2 截面（7）</p><p>　　e=0.0051m<0.2d=0.09m</p><p>　　9.3 墻低（截面8）偏心檢查</p><p>　　其他各截面偏心距均小于0.45d .</p><p><b>　　十 內力