地下建筑结构

《地下建筑结构》课程设计

班 级： 土1205-1班 学 号： 20120613 姓 名： 薛宇飞 指导教师： 高新强 专 业：城市地下空间工程

石家庄铁道大学土木工程学院

2015-12-20

一 工程概况

1.1 工程地质

某城市一区间隧道工程，位于城市主干道下方，埋深h=10m，从上到下地层情况为： (1) 杂填土：天然容重18.2kN/m3，粘聚力3.5kPa，内摩擦角12°，层厚2m； (2) 砾砂夹粉质粘土：褐色、灰褐色、黄褐色，中密～密实，饱和。含大于2mm颗粒占总重的35～45%，钻探过程中所见最大粒径80mm，粉质粘土含量在23%以上，天然容重19.4kN/m3，饱和容重21.6 kN/m3，粘聚力33.5kPa，内摩擦角18.5°。该层分布连续，层厚5m；

(3) 粉质粘土：灰褐色，质软、饱和，局部夹砾砂混粒，矿物成分以石英、长石为主。粘粒含量6%。含大于4mm颗粒占总重的35～45%，最大粒径80mm。该层层厚5m。该层饱和容重22.4kN/m3，平均粘聚力39.8kPa，内摩擦角17.8°。

(4) 含粘性土薄夹层圆砾：浅黄色、黄褐色，中密～密实，湿～饱和，混粒结构，矿物成分以石英、长石为主，粘粒含量9%。含大于2mm颗粒占总重的35～45%，最大粒径80mm。该层分布连续，层厚8m。该层饱和容重23.8kN/m3，平均粘聚力29.8kPa，内摩擦角24.8°。

(5) 风化花岗岩：(4)层以下12m均为风化花岗岩，中等风化状态。

1.2水文地质特征

本区段地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水，雨季丰水期的地下水位在地面以下3.0m，冬季枯水期地下水位在地面以下4m。

1.3 工程地质及水文地质特征图

图1-1 工程地质及水文地质特征图

1

二. 结构

图2-1 隧道结构尺寸图（mm）

2.1结构介绍

1、本结构为北京地铁十四号线平乐园站-九龙山路站区间区间结构。

2、主要支护参数：

（1）超前支护：?42超前小导管，壁厚3.25mm，长2.5m，环向间距300mm，纵向

间距1m，设于拱部。注浆浆液根据地层情况确定。

（2）喷混凝土：C25早强混凝土，厚350mm。

（3）钢筋网：设?6.5双层钢筋网，网格间距150×150mm。 （4）格栅钢架：钢架纵向间距为0.5m/榀。

（5）二次衬砌：C40防水钢筋混凝土，抗渗标号P10，厚650mm。

3、初期支护施工时预埋?42钢管，长800mm，环向间距：起拱线以上为2m边墙为

2

3m,纵向间距3m，梅花型布置，初支闭合成环一定长度后，即对初支背后压注水泥 砂浆，注浆压力为0.5MPa。

4、二衬在模筑时预埋?42钢管，长800mm,环向间距为3m（起拱线以上布3～5个孔）,纵向间距5m，梅花形布设。对二衬背后回填注浆，注浆压力要控制适当,一般不大于0.2MPa。

5、二衬混凝土保护层厚度：迎水侧40mm，背水侧30mm。

6、施工中应加强监控量测，并根据其反馈信息对支护参数进行调整。 7、本断面建议采用双侧壁导坑法施工。

三 设计内容

3.1隧道深浅埋确定

由工程地质情况可知，该区间隧道，位于城市主干道下方，埋深h=10m。 隧道覆盖层及周围岩层从上到下情况依次为：杂填土，层厚2m；砾砂夹粉质粘土，该层分布连续，层厚5m；粉质粘土，层厚5m；含粘性土薄夹层圆砾，该层分布连续，层厚8m；风化花岗岩，含粘性土薄夹层圆砾层以下12m均为风化花岗岩，中等风化状态。隧道埋深为10m，大多处在含粘性土薄夹层圆砾层中，围岩完整程度和坚硬程度较差。根据我国铁路隧道围岩分级方法，可以判定该区间隧道所处围岩级别为Ⅴ级。

