地下工程課程設計計算書之隧道設計

僅供個人參考僅供個人參考不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途僅供個人參考不得用于商業(yè)用途地下工程課程設計計算書之隧道設計第一章設計概況地鐵是地下鐵道的簡稱。它是一種獨立的軌道交通系統(tǒng)，不受地面道路情況的影響，能夠按照設計的能力正常運行，從而快速、安全、舒適地運送乘客。地鐵效率高，無污染，能夠?qū)崿F(xiàn)大運量的要求，具有良好的社會效益。而地鐵車站是地下鐵道的重要組成部分，它要解決客流的集散、換乘，同時也要解決整條線路行駛中的就技術(shù)設備、信息控制、運行管理，以保證交通的順暢、快捷、準時、安全。車站設計本著“以人為本”的觀念，堅持適用性、安全性、識別性、舒適性、經(jīng)濟性的原則。本設計主要是針對城市地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設計，主要內(nèi)容為：對區(qū)間隧道進行結(jié)構(gòu)檢算，求出內(nèi)力，并進行配筋計算。1.1工程地質(zhì)概況Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse線路垂直于永定河沖、洪積扇的軸部，第四紀地層沉積韻律明顯，地層由上到下依次為：雜填土、粉土、細砂、圓礫土、粉質(zhì)粘土、卵石土。其主要物理力學指標如表1，本地區(qū)地震烈度為7度。表1各層土的物理力學指標報Forpe糊rsonal松useo秋nlyin磁study末andr俯esearc胞h;not室forc赴ommerc僻ialus享e名土的類型效厚度財（廣m姿）封重度算γ喊（翻kN/m墊3圾）旁彈性抗力系罷數(shù)每(Mpa/狂m店）遣變形模緣量滴E清（過GP降a扒）孫泊松比視μ沫內(nèi)摩擦角清ф瞇（撐o龍）排粘聚燃力榜C(Mpa)勤雜填土劍3.5璃16辜50極0.8膛0.4映20薦0.005抄粉土陣3.2臨18叛90兇0.9岔0.35吧21已0.01隸細砂摸5.2功19弄100把1.2溝0.32垃22旅0.01較圓礫土認6.5班19.5亦120獸1.5吧0.32備25個0.01柏粉質(zhì)粘土甜6.2寶20.0寇150梳1.8樓0.32滑23歪0.02浸卵石土窮8.5船20.0海200沿2.0新0.30歲27銷0.03梅基巖職22抽300娃2.5緩0.35揉35查0.041.2其他條件地下水位在地面以下11m處；隧道頂板埋深5.5m。1.3設計依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GBJ50009-2001）《鐵路隧道設計規(guī)范》（TB10003-2001）址《鐵路隧道噴喜錨構(gòu)筑法技術(shù)附規(guī)范》（予TB1010鑄8-2002痰）仿《錨桿噴射混央凝土支護技術(shù)排規(guī)范》（托GB500屆86-200存1借）缺《混凝土結(jié)構(gòu)啦設計規(guī)范》（辦GB500疏10-200霧2勞）帝《地下工程防松水設計規(guī)范》撫（剖GB501魯08-200避1添）境《建筑基坑支瘦護技術(shù)規(guī)程》巴（朝JGJ120和-99棄）藥《地鐵設計規(guī)嫩范》陰（往GB5015壞7-200沙3玻）結(jié)構(gòu)設計女2.聽1辛根據(jù)給定的隧辣道埋深判斷結(jié)箏構(gòu)深、淺埋羽可以采用鐵路屋隧道推薦的方俱法，即有揪守凱上式果中郵s腐為圍巖的級別困；潮B魂為洞室的跨度仰；甘i筆為祝B箭每增旦加賢1昂m斤時的圍巖壓力建增減率。鼓啦隸由于隧道拱頂拌埋禁深抽5.5硬m套，位于粉土層徐、細砂層和圓逝礫土層中，根雀據(jù)《地鐵設計毯規(guī)范》可知，暑圍巖吧為式Ⅴ烤級圍巖。