隧道原理课程设计.doc

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1、目录一基本资料2二曲线隧道净加宽值22.1．加宽原因22.2．加宽值的计算3三双线曲墙式衬砌的内轮廓线4四.衬砌结构的设计及检算44.1衬砌结构的设计44.1.1一般规定54.1.2衬砌设计54.2衬砌结构的检算54.2.1衬砌结构的设计54.2.2结构的理想化74.2.3衬砌内力的计算94.2.4衬砌截面的强度检算12一基本资料计算以下条件的曲线隧道净空加宽值，并画出双线曲墙式衬砌的内轮廓线，标注详细尺寸。设计该隧道的初期支护及二次衬砌的支护参数，并采用弹性链杆法检算支护强度是否满足隧道设计规范的要求。

2、①双线隧道；②电力牵引；③行车速度V=150km/h；④曲线半径为学号最后三位数的100倍，即R=2400m。⑤围岩级别为Ⅴ级二曲线隧道净加宽值　2.1．加宽原因　①车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆本身却不能随线路弯曲仍保持其矩形形状。故其两端向曲线外侧偏移（d外），中间向曲线内侧偏移（d内1）。②由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动了一个距离（d内2）。2.2．加宽值的计算　（1）双线曲线隧道加宽值的计算①车辆中间部分向曲线内侧的偏移d内1=l2/

3、8R②车辆两端向曲线外侧的偏移d外=(L2-l2)/8R③外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内2=HE/150=2.7E=0.76*150*150/2400=7.125㎝式中l—车辆转向架中心距，可取18m；L——标准车辆长度，我国为26m；R——曲线半径（m）；H——隧道限界控制点自轨面起的高度；E——曲线外轨超高值，其最大值不超过15㎝。（2）双线曲线隧道加宽值的计算双线曲线隧道的内侧加宽值W1及外侧加宽值W2与单线曲线隧道加宽值的计算相同。即内侧加宽W1=d内1+d内2=4050/R+2.7E=4050

4、/240+2.7*7.125=20.93（㎝）外侧加宽W2=d外=4400/R=4400/2400=1.83（㎝）内外侧线路中线间的加宽值W3按以下两种情况计算：当外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超W3=8450/R+1.2E=8450/2400+1.2*7.125=12.07（㎝）总加宽W=W1+W2+W3=20.93+1.83+12.07=34.83（㎝）（3）曲线隧道中线与线路中线偏移距离曲线隧道内外侧加宽值不同（内侧加宽大于外侧加宽），断面加宽后，双线曲线隧道内侧线路中线至隧道中线的距离d1=

5、200－（W1－W2－W3）/2=200-(20.93-1.83-12.07)/2=196.485（㎝），双线曲线隧道外侧线路中线至隧道中线的距离d2=200+（W1－W2+W3）/2=200+(20.93-1.83+12.07)/2=215.585（㎝）三双线曲墙式衬砌的内轮廓线见附录T-1四.衬砌结构的设计及检算4.1衬砌结构的设计隧道在一般情况下应做衬砌，其结构的型式及尺寸，可根据围岩级别、水文地质条件、埋置深度、结构工作特点，结合施工条件等，通过工程类比和结构计算确定，必要时，还应经过试验论证。隧

6、道衬砌类型主要有以下几种：整体式模筑混凝土衬砌、装配式衬砌、喷锚支护及复合式衬砌。4.1.1一般规定(1)隧道一般可采用整体式衬砌或复合式衬砌；在I～II级围岩短隧道中，可采用喷锚衬砌。(2)不设仰拱的隧道应做底板，单线隧道其厚度不应小于20cm。[1](3)位于曲线地段的隧道其断面要加宽。(4)衬砌拱圈可设计为等截面或边截面形式；IV～VI级围岩地段，应采用曲墙有仰拱衬砌。(5)最冷月平均气温低于-15℃的地区，应根据情况设置变缝。4.1.2衬砌设计由于隧道围岩级别为V级，根据《铁路工程设计技术手册·隧

7、道》的相关规定，拟采用喷锚支护，复合式衬砌。初期支护时，对于V级围岩打入3.0m长的锚杆，在围岩破碎段铺设钢筋网，然后喷混凝土；二次衬砌采用全液压衬砌台车浇筑而成，厚度40cm。详细衬砌支护参数如表4.1所示。V级围岩隧道衬砌结构横断面细部尺寸参照复合式衬砌断面标准图来拟定，衬砌结构横断面图分别见附录一。4.2衬砌结构的检算4.2.1衬砌结构的设计隧道衬砌结构根据结构力学方法(荷载-结构模型)，假设衬砌结构与围岩全面、紧密地接触，采用主动荷载加被动荷载(弹性抗力)模式，按照弹性链杆法原理来计算衬砌结构的内

8、力。表4.1双线隧道复合式衬砌支护参数[1]围岩级别预留变形量(cm)初期支护二次衬砌厚度(cm)喷混凝土锚杆位置厚度(cm)位置长度(m)间距(m)拱墙仰拱V7拱、墙、仰拱16拱、墙3.01.035404.2.2围岩压力的确定(1)围岩压力确定公式采用容许应力法，计算单线深埋隧道衬砌时，围岩压力按松散压力考虑，其水平均布压力的作用标准值可按垂直均布压力公式及表4.2确定。1)垂直匀布压力式(4.1)式(4.2)式中——围岩垂