根据隧道施工设计图纸可知，开挖坑道宽度B=13m。根据《铁路隧道设计规范》TB10003-2005可知，等效荷载高度值为：

B

?13m?5m，取i?0.1??1?i(B?5)?1.8

hq

?0.45?2S?1???0.45?25?1?1.8?12.96m根据《铁路隧道设计规范》TB10003-2005可知，隧道等效荷载高度值

hq?12.96m?h?10m。

所以该区间隧道为超浅埋隧道，隧道处于城市主干道以下，地面基本水平，故隧道衬砌结构所受荷载具有对称性。对该隧道结构采用双侧壁导坑法施工。

3.2 荷载

1、结构荷载种类

3

永久荷载：结构自重、地层压力 可变荷载：车辆荷载 偶然作用：地震力 （1）结构自重 由ANSYS软件自动计算 （2）地面超载

竖向力：在道路下方的浅埋暗挖隧道，地面荷载可按10KPa的均布荷载取值，并不计冲击力的影响。取每延米.

（3）地层压力

根据工程地质情况，从上到下依次为： (1) 杂填土：天然容重18.2kN/m3，层厚2m；

(2) 砾砂夹粉质粘土：天然容重19.4kN/m3，饱和容重21.6 kN/m3，层厚5m； (3) 粉质粘土：饱和容重22.4kN/m3，层厚5m；

(4) 含粘性土薄夹层圆砾：饱和容重23.8kN/m3，层厚8m； (5) 风化花岗岩：(4)层以下12m均为风化花岗岩，中等风化状态。

根据水文地质特征，本区段地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水，雨季丰水期的地下水位在地面以下3.0m，冬季枯水期地下水位在地面以下4m。围岩压力计算选择地下水的不利情况，即按雨季丰水期的地下水位在地面以下3m计算。

围岩压力的垂直均布压力为： q???h?18.2?2?19.4?1?21.6?4?22,4?3?209.4kN/m2 隧道纵向取单位1m，q?209.4kN/m。围岩压力的水平压力可按朗金公式计算。根据《地铁设计规范》GB 50157-2013，隧道所处地层为粘性土层，故在施工阶段，侧向水、土压力，采用水土合算。坑道的净高Ht?10.7m，隧道开挖坑道底部有0.4m厚中等风化状态的花岗岩，岩性较好，可认为水平侧压力系数为0，即隧道所受的水平侧压力只在距地面10m到20m范围内呈梯形分布。平均饱和容重为?平均?(22.4?2?23.8?8)/(2?8)?23.52kN/m3。

4

围岩级别

Ⅰ 0.9 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 各级围岩的及值

取岩体的似摩擦角?0?45o。岩体两侧摩察角??0.6?0?0.6?45o?27o

(tan?o?1)tan?o(tan45o?1)tan45ootan??tan?o??tan45??3.02tan?o?tan?tan45o?tan27o22tan??tan?o??tan??1?tan?(tan?o?tan?)?tan?otan??3.02?tan45o????0.22oooo3.02?1?3.02?(tan45?tan27)?tan45?tan27

??

作用在隧道顶部的水平压力为：

e1??h??(q?qK）??（209.4?10）?0.22?48.27kN/m

作用在隧道底部的水平压力为：

??0.22?99.92kN/m?e??209.4?10?23.52?(10.7?0.7） 2

??e2??H???q?qK??平均(Ht?0.7）

5

隧道围岩压力图

（4）地震力（地震烈度7度）

作用在隧道衬砌结构横截面上的地震作用力，可根据《铁路工程抗震设计规范》GB 50111-2006(2009年版) ，采用地震系数法（惯性力法）计算。

a、上部衬砌

由隧道设计施工图可知，隧道上部衬砌钢筋混凝土密度??2500kg/m3，每延米体积V?Sl?16.67?1?15.67m3。

隧道上部衬砌均布的水平惯性力为：

m1g1F ??K1chb、仰拱

H??cKh?V1gH?0.2?0.1?2500?15.67?9.88.51?902.27N/m 由隧道设计施工图可知，隧道仰拱钢筋混凝土密度??2500kg/m3，每延米体积为

