某公路隧道衬砌结构设计--课程设计

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1、西安理工大学岩土工程工程专业《地下洞室工程》课程设计题目：某公路隧道衬砌结构设计专业：土木工程班级：土木工程2017年1月4日44录西安理工大学岩土工程工程专业1《地下洞室工程》课程设计1年月日11工程概况41.2工程地质条件52.隧道总体设计62.1衬砌结构计算62.1.1基本资料62.1.2岩体特性72.1.4衬砌材料72.1.5结构尺寸72.1.6衬砌荷载的计算82.1.7绘制分块图82.1.8计算半拱轴线长度92.3.9计算各分段截面中心的几何要素102.3.10计算基本结构的单位位移112.3.11计算主动荷载在基本结构中产生的位移12442.3.12主

2、动荷载在基本结构上产生的内力12132.3.13主动荷载位移172.3.14墙底位移计算182.3.15解主动荷载作用下的力法方程192.3.16求主动荷载作用下各截面的内力192.3.17求单位弹性反力作用下基本结构中产生的变位21212.3.18单位弹性反力作用下的力法方程252.3.19最大弹性反力值得计算282.3.20计算4.13计算赘余力292.3.21计算初砌截面总的内力291初砌各截面内力292.3.22绘制内力图313衬砌配筋计算313.1基本计算参数313.2配筋计算313.3Ⅳ类围岩配筋及评价32（2）计算最大负弯矩作用下的配筋3344某公路

3、隧道衬砌结构设计441工程概况克拉玛依至塔城高速公路项目是新疆“两纵三横两环八通道”骨架干线公路通道的重要组成部分，起于克拉玛依市白碱滩（接拟建中的克拉玛依至乌尔禾高速公路），经托里县、额敏县、塔城县，到达项目终点巴克图口岸。本次课程设计主要进行铁厂沟段，分为左右线，隧道左线起讫桩号ZK79+335~ZK80+270，长935m；隧道右线起讫桩号YK79+30～YK80+240，长935m，隧道埋深约35m，洞轴线进口走向方位角约为310°，出口走向方位角约为320°；本工程采用采用钻爆法施工。具体设计标准如表1所示。表1克拉玛依至塔城高速公路项目铁厂沟隧道左右线

4、设计标准表起讫桩号设计速度净空纵坡（分界79+580）工程地质概况围岩分级及长度洞门形式ⅣⅤ进口出口左线ZK79+335100.0(km/h)宽度（m）+2.5%~-2.35%进口段砾砂岩及砂岩；出口段泥质粉砂岩夹泥岩419516削竹端墙ZK80+27011.0右线YK79+30高度（m）467468YK80+2405.0其他照明：灯光；通风：机械；隧道进口位于半径为2000m的圆曲线上，出口采用A-700缓和曲线紧接直线上。1.2工程地质条件1.左线主要为5个洞段，地质条件如下：（1）进口ZK79+335~ZK79+440段，长度105m，围岩属Ⅴ级类；（2）Z

5、K79+440~ZK79+800段，长度360m，围岩属Ⅳ级类；（3）ZK79+800~ZK79+920段，长度120m，围岩属Ⅴ级类；44（4）ZK79+920~ZK79+980段，长度60m，围岩属Ⅳ级类；（5）ZK79+980~ZK80+270段，长度290m，围岩属Ⅴ级类。2.右线主要为5个洞段，地质条件如下：（1）进口YK79+305~YK79+410段，长度105m，围岩属Ⅴ级类；（2）YK79+410~YK79+820段，长度410m，围岩属Ⅳ级类；（3）YK79+820~YK79+920段，长度100m，围岩属Ⅴ级类；（4）YK79+920~YK7

6、9+980段，长度60m，围岩属Ⅳ级类；（5）YK79+980~YK80+240段，长度260m，围岩属Ⅴ级类。详细见地质纵剖面图。442.隧道总体设计2.1衬砌结构计算2.1.1基本资料图2.1隧道断面图44图2.2双向四车道隧道单洞净空截面（CAD中复制图片不清晰，截图过来）2.1.2岩体特性右线YK79+410~YK79+820段，长度410m，围岩属Ⅳ级围岩，计算摩擦角，岩体重度，围岩的弹性反力系数，基底围岩弹性反力系数,隧道埋深约为。2.1.4衬砌材料衬砌采用C25混凝土，重度，弹性模量，混凝土衬砌轴心抗压强度标准值，混凝土轴心抗拉强度标准值。2.1.5

7、结构尺寸640cm690cm45°450cm500cm62.1°44200cm250cm57.4°B=1268.7cm，H=929.96cm=123.8cm（拱顶厚度）=50cm假设起拱线以下的起拱线为一段圆弧，半径为，圆心角为。衬砌断面加宽W=50cm2.1.6衬砌荷载的计算（1）公路隧道深浅埋的判定,,而隧道埋深约为21.1m，因此该公路隧道为深埋。（2）垂直均布压力计算公式为：（2.1）（2.2）式中：q——垂直均布压力（kN/m2）；——围岩重度（kN/m³），23kN/m³；s——围岩级别，s=4；B——隧道宽度（m）；i——B每增减1m时的围岩压力增减

8、率，以B=