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1、目录一 基本资料1二 荷载确定12.1 围岩竖向均布压力12.2 围岩水平均布力2三 衬砌几何要素23.1衬砌几何尺寸23.2 半拱轴线长度S及分段轴长S23.3 割分块接缝重心几何要素3四 计算位移34.1 单位位移44.2 载位移主动荷载在基本结构中引起的位移44.3 载位移单位弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移84.4 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（）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）169.1 拱顶（截面0）169.2 截面（7）189.3 墙低（截面8）偏心检查1
2、8十 内力图18一 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，围岩的弹性抗力系数，衬砌材料C20混凝土，弹性模量，容重。 图1 衬砌结构断面二 荷载确定 2.1 围岩竖向均布压力： 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=515时，i=0.1，此处: =1+0.1（12.02-5）=1.702所以，有：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45%折减，即2.2 围岩水平均布力： e =0.4q=0.499.2606=39
3、.7043kPa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=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：=5.56+0.450.45=5.7625拱轴线各段圆弧中心角：=100 3.2 半拱轴线长度S及分段轴长S分段轴线长度: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4.1 单位位移用辛普生法近似计算，按计算列表进行
4、。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 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： 式中：bi衬砌外缘相邻两截面之间的水平投影长度，由图2量得： 1 单位位移计算表 表1截面（）sincosx（m）y(m)d(m)0001000.450.00759 131.6872 0.0000 0.0000 131.6872 112.50.21640.97631.25190.13710.450.00759 131.6872 18.0632 2.4765 170.3553 2250.42260.90632.44470.54200.450.00759
5、131.6872 71.4097 38.7041 313.2759 337.50.60880.79343.52191.19550.450.00759 131.6872 157.5099 188.3031 635.0751 4500.76600.64284.43132.06650.450.00759 131.6872 272.2661 562.6380 1238.9226562.50.88700.46175.13133.11380.450.00759 131.6872 410.2503 1277.4375 2229.6904 6750.96590.25885.58774.28770.450.00
6、759 131.6872 564.9144 2422.1833 3683.7643 787.50.99900.04365.77925.53270.450.00759 131.6872 728.9460 4033.0394 5622.6837 81000.9850-0.17365.69826.87960.450.00759 131.6872 906.4032 6235.6912 8180.2498 0.06834 1185.1852 3129.762814760.4731 22205.7043 注：1. I截面惯性矩，2.不考虑轴力的影响5自重力：式中：di接缝i的衬砌截面厚度，本设计为等厚度衬
7、砌； 作用在各楔体上的力均列入表2，各集中力均通过相应的图形的行心。（2）外荷载在基本结构中产生的内力。楔体上各集中力对下一接缝的力臂由图2中量得，分别记为内力按照下式计算（见图3）。弯矩：轴力：式中： 图3 内力计算图示 载位移计算表 表3截面sincos（Q+G)Esin(Q+G）cosE00.0000 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 10.21640.9763233.21335.4077 50.4674 5.2795 45.1879 20.42260.9063227.088922.107395.967820.0358 75.9320 3
8、0.60880.7934215.137949.0625130.976047.7574 83.218640.76600.6428197.926184.9909151.611454.632296.9792 50.88700.4617176.2576128.1892156.340559.185197.1554 60.96590.2588150.1744176.6126145.0535 45.7073 99.3462 70.99900.0436123.8579227.9106123.73409.9369 113.7971 80.9850-0.1736112.5918280.4076110.9029 -
9、48.6788159.5880 6载位移的计算表 表2截面集中力力臂xy-x -y QGE0000000000000000 0 1129.1182 104.0951 5.4077 0.60170.6260 0.0681 -77.6904 -65.1635 -0.3683 0.0000 0.0000 1.2519 0.13710.0000 0.0000 -143.22222122.9938 104.095116.6996 0.5245 0.5964 0.2103 -64.5102 -62.0823 -3.5119 460.30225.04771.1928 0.4049 -549.0485 -2.
10、0438 -824.41893111.0428 104.0951 26.9552 0.4224 0.5386 0.3395 -46.9045 -56.0656 -9.1513 675.440122.10731.0772 0.6535-727.5841 -1.3771 -1665.5015493.8310 104.0951 35.9284 0.3003 0.4547 0.4525 -28.1774 -47.3320 -16.2576 873.366249.06250.9094 1.8710-794.2392 -91.7959 -2643.3036572.1625104.095143.1983 0
11、.1639 0.3500 0.5440 -11.8274-36.4333 -23.4999 1049.62484.99090.7000 1.0473-734.7368 -89.0110 -3538.812646.0793 104.0951 48.4234 0.0198 0.2282 0.6098 -0.9124 -23.7545 -29.5286 1199.798128.18920.4564 1.1739-547.5878 -150.4813 -4291.0766719.7628104.0951 51.2980 -0.1253 0.0958 0.6460 0.0000 -9.9723 -33.
12、1382 1323.656176.61260.1915 1.2450-235.4801 -219.8827 -4789.549988.4967104.095152.4970-0.2644 -0.0405 0.6611 0.00004.2159 -34.7016 1436.248227.9106-0.0810 1.3469116.3361 -306.9728 -5014.8882基本结构中，主动荷载产生弯矩的校核为： 另一方面，从表2中得到闭合差（3）主动荷载位移（计算过程见表4）。截面(1+y)00.000131.6870.0001.0000.0000.0000.0001-143.2222131.68
