目录
一 基本资料 ......................................................... 1 二 荷载确定 ......................................................... 1 2.1 围岩竖向均布压力................................................. 1 2.2 围岩水平均布力................................................... 1 三 衬砌几何要素 ..................................................... 2 3.1衬砌几何尺寸 ..................................................... 2 3.2 半拱轴线长度S及分段轴长△S ..................................... 2 3.3 割分块接缝重心几何要素 .......................................... 2 四 计算位移 ......................................................... 2 4.1 单位位移 ......................................................... 3 4.2 载位移——主动荷载在基本结构中引起的位移 ........................ 3 4.3 载位移——单位弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移 .................. 9 4.4 墙低（弹性地基上的刚性梁）位移 ................................. 12 五 解力法方程 ...................................................... 13 六 计算主动荷载和被动荷载（?h?1）分别产生的衬砌内力 ............... 13 七 最大抗力值的求解 ................................................ 15 八 计算衬砌总内力 .................................................. 16 九 衬砌截面强度检算（检算几个控制截面） ............................ 17 9.1 拱顶（截面0） .................................................. 17
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9.2 截面（7） ...................................................... 18 9.3 墙低（截面8）偏心检查 .......................................... 18 十 内力图 18
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一 基本资料
高速公路隧道，结构断面如图1所示，围岩级别为V级，容重??18kN/m3，围岩的弹性抗力系数K?0.15?106kN/m3，衬砌材料C20混凝土，弹性模量
Eh?2.95?107kPa，容重??23kN/m3。
图1 衬砌结构断面
二 荷载确定
2.1 围岩竖向均布压力： q?0.45?2s?1??
式中：s——围岩级别，此处s=5；
?——围岩容重，此处?=18kN/㎡；
?——跨度影响系数，?=1+i(Bm-5)，毛洞跨度Bm=12.02m，Bm=5~15时，
i=0.1，此处: ?=1+0.1×（12.02-5）=1.702
所以，有：q?0.45?25?1?18?1.702?220.5792kPa
考虑到初期之处承担大部分围岩压力，而二次衬砌一般作为安全储备，故对围岩压力进行折减，对于本隧道按照
q?45%?q?0.45?220.5792?99.2606kPa
45%折减，即
2.2 围岩水平均布力：
e =0.4×q=0.4×99.2606=39.7043kPa
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三 衬砌几何要素
3.1衬砌几何尺寸
内轮廓半径 r1=5.56m；
内径r1 所画圆曲线的终点截面与竖直轴的夹角?1=100°； 截面厚度d=0.45m。
外轮廓线半径：R1=5.56+0.45=6.01m 拱轴线半径：r1?=5.56+0.45×0.45=5.7625 拱轴线各段圆弧中心角：
?1=100°
3.2 半拱轴线长度S及分段轴长△S
分段轴线长度:S1??1180??r1??100???5.7625?10.0575m 180半拱轴线长度为：S=S1=10.0575m 将半拱轴线等分为8段，每段轴长为：
3.3 割分块接缝重心几何要素
（1）与竖直轴夹角?i 角度闭合差=0。
各接缝中心点坐标可由图1中直接量出。
四 计算位移
图2 衬砌结构计算图
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4.1 单位位移
用辛普生法近似计算，按计算列表进行。单位位移的计算见表1 单位位移计算如下： 计算精度校核为： 闭合差??0。
4.2 载位移——主动荷载在基本结构中引起的位移 （1）每一楔块上的作用力
竖向力： Qi?qbi
式中：bi——衬砌外缘相邻两截面之间的水平投影长度，由图第 3 页
2量得：
某公路隧道衬砌结构计算书word精品文档27页
