隧道工程本科毕业设计论文-隧道毕业设计论文

单位抗力及其相应摩擦力作用下的转角：

3.5解力法方程

衬砌矢高

计算力法方程的系数为：

求解方程为：

式中：

其中：

3.6计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力

计算公式为：

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计算过程见附表9和表10。

主、被动荷载作用下衬砌弯矩计算表 表9

截 面 0 1 2 3 4 5 6 7 8 M0p X1p 389.651 X2p?y 0 ??Mp?? 389.651 0M?(?h)0 0 0 0 X1?(?h) X2??y(?h)0 ??M??? (?h)-2.9697 -2.6078 -1.5359 0.1922 2.2572 3.7621 0 -162.300 -629.865 -1340.679 -2191.138 -3087.390 -3921.116 -4615.001 -5200.961 -2.9697 389.651 101.504 328.855 389.651 402.199 161.985 389.651 886.947 -64.081 -2.9697 0.3619 -2.9697 1.4338 -2.9697 3.1619 389.651 1520.425 -281.062 -0.1933 -2.9697 5.4203 389.651 2276.045 -421.695 -1.3822 -2.9697 8.1140 389.651 3106.062 -425.404 -4.3192 -2.9697 11.0730 3.7841 389.651 3961.180 -264.171 -8.8352 -2.9697 14.1215 2.3166 389.651 4818.498 7.187 -14.2705 -2.9697 17.1778 -0.0625 主、被动荷载作用下衬砌轴力计算表 表10 截面 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0N? N 0 0pX2pcos? 646.935 628.887 575.750 490.489 377.861 244.151 96.929 -38.445 0 ?N? ?p?646.935 673.628 747.552 852.144 961.541 1050.175 1095.222 1091.653 1113.658 (?h)0 0 0 0 X2??cos?(?h)2.3063 2.2420 2.0525 1.7486 1.3471 0.8704 0.3456 - 0.1371 0 ??N??? (?h)2.3063 2.2420 2.0525 1.7486 1.3002 0.8146 0.5315 0.5255 0.3160 44.742 171.802 361.655 583.680 806.024 998.293 1130.098 1113.658 -0.0469 -0.0558 0.1860 0.6625 0.3160 3.7最大抗力值的求解

首先求出最大抗力方向内的位移。

考虑到接缝5的径向位移和水平方向有一定的偏离，因此修正后有：

计算过程列入表11，位移值为：

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最大抗力值为：

最大抗力位移修正计算表 表11

截面 MpI M?I (?h)-391.0716 -343.4195 -202.2549 25.3152 297.2507 495.4269 (y5?yi) Mp(y5?yi)I180607.9776 145633.6263 61820.4162 -18132.9776 -43289.6318 -88.85086432 242438.9126 M?(y5?yi)积分系数 I(?h)-1376.4938 -1154.8853 -586.1550 54.3973 347.6644 0.792683014 -2084.0854 1/3 1 4 2 4 2 4 0 1 2 3 4 5 51312.000 43305.964 21331.361 -8438.653 -37012.339 -55531.790 3.5198 3.3629 2.8981 2.1488 1.1696 0.0016 ∑ 3.8计算衬砌总内力

按下式计算衬砌总内力：

计算过程列入表12。

衬砌总内力计算表 表12

截面 0 1 2 3 4 5 6 7 8 积分 系数 1/3 1 4 2 Mp M? [Mp] Np N? [Np] e M IMy I0 389.651 -2.970 62.853 646.935 2.306 900.729 0.0698 8276.916 328.855 -2.608 41.877 673.628 2.242 920.343 0.0455 5514.713 865.258 161.985 -1.536 -7.029 747.552 2.053 973.421 -0.0072 -925.580 -575.433 -64.081 0.192 -42.926 852.144 1.749 1044.565 -0.0411 -5652.867 -7750.081 4 -281.062 2.257 -32.666 961.541 1.300 1104.620 -0.0296 -4301.680 -10109.809 2 -421.695 3.762 -7.693 1050.175 0.815 1139.815 -0.0067 -1013.034 -3564.057 4 -425.404 3.784 -8.985 1095.222 0.532 1153.711 -0.0078 -1183.199 -5680.777 2 -264.171 2.317 -9.244 1091.653 0.525 1149.480 -0.0080 -1217.298 -7453.516 4 7.187 -0.062 0.315 1113.658 0.316 1148.430 0.0003 41.439 ∑ 308.643 1 -4658.836 -34677.658 计算精度校核为以下内容。

根据拱顶切开点的相对转角和相对水平位移应为零的条件来检查：

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式中：

闭合差

式中：

闭合差

3.9衬砌截面强度验算

（1）拱顶（截面0）

式中Ra——式中混凝土的极限抗压强度，取

。

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2.截面7

3.墙底（截面8）偏心检查

其他各截面偏心距均小于0.45d。

3.10内力图

将内力计算结果按比例绘制成弯矩图与轴力图，如图4所示。

图4 衬砌结构内力图

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