As??minbh?1000mm2
取:4?18 As?1256mm2;
,,??0.279%??min?0.2%
非少筋。
?b?xh0?0.226??b?0.56
非超筋。 满足要求!
以上是隧道衬砌的最大正弯矩和最大负弯矩的配筋计算,但对于一个就要承受最大正弯矩又要承受最大负弯矩的构件来说,它的上缘筋就应该是其承受最大负弯矩时的受拉筋,同样,它的下缘筋就应该是其承受最大正弯矩时的受拉筋。
根据上面的计算可以得知:对于本设计衬砌的配筋应该同样是:4Φ20
??0.226%??'min?0.2%
非少筋。
?b?xh0?0.226??b?0.56
非超筋。 验算合格!
二.Ⅴ级围岩衬砌安全性评价: 1.抗拉检算:
由于eo?0.2ho,不需要检算抗压强度,只要检算抗拉强度和裂缝。
根据《铁路隧道设计规范》(TB10003—2001)的规定:隧道衬砌大偏心受压混凝土构件,在最后的检算主要是受拉裂缝的检算,主要裂缝检算合格,就可以不验算此项。
2.裂缝验算:
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(1)、最大正弯矩裂缝检算
因为:e0?105mm?0.56h0?252mm 所以不需要进行裂缝验算。 (2)、最大负弯矩裂缝检算
因为:e0?130mm?0.56h0?252mm 所以不需要进行裂缝验算。 3.截面强度检算
根据《铁路隧道设计规范》(TB10003—2001)的有关规定:钢筋混凝土矩形截面的偏心构件(x?0.56h0),其截面强度检算应按照以下公式进行:
KN?Rwbx?Rg(Ag?Ag)
其中:K-安全系数,按规范有关规定采用;
,Rw-混凝土弯曲抗压极限强度;
Rg—钢筋的抗拉或抗压计算强度;
,Ag,Ag-受拉和受压区钢筋的截面面积;
在本设计中,以上参数的取值为: (1)最大正弯矩
K=2.4,Rw=21.0MPa, Rg=520MPa,
Ag?Ag?1017mm2,b=1000mm, x=122.1mm; 代入计算有: 左边=2190160N; 右边=2564100N; 左边<右边 满足要求! (2)最大负弯矩
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,
相关参数如下:
K=2.4,Rw=21.0MPa, Rg=520MPa,
Ag?Ag?1017mm2,b=1000mm , x=130m 带入计算有: 左边=1901060N 右边=3163100N 显然左边〈右边 满足要求!
对于本设计的衬砌配筋就按以上计算的选取,对称配筋每侧钢筋为4Φ20。
,4.2 Ⅳ级围岩隧道洞身设计及配筋
4.2.1荷载计算
根据分析隧道平面图、隧道纵断面图、隧道横断面图并结合工程地质条件最终选定里程为DK8+780处的断面作为Ⅳ级围岩计算截面,隧道开挖宽度B=14.3m,高度Ht=12.2m,埋深48m
《铁路隧道设计规范》计算围岩松动压力的统计公式。
hq?0.45?2s?1??
式中,hq——等效荷载高度值; s——围岩级别,如Ⅲ级围岩,则s=3; γ——围岩容重,kN/m3;
ω——宽度影响系数,且??1?i(B?5); B——坑道的宽度,m ;
i——以B=5m为基准,B每增减1m时的围岩压力增减率,当B<5m时,取i=0.2,B>5m时,取i=0.1。
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H?2.5hq?17.38m,等效荷载高度值hq=6.95m,H1=48m时,
属于深埋条件。
垂直荷载 q??hq??26?10??6.95?111.2kPa 水平荷载 e?0.5q?55.6kPa 考虑水压力的作用后
.2kPa 垂直荷载 q?111.2?10?10?211水平荷载 拱顶处 e1?55.6?100?155.6kPa 仰拱处 e2?155.6?10?12.2?277 .6kPa4.2.2内力计算
采用ANSYS结构分析软件对结构进行荷载分析并计算结果得隧道断面的变形图、轴力图、弯矩图。
图4-5 变形图
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