明挖隧道组答辩.ppt

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1、2018年度西北民族大学毕业答辩答辩人：张应杰、郭漪伟、杜雷指导老师：李晓娟高级工程师专业班级：土木工程4班土木工程学院前言本次毕业设计研究的是明挖隧道衬砌结构设计。包括隧道的衬砌结构设计，衬砌结构计算，防排水设计，Midas复核等。明挖法：是指先将地面挖开，在露天的情况下修筑衬砌，然后覆盖回填的地下工程建筑的施工公法。明挖法隧道施工方法是相对暗挖法隧道施工方法而言的另一种常见的隧道施工方法，现已广泛的应用于城市道路隧道、地下通道及管道等建设中。张应杰：某浅埋明挖单层双跨矩形公路隧道结构设计郭漪伟：某黄土公路隧道明挖马蹄形断面衬砌设计杜雷：某浅埋明挖矩形公路隧道结构设计

2、某浅埋明挖单层双跨矩形公路隧道结构设计答辩人：张应杰1、工程应用研究民大隧道线路沿即有战备路东西向赋设，位于即有战备路路面下2米处，为单层双跨矩形断面形式的双向四车道公路隧道，民大隧道结构修建完成后恢复原战备路。拟建民大隧道一旁为陇海铁路，铁路运营任务繁忙，一旁是西北民大校园，校园内受保护的古建筑群林立，地势的重要性、地形的特殊性和复杂性，决定了该工程的设计难度大、技术要求高，是南山路项目的控制性工程。民大隧道位于兰州市城关区五泉山下，处于南山路中段，东起五泉人行天桥西侧，西至规划中的安定门铁路立交东侧。左线起讫里程为NzK10+743～NzK11+960，长121

3、7m；右线起讫里程为NyK10+682～NyK11+960.75，长1278.75m。依据隧道所处地形地貌、工程地质条件、隧道埋深情况等，通过优化对比，隧道选用左右分幅并行的矩形断面隧道，结构形式采用明挖单层双跨矩形框架结构，每跨隧道断面为单向通行双车道断面。矩形断面能充分利用结构空间，节约地下空间资源，合理的形状分布，减少了土地征用量和开挖面积，提高有效面积的使用率。明挖法施工可以多工作面施工，施工进度快，可以有效的节省工期，下部结构采用弹性地基梁进行结构设计及理论计算，充分利用弹性地基改善上部结构的受力特性，使结构内力分析更符合实际受力情况，大大减少结构尺寸和配筋数

4、量等优点，节省工程成本。2、结构设计图1建筑限界图（cm）民大隧道位于兰州市南山路五工段，是城市快速过境路，设计行车速度是时速60km/h。隧道建筑限界及内轮廊图如下：行车道宽度：750cm左侧向宽度：50cm右侧向宽度：50cm左余宽：25cm右余宽：50cm建筑限界净宽：925cm限界高度：500cm图2内轮廓设计图（cm）图3隧道结构计算断面图本设计选取结构上覆土层为2m的断面进行结构设计及设计计算。（1）在结构计算中，先采用工程经验类比法拟定结构的初步尺寸，再根据结构内力计算校核，并进行配筋设计。（2）本工程设计中，结构顶板厚度拟采用70cm，边墙60cm，中隔

5、墙80cm，底板70cm。（3）在进行上部结构计算时，由于中隔墙相对底板而言，刚度较小，忽略中隔墙的抗弯作用，将中隔墙简化为上下支撑于顶板、底板的二力杆。（4）上部结构包括顶板、中隔墙及侧墙按闭合矩形框架设计计算，底板按照半无限空间弹性地基上的弹性地基梁设计计算。计算模型简化图如图4所示。3、计算结构模型解析图4计算模型简化图4、上部框架结构内力计算（典型断面）取基本结构如图5所示，将A与D处的刚结点换为铰结，所以此处就存在一个多余未知力X1。并将中央的竖杆在F点割断，由于对称关系此杆只承受轴力而不引起弯矩和剪力。故只有未知力X2。这样上部框架变为两铰框架。根据变形连续

6、条件，列出如下的力法方程：图5计算内力解析图示（cm）根据结构力学，结构力学求解器，弹性地基梁（求解两铰框架铰A、D处的角变与基础梁A、D端的角变）等方法计算出上部结构的轴力、剪力、弯矩，并绘制内力图。本设计主要采用的是半无限弹性体地基计算模型，即共同变形理论进行计算，如图6所示。该模型的理论推导较局部变形地基模型复杂，为了使该模型能方便的应用于工程设计计算，国内常用按照级数法计算编制的表格即表格法进行计算。按照半无限弹性地基梁理论进行查表计算地基沉降、基底反力、弯矩，并绘制内力图。图6弹性地基梁模型（cm）5、底板设计计算图7整体框架结构断面的弯矩图(kN·m)6、配

7、筋设计计算根据以上结构的内力计算结果进行配筋设计计算。对于闭合式框架结构，根据内力计算值计算内力设计值后再根据设计值进行截面设计。本设计的顶板、底板及侧墙部分按承载力极限状态进行配筋设计，设计时采用对称配筋，根据正常使用状态进行截面的复核使结构满足相关的功能性要求，再根据构造要求进行箍筋、架立筋设计，结构配筋设计如图8所示。图8典型断面配筋图7、隧道防排水设计防水原则：防、排、堵、截洞内防水设计：环向排水盲管，纵、横向排水管，路基路面排水。洞外防水设计：洞顶截水，洞门防水等根据本设计的参考资料数据进行迈达斯基本建模，计算单元划分如下图9所