V?Sl?7.03?1?7.03m3。

隧道仰拱均布的水平惯性力为：

2F1??cKhm2g??cKh?V2g?0.2?0.1?2500?7.03?9.8?2311.88N/m ff1.49

（5）地层弹性抗力

由隧道工程地质和水文地质特征，以及我国铁路隧道围岩分级方法可知，该区间隧道围岩级别为Ⅴ级。类比于泸昆高速铁路隧道研究点围岩抗力系数推荐值，该隧道围岩弹性抗力系数可取50 MPa/m，地层弹性抗力在ANSYS中计算。 3.2 ANSYS结构分析，确定结构内力

（a）结构计算模型

6

b）结构轴力图

c）结构弯矩图

7

（

（

4）结构计算结果 STAT MIXED MIXED MIXED MIXED MIXED MIXED ELEM NI NJ MI MJ QI QJ -1.17E+0-1.17E+0-1.12E+0-1.06E+0-6.10E+0-6.09E+01 6 6 6 6 5 5 -1.17E+0-1.17E+0-1.06E+0-1.00E+0-5.98E+0-5.97E+02 6 6 6 6 5 5 -1.18E+0-1.18E+0-1.00E+0-9.45E+0-5.87E+0-5.85E+03 6 6 6 5 5 5 -1.18E+0-1.18E+0-9.45E+0-8.89E+0-5.75E+0-5.74E+04 6 6 5 5 5 5 -1.18E+0-1.18E+0-8.89E+0-8.34E+0-5.64E+0-5.63E+05 6 6 5 5 5 5 -1.19E+0-1.18E+0-8.34E+0-7.80E+0-5.54E+0-5.53E+06 6 6 5 5 5 5 8

（

-1.19E+0-1.19E+0-7.80E+0-7.27E+0-5.44E+0-5.43E+07 6 6 5 5 5 5 -1.19E+0-1.19E+0-7.27E+0-6.74E+0-5.35E+0-5.34E+08 6 6 5 5 5 5 -1.19E+0-1.19E+0-6.74E+0-6.23E+0-5.27E+0-5.26E+09 6 6 5 5 5 5 -1.20E+0-1.20E+0-6.23E+0-5.72E+0-5.20E+0-5.18E+010 6 6 5 5 5 5 -1.20E+0-1.20E+0-5.72E+0-5.22E+0-5.13E+0-5.12E+011 6 6 5 5 5 5 -1.20E+0-1.20E+0-5.22E+0-4.73E+0-5.08E+0-5.06E+012 6 6 5 5 5 5 -1.21E+0-1.21E+0-4.73E+0-4.24E+0-5.03E+0-5.02E+013 6 6 5 5 5 5 -1.21E+0-1.21E+0-4.24E+0-3.75E+0-5.00E+0-4.99E+014 6 6 5 5 5 5 -1.21E+0-1.21E+0-3.75E+0-3.27E+0-4.98E+0-4.97E+015 6 6 5 5 5 5 -1.22E+0-1.22E+0-3.27E+0-2.78E+0-4.97E+0-4.96E+016 6 6 5 5 5 5 -1.22E+0-1.22E+0-2.78E+0-2.30E+0-4.97E+0-4.96E+017 6 6 5 5 5 5 -1.23E+0-1.23E+0-2.30E+0-1.81E+0-4.98E+0-4.97E+018 6 6 5 5 5 5 -1.23E+0-1.23E+0-1.81E+0-1.32E+0-5.01E+0-4.99E+019 6 6 5 5 5 5 -1.24E+0-1.24E+0-1.32E+0-8.31E+0-5.05E+0-5.03E+020 6 6 5 4 5 5 -1.24E+0-1.24E+0-8.31E+0-3.35E+0-5.09E+0-5.08E+021 6 6 4 4 5 5 -1.25E+0-1.25E+0-3.35E+0-5.15E+0-5.14E+022 1.67E+04 6 6 4 5 5 23 -1.25E+0-1.25E+01.67E+04 6.77E+04 -5.23E+0-5.21E+09