所以矩，飛，蛾，烘。則有：劇因為埋深騰，可知該隧道櫻為極淺埋。攻2.2尖結(jié)構(gòu)斷面形式緩普毀采用暗挖法施鼻工，隧道斷面控型式鋸為弄5蹄心圓馬蹄形結(jié)斬構(gòu)。炊2.3垃灘結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算殺2羨.求3嶄.1姨土壓力的計算復斷面的土層狀蔽況，如下圖所旋示：壽蛋循5析.5m悅腐嗽丙膊決雜填土何：惱.5m瓣毀漸噴黃期執(zhí)誓爪嚇層粉土卵：跳3.5m庫掌仗繡燒隱朱椅藝是銅細砂擱：柳5.2m區(qū)種芹蹲地下水位搭：稀11m彎漸鎖軌筆秀棚仗波冷總圓礫土絲：吐6.5m稱1辣.初垂直土壓力湯結(jié)構(gòu)頂板處所抗受的垂直土壓嶼力為：唉結(jié)構(gòu)底板埋深牛處的垂直土壓紙力值為：芹其中，水的壓某應力虜扶慮有效壓應力厘截面穿過土層棒分界處的垂直昂土壓力主為塔:斷2笛.忌側(cè)向土壓力秒雜填土的側(cè)向裹土壓力系數(shù)為遣：斧粉土的側(cè)向土局壓力系數(shù)為：迷細沙的側(cè)向土堅壓力系數(shù)為：謠因此，頂板埋倡深處的側(cè)向土惱壓力為：陽態(tài)保底板埋深處的逝側(cè)向土壓力為竭：剝宮驟土層分界處的閉上下面?zhèn)认蛲灵L壓力分別握為債:每2遷.刃3望.2她掀地面荷載（局附加荷載）弊（涌1掀）認地面車輛荷載怒折算等效均布蛛荷載取趙：礦典。糞（未2狠）不同的土層本引起的結(jié)構(gòu)側(cè)鎖向壓力為：雜填土：粉土：清福建搬細準請貪沙：如2彩.扛3屆.3巾其他荷載包（鵝1臟）弄列車荷載凳列車按六節(jié)編欺組，軸秒重信14傭t冶，折算等效靜侍載護：羞；黨（辭2班）結(jié)構(gòu)自重：鄉(xiāng)在使遭用窗Mida胃s螞軟件進行分析出時，軟件將會求通過定義材料鼓的幾何特性和靠材料特性自動蝕考慮結(jié)構(gòu)自重沉。頂2裳.些3將.4吼荷載組合至按承載能力極緩限狀態(tài)和正常價使用極限狀態(tài)循分別進行荷載緞效應組合火,緣并取各自的最國不利組合進行平設計。獻(1肌)愁按承載能力極栽限狀態(tài)組合荷棵載銀結(jié)構(gòu)由恒載起制控制作用，所斜以按組合荷載呀公式：乞,宇來計算荷載設先計值。土壓力椒為恒載，地面兔荷載（附加荷壓載）、列車荷境載為活載。染頂部豎向力設裂計值為：嘉趁動艦頂部側(cè)向力設繩計值為：創(chuàng)底部側(cè)向力設荷計值為：項土層交界處的哥側(cè)向力設計值輔：民列車荷載的設要計值分別為：械(2枕)伴按正常使用極右限狀態(tài)進行荷止載組合皺按組合荷載公羨式奉“毫F階=麻恒禁載輕+顛活懸載騙”止來計算荷載設角計值刺頂部豎向力設哪計值為：王把閘汪頂部側(cè)向力設孔計值為：于底部側(cè)向力設陳計值為悔：子菠土層交界處的垃側(cè)向力設計值件：弱列車荷載的設裹計值分別為：圣結(jié)構(gòu)受力圖如扛下：道2.2.5賽捧用乎mida友s縫軟件建立計算液模型兼地下結(jié)構(gòu)是建扁筑在底層中的編封閉式結(jié)構(gòu)，貓就其結(jié)構(gòu)本身筆是超靜定問題繡，考慮結(jié)構(gòu)與揀圍巖的相互作氣用，由結(jié)構(gòu)的陷變位才能確定惜被動荷載的范勾圍和大小。而式結(jié)構(gòu)的變位又踏在主動荷載和影被動荷載的共鄙同作用下發(fā)生鵲的，所以求解緞過程式是一個銀非線性的問題少。首先建立結(jié)何構(gòu)有限元的模休型如下圖所示雅：裹通道斷面結(jié)構(gòu)揉模型圖撈（注：彈簧支值撐均作用于節(jié)舊點上，未全部允標出）翅本設計采用荷距載結(jié)構(gòu)模型，擋將應用有限元使方法的基本思候想和彈性地基等梁的理論結(jié)旋構(gòu)季mida沈s劣程序的特點，柄完成此次設計撐。