礼慈路连接L42西段道路及配套工程隧道结构计算书.docx

礼慈路连接1.42西段道路及配套工程隧道结构计算书1 .工程概况12 .设计依据23 .岩土体物理力学参数34 .隧道主体结枸计算54.1.计算软件54.2. 初期支护计算模型54.3. 二次衬砌计算模型64.4. 暗挖隧道104.4.1.V级围岩VA型复合式衬砌（浅埋）104.4.2.V级围岩VB型复合式衬砌（浅埋）134.4.3.明洞衬砌164.4.4.初支结构计算19礼慈路连接1.42西段道路及配套工程隧道结构计算书1.工程概况项目位于礼明-大竹林组团，该组团东、南与黄茅坪、翠云组团相邻，西、北临嘉陵江,江对岸分别为沙坪坝区的井口镇、童家溪镇和北硝区的蔡家镇。渝合高速公路穿越本区，金渝大道（鸳鸯至礼明）通过组团南测的双堰立交与渝介高速公路相连。礼慈路连接1.42西段起点接现状通海十四路，由北向南延伸，终点接现状通海路，道路全长16429O4m.设计车速3（）km,h标准路幅宽度为21m,双向四车道，道路等级为城市次干道。隧道左道桩号K0+259.054-KO+457.930,隧道长198.875m：隧道右道桩号方法施加地层脩放荷我.并求解开挖后的应力场。4.3.二次衬砌计算模型二次衬砌采用荷载结构法进行计算。荷载结构法认为，隧道开挖后地层的作用主要是对衬砌结构产生荷载，衬砌结构应能安全可靠地承受地层压力等荷载的作用。计算时先按©公路隧道设计规范第一册土建工程(JTG337O1.2O18)确定地层压力，然后按弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌的内力，并计算结构截面设计。根据公路隧道设计细则B(JTG,D7O-2OIO),隧道采用豆合式衬砌结构时，可考虑初期支护的承载作用，初期支护与二次衬砌承载比例参照规范表1033执行。(1)荷载计算依据公路隧道设计规范第一册土建工程(JTG3370.1-2018),作用于隧道结构上的荷载分类如下表：荷靓类型荷觐名称永久荷就国岩压力土压力结构自重结构附加荷软混凝土收缩和徐变的影响力水压力可变荷载班本可变荷我公路车辆荷我，人群荷我其他可变荷载沿度变化的影响力施工荷我偶然荷毂落右冲击力地战作用本工程计和中主要考虑的计算荷载如卜表:荷载种类荷栽取值番注困岩压力按照4公跖陡道设计规范3计算取值适用于暗挖隧道结构土压力按照隧道拱顶实际¾上厚度取伯适用于明挖隧道结构结构自重按结构实际截面尺寸及重度取值水压力依据地勘资料，结合缝道防排水措施及地区经骆取侦地面车行荷教按2()KPa均布荷教考虑施工荷较按IoKPa均布荷段考虑注，表中未列出荷载按相关规他或根据实际情况取俄“深埋隧道围岩压力：按照f公路隧道设计规范第一册土建工程3(JTG3370.1-2018)计算取值，国岩压力按松散压力考虑，其垂直均布压力按卜式计算：4=的h=0.45×2s,<式中：S-国岩级别宽度影响系数，0=1.+i(3-5)B坑道跨度1 B每增减In耐的用岩用力增减率：当BV5m时，取i=02当B>5m时，MZi=O.1水平均布压力按下式计算：q=#(1-itanB2 IanB-KIn华、tan?1+tan(nt-tan)+tanrtantan7=gng+、叵正位江tan1.-tan式中:一侧压力系数浅埋隧道围岩压力：按照£公路隧道设计规范第一册土建工程(JTG3370.1-2018)计算取值，图岩压力按松散压力考虑，其垂直均布压力按卜.式计算：式中：一国岩重度B坑道跨度h涧顶地面高度e顶板土柱两侧摩擦角.为经验数值-侧压力系数c用岩计算摩擦角一产生最大推力时的摩擦角:Mn1.tA*M*H-.IMt>«各步序初期支护轴力<*Iii1w*<9tI«a«MftIIA-M1.V)WMKMfI"aGa各步序初期支护弯矩时喷射混凝土及钢拱架强度校核按如下方法分别进行：轴力由钢拱架与喷射混凝土共同承担，而弯矩则仅有钢拱架承担，分别计算出各自的内力后再进行强度校核,这里栈定已知进行强度险克断面的轴力和弯矩分别为N、M,则有：（I）喷射混凝土承担的轴力NAN1.1.=N幽AEA+4（2-4）（2）喷射混凝土承担的弯矩'，MA=O（2-5）（3）钢架承担的轴力此AtEh+AvEg（2.6）（2-7）（4）钢架承担的弯矩Mx=M因此，喷射混凝土及钢拱架的强度校核可参照下式进行“(1)综合安全系数法喷射混凝土.截面压应力应滴足如下要求:(2-8)KtriN1.1.aR,1.A11钢拱架压应力应满足如下要求:(2-9)钢拱架拉应力应满足如下要求:(2-10)<)式中，N、M分别为单位长度内校核技面轴力及弯矩：E1.I纥分别为喷射混凝土及钢拱架的弹性模量：/、'力分别为喷射混凝土及钢拱架分别承担的轴力：K*,喷射混凝十的抗压极限强度安全系数：勺钢拱架的抗压、抗拉极限强度安全系数；凡入凡，和心分别为喷射混凝土的极限抗压强度和钢拱架的极限抗压、抗拉强度：A"、4分别为喷射混凝土及钢拱架的计莫截面面积；匕为钢拱架抗弯刚度，对格栅拱架对型钢钢架查阅相美表格：偏心影响系数，按规范取值：为计算截面厚度。出于安全考虑，按荷载结构法对初支混凝土及钢架强度校核结果如下。混凝土及钢架练合安全系数均大于1.5,喷射混覆土强度校核表截面最大轴力混凝土模量混凝土计算截面面积混凝土承担轴力混凝土板眼抗压强度混凝土抗压极限强度安全系数NEhAhNhRhyKhykNGPamm2kNMPa1036.52632OOOO846.011.94.50钢架强度校核表微面最大弯矩对应瑟面轴力钢架模量钢架计算截面面积钢架承担轴力钢架抗弯刚度钢架极限抗压,抗拉强度钢架抗压，抗拉极限强度安全系数MNEgAgNgWgRgy/Rg1.KSkNMkNGPamm2kNmm3MPa27.)1036.52104355102.7141(MX)2151.55