6 6 5 5 -1.26E+0-1.26E+0-5.31E+0-5.30E+024 6.77E+04 1.19E+05 6 6 5 5 -1.27E+0-1.27E+0-5.40E+0-5.39E+025 1.19E+05 1.72E+05 6 6 5 5 -1.28E+0-1.27E+0-5.51E+0-5.50E+026 1.72E+05 2.26E+05 6 6 5 5 -1.30E+0-1.30E+0-5.32E+0-5.31E+027 2.26E+05 2.75E+05 6 6 5 5 -1.33E+0-1.33E+0-4.80E+0-4.79E+028 2.75E+05 3.20E+05 6 6 5 5 -1.36E+0-1.36E+0-4.27E+0-4.26E+029 3.20E+05 3.59E+05 6 6 5 5 -1.38E+0-1.38E+0-3.73E+0-3.72E+030 3.59E+05 3.94E+05 6 6 5 5 -1.41E+0-1.41E+0-3.18E+0-3.17E+031 3.94E+05 4.23E+05 6 6 5 5 -1.43E+0-1.43E+0-2.62E+0-2.61E+032 4.23E+05 4.48E+05 6 6 5 5 -1.45E+0-1.44E+0-2.05E+0-2.04E+033 4.48E+05 4.67E+05 6 6 5 5 -1.46E+0-1.46E+0-1.47E+0-1.46E+034 4.67E+05 4.80E+05 6 6 5 5 -1.47E+0-1.47E+0-8.85E+0-8.77E+035 4.80E+05 4.88E+05 6 6 4 4 -1.48E+0-1.48E+0-2.99E+0-2.92E+036 4.88E+05 4.91E+05 6 6 4 4 -1.48E+0-1.48E+037 4.91E+05 4.89E+05 2.87E+04 2.94E+04 6 6 -1.48E+0-1.48E+038 4.89E+05 4.80E+05 8.72E+04 8.78E+04 6 6 -1.47E+0-1.47E+039 4.80E+05 4.67E+05 1.45E+05 1.46E+05 6 6 10

-1.47E+0-1.47E+040 4.67E+05 4.48E+05 2.03E+05 2.03E+05 6 6 -1.46E+0-1.46E+041 4.48E+05 4.26E+05 2.27E+05 2.28E+05 6 6 -1.46E+0-1.46E+042 4.26E+05 4.04E+05 2.20E+05 2.20E+05 6 6 -1.46E+0-1.45E+043 4.04E+05 3.83E+05 2.12E+05 2.12E+05 6 6 -1.45E+0-1.45E+044 3.83E+05 3.63E+05 2.03E+05 2.04E+05 6 6 -1.45E+0-1.45E+045 3.63E+05 3.44E+05 1.94E+05 1.95E+05 6 6 -1.45E+0-1.45E+046 3.44E+05 3.26E+05 1.85E+05 1.85E+05 6 6 -1.44E+0-1.44E+047 3.26E+05 3.09E+05 1.75E+05 1.75E+05 6 6 -1.44E+0-1.44E+048 3.09E+05 2.93E+05 1.65E+05 1.65E+05 6 6 -1.44E+0-1.44E+049 2.93E+05 2.77E+05 1.55E+05 1.55E+05 6 6 -1.44E+0-1.44E+050 2.77E+05 2.63E+05 1.44E+05 1.44E+05 6 6 -1.43E+0-1.43E+051 2.63E+05 2.50E+05 1.33E+05 1.33E+05 6 6 -1.43E+0-1.43E+052 2.50E+05 2.38E+05 1.22E+05 1.22E+05 6 6 -1.43E+0-1.43E+053 2.38E+05 2.27E+05 1.11E+05 1.11E+05 6 6 -1.43E+0-1.43E+054 2.27E+05 2.18E+05 9.92E+04 9.93E+04 6 6 -1.43E+0-1.42E+055 2.18E+05 2.09E+05 8.76E+04 8.77E+04 6 6 56 -1.42E+0-1.42E+02.09E+05 2.01E+05 7.58E+04 7.59E+04 11