輸入邊界條避件、單元集合綿特性、材料特撲性，然后利用造有限元計算軟標件刑（宰mida兔s?。┻M行結(jié)構(gòu)的蜻計算。高在蹄mida抬s貪處理后可以得劣到結(jié)構(gòu)承載能沙力極限狀態(tài)下儀和正常使用極槽限狀態(tài)下的彎思矩圖和軸力圖腎。災（瘦2相）對承載能力班極限狀態(tài)組合虎荷載建立模型櫻得到彎矩圖、快軸力圖。如下杠：啦結(jié)構(gòu)斷面的彎卵矩圖談(梅最大彎矩盈：融137幻)啦結(jié)構(gòu)斷面的軸赴力圖式(見最大軸力狀：禿387KN)眾（區(qū)3鏟）對正常使用誓極限狀態(tài)組合嗚荷載建立模型直得到彎矩圖、禁軸力圖。如下名：鼓結(jié)構(gòu)斷面的彎把矩圖紙(億最大彎矩紹：掀114皆)旦結(jié)構(gòu)斷面的軸據(jù)力圖昆(雜最大軸力刃：述325KN)肺3.3桑通道的配筋計稍算和裂縫寬度悄的驗算瓦（隧道結(jié)構(gòu)取鹿最不利截面配徑筋）釀經(jīng)過計算，可搏知中墻頂部為氏最不利位置，典沿隧道縱向接取老1沉m斃的計算單元，鞏彎矩最大群為漁76.4kN浴.主m倒，軸力駕為心96.6k鮮N濁，以此截面為運控制截面進行頃配筋，為簡便碎計算，可以對匹稱配筋。感彎矩設計值何，軸力設計值烈截面長度層：共L=1.0m量拿謎斑高度：內(nèi)計算長度：立偏心距：庭酷偏附加偏心矩：承（會20m斧m界和塊1/3析0哨偏心方向截面邁尺寸中較大值旅）蹤椅乘初始偏心矩：頌荒醒偏心距增大系摧數(shù)拼：棚，所以取哈，鉆所以構(gòu)件長細奶比對截面曲率測影響的系住阿董則偏心矩增大拼系數(shù)：擔按小偏心受壓際構(gòu)件進行計算取險則受壓區(qū)鋼筋胞面積：鍵采衡用遠2濾0霉Φ攀2擦0低，累=6280陽，非超筋，滿姓足要求。轟，所以得驗算刺裂縫寬度。剝，則使用階段醒的軸向壓力偏年心矩增大系數(shù)倦軸向壓力作用脅點至縱向受拉域鋼筋合力點的久距離：犬縱向受拉鋼筋尼合力點至截面注受壓合力點的濤距離：盛按有效受拉混董凝土截面面積擺計算的縱向受顫拉鋼筋配筋率泳按荷載效應的單標準組合計算托的軸向力殿：帥音鋼筋混凝土構(gòu)灘件受拉區(qū)縱向毅鋼筋的應力：秋裂縫間縱向受輩拉鋼筋應變不嘴均勻系數(shù)：模最外層縱向受漢拉鋼筋外邊緣淡至受拉區(qū)底邊畏的距離琴：丸C=50mm銷受拉區(qū)縱向鋼證筋的等效直奪徑返:崗所以最大裂縫槳寬度：饅滿足裂縫寬度躬的要求。參考資料：勉[1]考鳥《地鐵設計規(guī)霸范踏》豈GB5015尿7灘—傻2003副[2]茶嗚《鐵路隧道設金計規(guī)范膏》晶TB1000妨3衡—源2005指[3]意炭賀少輝《地下悠工程猜》奴200上8朗年多版藍迫北京交通大學池出版社、清華投大學出版社釘[4]騰享關(guān)寶樹《地下紫工程也》季200恩7示年閥版眨俘高等教育出版海社象[5]友姥李志業(yè)、曾艷春華《地下結(jié)構(gòu)切設計原理與方漂法旺》仍200逮5林年動版遺揭西南交通大學壺出版社注[6]拘鍋曾亞武《地下抱結(jié)構(gòu)設計原理故》笑200病6命年龜版謝嚇武漢大學出版座社警[7]麥程文襄、王鐵意成《混凝土結(jié)緊構(gòu)唉》骨200掌8駕年堵版電煩中國建筑工業(yè)抹出版社州僅供個人用于役學習、研究；充不得用于商業(yè)載用途。拍Forpe俗rsonal攜useo莖nlyin功study樹andr銷esearc膝h;not蛇forc訴ommerc刻ialus沖e.傷Nurfü寒rden豪pers?n火lichen咳fürS續(xù)tudien疊,Fors虛chung,更zuko屑mmerzi珠ellen遮Zwecke孩nverw錢endet女werden絨.橡Pourl堡'étud蠻eetl蕉arech緞erche嬸unique格mentà忠