6 6 -1.42E+0-1.42E+057 2.01E+05 1.95E+05 6.40E+04 6.41E+04 6 6 -1.42E+0-1.42E+058 1.95E+05 1.90E+05 5.22E+04 5.22E+04 6 6 -1.42E+0-1.42E+059 1.90E+05 1.86E+05 4.02E+04 4.03E+04 6 6 -1.42E+0-1.41E+060 1.86E+05 1.83E+05 2.83E+04 2.83E+04 6 6 -1.41E+0-1.41E+061 1.83E+05 1.81E+05 1.95E+04 1.95E+04 6 6 -1.41E+0-1.41E+062 1.81E+05 1.80E+05 1.68E+04 1.67E+04 6 6 -1.41E+0-1.41E+063 1.80E+05 1.78E+05 1.41E+04 1.40E+04 6 6 -1.41E+0-1.41E+064 1.78E+05 1.77E+05 1.15E+04 1.14E+04 6 6 -1.41E+0-1.41E+065 1.77E+05 1.76E+05 9.04E+03 8.89E+03 6 6 -1.41E+0-1.41E+066 1.76E+05 1.76E+05 6.73E+03 6.55E+03 6 6 -1.41E+0-1.41E+067 1.76E+05 1.75E+05 4.62E+03 4.41E+03 6 6 -1.41E+0-1.41E+068 1.75E+05 1.75E+05 2.74E+03 2.50E+03 6 6 -1.41E+0-1.41E+069 1.75E+05 1.75E+05 1.13E+03 8.54E+02 6 6 -1.41E+0-1.41E+0-1.91E+0-4.98E+070 1.75E+05 1.75E+05 6 6 2 2 -1.41E+0-1.41E+0-1.19E+0-1.53E+071 1.75E+05 1.75E+05 6 6 3 3 -1.41E+0-1.41E+0-1.84E+0-2.21E+072 1.75E+05 1.75E+05 6 6 3 3 12

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-1.41E+0-1.42E+0-7.51E+0-7.50E+0238 1.92E+05 2.00E+05 6 6 4 4 -1.42E+0-1.42E+0-8.77E+0-8.76E+0239 2.00E+05 2.08E+05 6 6 4 4 -1.42E+0-1.42E+0-1.00E+0-1.00E+0240 2.08E+05 2.18E+05 6 6 5 5 -1.42E+0-1.42E+0-1.13E+0-1.13E+0241 2.18E+05 2.29E+05 6 6 5 5 -1.42E+0-1.42E+0-1.25E+0-1.25E+0242 2.29E+05 2.41E+05 6 6 5 5 -1.42E+0-1.43E+0-1.38E+0-1.37E+0243 2.41E+05 2.55E+05 6 6 5 5 -1.43E+0-1.43E+0-1.50E+0-1.50E+0244 2.55E+05 2.70E+05 6 6 5 5 -1.43E+0-1.43E+0-1.62E+0-1.62E+0245 2.70E+05 2.85E+05 6 6 5 5 -1.43E+0-1.43E+0-1.74E+0-1.73E+0246 2.85E+05 3.03E+05 6 6 5 5 -1.43E+0-1.44E+0-1.85E+0-1.85E+0247 3.03E+05 3.21E+05 6 6 5 5 -1.44E+0-1.44E+0-1.97E+0-1.96E+0248 3.21E+05 3.40E+05 6 6 5 5 -1.44E+0-1.44E+0-2.08E+0-2.08E+0249 3.40E+05 3.60E+05 6 6 5 5 -1.44E+0-1.44E+0-2.19E+0-2.18E+0250 3.60E+05 3.82E+05 6 6 5 5 -1.44E+0-1.45E+0-2.29E+0-2.29E+0251 3.82E+05 4.04E+05 6 6 5 5 -1.45E+0-1.45E+0-2.39E+0-2.39E+0252 4.04E+05 4.28E+05 6 6 5 5 -1.45E+0-1.45E+0-2.49E+0-2.48E+0253 4.28E+05 4.52E+05 6 6 5 5 254 -1.45E+0-1.45E+04.52E+05 4.78E+05 -2.58E+0-2.57E+023

6 6 5 5 -1.46E+0-1.46E+0-2.35E+0-2.35E+0255 4.78E+05 4.99E+05 6 6 5 5 -1.47E+0-1.47E+0-1.80E+0-1.79E+0256 4.99E+05 5.16E+05 6 6 5 5 -1.47E+0-1.47E+0-1.23E+0-1.23E+0257 5.16E+05 5.27E+05 6 6 5 5 -1.48E+0-1.48E+0-6.70E+0-6.63E+0258 5.27E+05 5.34E+05 6 6 4 4 -1.47E+0-1.47E+0-1.04E+0-9.64E+0259 5.34E+05 5.35E+05 6 6 4 3 -1.47E+0-1.47E+0260 5.35E+05 5.30E+05 4.61E+04 4.69E+04 6 6 -1.46E+0-1.46E+0261 5.30E+05 5.21E+05 1.02E+05 1.03E+05 6 6 -1.45E+0-1.45E+0262 5.21E+05 5.06E+05 1.58E+05 1.59E+05 6 6 -1.43E+0-1.43E+0263 5.06E+05 4.86E+05 2.13E+05 2.14E+05 6 6 -1.41E+0-1.41E+0264 4.86E+05 4.61E+05 2.67E+05 2.68E+05 6 6 -1.39E+0-1.39E+0265 4.61E+05 4.32E+05 3.20E+05 3.21E+05 6 6 -1.37E+0-1.37E+0266 4.32E+05 3.97E+05 3.72E+05 3.73E+05 6 6 -1.34E+0-1.34E+0267 3.97E+05 3.57E+05 4.23E+05 4.24E+05 6 6 -1.31E+0-1.31E+0268 3.57E+05 3.13E+05 4.73E+05 4.74E+05 6 6 -1.30E+0-1.30E+0269 3.13E+05 2.63E+05 5.13E+05 5.14E+05 6 6 -1.31E+0-1.31E+0270 2.63E+05 2.12E+05 5.23E+05 5.24E+05 6 6 24

-1.31E+0-1.31E+0271 2.12E+05 1.60E+05 5.33E+05 5.34E+05 6 6 -1.31E+0-1.31E+0272 1.60E+05 1.07E+05 5.43E+05 5.44E+05 6 6 -1.31E+0-1.31E+0273 1.07E+05 5.31E+04 5.54E+05 5.55E+05 6 6 -1.31E+0-1.31E+0-2.09E+0274 5.31E+04 5.65E+05 5.66E+05 6 6 3 -1.32E+0-1.32E+0-2.09E+0-5.84E+0275 5.76E+05 5.77E+05 6 6 3 4 -1.32E+0-1.32E+0-5.84E+0-1.16E+0276 5.87E+05 5.89E+05 6 6 4 5 -1.32E+0-1.32E+0-1.16E+0-1.74E+0277 5.99E+05 6.00E+05 6 6 5 5 -1.32E+0-1.32E+0-1.74E+0-2.34E+0278 6.11E+05 6.12E+05 6 6 5 5 -1.32E+0-1.32E+0-2.34E+0-2.95E+0279 6.23E+05 6.24E+05 6 6 5 5 -1.31E+0-1.32E+0-2.95E+0-3.57E+0280 6.35E+05 6.36E+05 6 6 5 5 -1.31E+0-1.31E+0-3.57E+0-4.20E+0281 6.47E+05 6.49E+05 6 6 5 5 -1.31E+0-1.31E+0-4.20E+0-4.84E+0282 6.59E+05 6.61E+05 6 6 5 5 -1.31E+0-1.31E+0-4.84E+0-5.50E+0283 6.72E+05 6.73E+05 6 6 5 5 -1.31E+0-1.31E+0-5.50E+0-6.17E+0284 6.85E+05 6.86E+05 6 6 5 5 -1.30E+0-1.30E+0-6.17E+0-6.85E+0285 6.97E+05 6.99E+05 6 6 5 5 -1.30E+0-1.30E+0-6.85E+0-7.54E+0286 7.10E+05 7.11E+05 6 6 5 5 287 -1.30E+0-1.30E+0-7.54E+0-8.25E+07.23E+05 7.24E+05 25

6 6 5 5 -1.29E+0-1.30E+0-8.25E+0-8.97E+0288 7.36E+05 7.37E+05 6 6 5 5 -1.29E+0-1.29E+0-8.97E+0-9.70E+0289 7.48E+05 7.50E+05 6 6 5 5 -1.29E+0-1.29E+0-9.70E+0-1.04E+0290 7.61E+05 7.63E+05 6 6 5 6 -1.28E+0-1.28E+0-1.04E+0-1.12E+0291 7.74E+05 7.76E+05 6 6 6 6 -1.28E+0-1.28E+0-1.12E+0-1.20E+0292 7.87E+05 7.89E+05 6 6 6 6 -1.27E+0-1.27E+0-1.20E+0-1.28E+0293 8.00E+05 8.02E+05 6 6 6 6 -1.27E+0-1.27E+0-1.28E+0-1.35E+0294 8.13E+05 8.15E+05 6 6 6 6 -1.68E+0-1.21E+0-1.21E+0-7.37E+0295 1.68E+02 7.37E+02 2 1 1 2 -1.61E+0-1.22E+0-1.22E+0-7.38E+0296 1.61E+02 7.38E+02 2 1 1 2 -1.54E+0-1.22E+0-1.22E+0-7.40E+0297 1.54E+02 7.40E+02 2 1 1 2 -1.47E+0-1.22E+0-1.22E+0-7.41E+0298 1.47E+02 7.41E+02 2 1 1 2 -1.40E+0-1.22E+0-1.22E+0-7.43E+0299 1.40E+02 7.43E+02 2 1 1 2 -1.33E+0-1.23E+0-1.23E+0-7.44E+0300 1.33E+02 7.44E+02 2 1 1 2 -1.26E+0-1.23E+0-1.23E+0-7.45E+0301 1.26E+02 7.45E+02 2 1 1 2 -1.19E+0-1.23E+0-1.23E+0-7.46E+0302 1.19E+02 7.46E+02 2 1 1 2 -1.12E+0-1.23E+0-1.23E+0-7.47E+0303 1.12E+02 7.47E+02 2 1 1 2 26

-1.04E+0-1.23E+0-1.23E+0-7.48E+0304 1.04E+02 7.48E+02 2 1 1 2 -9.73E+0-1.23E+0-1.23E+0-7.49E+0305 9.73E+01 7.49E+02 1 1 1 2 -9.01E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.50E+0306 9.01E+01 7.50E+02 1 1 1 2 -8.29E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.51E+0307 8.29E+01 7.51E+02 1 1 1 2 -7.57E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.52E+0308 7.57E+01 7.52E+02 1 1 1 2 -6.85E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.53E+0309 6.85E+01 7.53E+02 1 1 1 2 -6.13E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.53E+0310 6.13E+01 7.53E+02 1 1 1 2 -5.41E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.54E+0311 5.41E+01 7.54E+02 1 1 1 2 -4.69E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.54E+0312 4.69E+01 7.54E+02 1 1 1 2 -3.97E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.55E+0313 3.97E+01 7.55E+02 1 1 1 2 -3.25E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.55E+0314 3.25E+01 7.55E+02 1 1 1 2 -2.53E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.55E+0315 2.53E+01 7.55E+02 1 1 1 2 -1.81E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.56E+0316 1.81E+01 7.56E+02 1 1 1 2 -1.08E+0-1.25E+0-1.25E+0-7.56E+0317 1.08E+01 7.56E+02 1 1 1 2 -3.61E+0-1.25E+0-1.25E+0-7.56E+0318 3.61E+00 7.56E+02 0 1 1 2 -3.61E+0-1.25E+0-1.25E+0-7.56E+0319 3.61E+00 7.56E+02 0 1 1 2 320 -1.08E+01.08E+01 -1.25E+0-1.25E+0-7.56E+07.56E+02 27

1 1 1 2 -1.81E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.56E+0321 1.81E+01 7.56E+02 1 1 1 2 -2.53E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.55E+0322 2.53E+01 7.55E+02 1 1 1 2 -3.25E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.55E+0323 3.25E+01 7.55E+02 1 1 1 2 -3.97E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.55E+0324 3.97E+01 7.55E+02 1 1 1 2 -4.69E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.54E+0325 4.69E+01 7.54E+02 1 1 1 2 -5.41E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.54E+0326 5.41E+01 7.54E+02 1 1 1 2 -6.13E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.53E+0327 6.13E+01 7.53E+02 1 1 1 2 -6.85E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.53E+0328 6.85E+01 7.53E+02 1 1 1 2 -7.57E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.52E+0329 7.57E+01 7.52E+02 1 1 1 2 -8.29E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.51E+0330 8.29E+01 7.51E+02 1 1 1 2 -9.01E+0-1.24E+0-1.24E+0-7.50E+0331 9.01E+01 7.50E+02 1 1 1 2 -9.73E+0-1.23E+0-1.23E+0-7.49E+0332 9.73E+01 7.49E+02 1 1 1 2 -1.04E+0-1.23E+0-1.23E+0-7.48E+0333 1.04E+02 7.48E+02 2 1 1 2 -1.12E+0-1.23E+0-1.23E+0-7.47E+0334 1.12E+02 7.47E+02 2 1 1 2 -1.19E+0-1.23E+0-1.23E+0-7.46E+0335 1.19E+02 7.46E+02 2 1 1 2 -1.26E+0-1.23E+0-1.23E+0-7.45E+0336 1.26E+02 7.45E+02 2 1 1 2 28

337 -1.33E+02 -1.40E+02 -1.47E+02 -1.54E+02 -1.61E+02 -1.68E+02 1.33E+02 -1.23E+01 -1.22E+01 -1.22E+01 -1.22E+01 -1.22E+01 -1.21E+01 294 -1.28E+06 260 5.35E+05 -1.23E+01 -1.22E+01 -1.22E+01 -1.22E+01 -1.22E+01 -1.21E+01 294 -1.35E+06 259 5.35E+05 -7.44E+02 -7.43E+02 -7.41E+02 -7.40E+02 -7.38E+02 -7.37E+02 1 -6.10E+05 294 8.13E+05 7.44E+02 338 1.40E+02 7.43E+02 339 1.47E+02 7.41E+02 340 1.54E+02 7.40E+02 341 1.61E+02 7.38E+02 342 1.68E+02 37 -1.48E+06 342 168.35 7.37E+02 1 -6.09E+05 294 8.15E+05 MINIMUM VALUES ELEM VALUE 37 -1.48E+06 MAXIMUM VALUES ELEM VALUE 295 168.35

四 二次衬砌承载能力校核

4.1隧道衬砌强度检算

二次衬砌：C40防水钢筋混凝土，抗渗标号P10，厚650mm。

根据《铁路隧道设计规范》TB 10003-2005，按照概率极限状态法，以及偏心受压构件进行隧道二次衬砌结构强度检算。由ANSYS计算结果可知，在上部衬砌与仰拱交点上部，结构内力较大，为不利截面，需对该截面进行衬砌结构强度检算。由内力计算结果可知，该截面的轴力为FN?1468kN，弯矩为M?534.56kN?m。

e0?M/FN?534.56/1468?0.364m?0.3h0?0.18m，初步判断为大偏压x?N?0.077m??bh0?0.518?0.6?0.31m?1fcbM??fbx(h?x)29

所以按照构造配筋即可，

、选用5根25mm的HRB335级钢筋即可满足抗压承载力要求

4.2隧道结构抗裂承载力检算

?stNk(6e0?h)?1.75?bh2?fctk?Rt式中：

轴力标准值Nk?1.148MN

作用效应分项系数?st?1.52

抗力分项系数?Rt?2.70 检算截面偏心距e?0.364m0

截面宽度b?1m截面高度h?0.65m构件纵向稳定系数??1.0混凝土轴心抗拉强度标准值fctk?2.7MPa

f2.71.75?bh2?ctk?1.75?1.0?1.0?0.65?0.65??0.74 ?Rt2.7

?stNk(6e0?h)?1.52?1.148?(6?0.364?0.65)?2.68?stNk(6e0?h)?2.68?1.75?bh2?fctk?0.74?Rt满足抗裂承载力。且e0?0.364m?0.55h0?0.330m，根据根据《铁路隧道设计规范》TB 10003-2005可知，不需检算裂缝宽度。

五. 设计依据

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《地铁设计规范》（GB50157-2013）

《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005、J449-2005） 《建筑结构荷载规范》（GB50009－2006） 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002） 《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）

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