拱形隧道襯砌結(jié)構(gòu)課件

第7章拱形隧道襯砌結(jié)構(gòu)概述半襯砌結(jié)構(gòu)曲墻拱結(jié)構(gòu)直墻拱結(jié)構(gòu)連拱結(jié)構(gòu)拱形隧道襯砌設(shè)計(jì)的一般技術(shù)要求7.1概述常見的拱形結(jié)構(gòu)7.2半襯砌結(jié)構(gòu)半襯砌結(jié)構(gòu)的構(gòu)造半襯砌結(jié)構(gòu)包括拱圈與拱座兩部分。矢跨比（f/l）拱頂厚度d0拱腳厚度dnl0≤15ml0>15m1/6~1/4（跨度越大，取值越?。?/25~1/35）l0采用拱腳局部加大的等截面拱采用dn=（1.2~1.7）d0的變截面拱注：f、l為拱軸線拱高與跨度，l0為拱的凈跨度；拱腳局部加大截面的拱圈內(nèi)力計(jì)算可以不考慮拱腳加大的影響，但在求拱腳位移時(shí)應(yīng)考慮加大后的拱腳尺寸。（1）拱圈幾何參數(shù)單線鐵路隧道半襯砌結(jié)構(gòu)（厚拱薄墻）標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造拱圈由三段圓弧組成半襯砌結(jié)構(gòu)的形式斜拱座半襯砌結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位是拱座，其通常采用斜拱座和折線拱座。臺(tái)階的寬度尺寸一般為0.3~1.2m。折線型拱座半襯砌結(jié)構(gòu)的形式（2）拱座的形式計(jì)算簡(jiǎn)圖半襯砌結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算方法該力學(xué)模型為彈性固定無鉸拱三次超靜定結(jié)構(gòu)，可根據(jù)力法求解結(jié)構(gòu)內(nèi)力。微元體計(jì)算簡(jiǎn)圖單位荷載作用下拱座位移計(jì)算單位力矩作用時(shí)當(dāng)單位彎矩作用在拱腳地層上時(shí)，地層支承面便繞中心a點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)β1角，拱腳邊緣處地層應(yīng)力和最大沉陷為：由局部變形理論：其中：可得：?jiǎn)挝凰搅ψ饔脮r(shí)單位荷載作用下拱座位移計(jì)算當(dāng)單位軸力作用在拱腳巖層上時(shí)，拱腳截面只產(chǎn)生沿軸向的沉陷，這時(shí)地層的正應(yīng)力和拱腳沉陷為：由局部變形理論：可得：外荷載作用下拱座位移計(jì)算在外荷載作用下，基本結(jié)構(gòu)中拱腳a點(diǎn)處產(chǎn)生彎矩Map和軸向力Nap，則拱腳截面的轉(zhuǎn)角和水平位移為：拱圈內(nèi)力計(jì)算對(duì)稱結(jié)構(gòu)承受正對(duì)稱力問題的解基本結(jié)構(gòu)拱頂b點(diǎn)的轉(zhuǎn)角位移拱頂b點(diǎn)的水平位移單獨(dú)作用下b點(diǎn)的轉(zhuǎn)角(水平)位移荷載單獨(dú)作用下b點(diǎn)的轉(zhuǎn)角(水平)位移拱圈的矢高拱腳截面的最終轉(zhuǎn)角拱腳截面的最終水平位移拱圈內(nèi)力計(jì)算為確定拱腳的最終的轉(zhuǎn)角和水平位移，分別考慮X1，X2和外荷載的影響，按疊加原理可表示為：

單位載荷法計(jì)算力法方程中其他系數(shù)代入力法典型方程由上式求解拱圈內(nèi)力計(jì)算拱圈任意截面的內(nèi)力表達(dá)式拱頂截面的多余未知力求出后，按靜力平衡條件計(jì)算出拱圈任意截面的內(nèi)力。半襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算實(shí)例拱圈由三段圓弧組成，厚度ha=0.5m，作用在拱圈上的全部垂直均布荷載q=90kN/m2，圍巖彈性抗力系數(shù)K=2×105kN/m3。拱圈采用C25的混凝土，材料的彈性模量E=2.8×1010N/m2。求結(jié)構(gòu)內(nèi)力。計(jì)算簡(jiǎn)圖【解】取半襯砌結(jié)構(gòu)左半邊為計(jì)算對(duì)象力法典型方程設(shè)α為AB段任意截面與鉛垂線的夾角，β為BC段任意截面與鉛垂線的夾角。在X1=1，X2=1，外荷載分別單獨(dú)作用下，AB段任意截面的彎矩為：BC段：力法典型方程各系數(shù)的求解則：其中：解得：將各系數(shù)代入力法典型方程得：任意三截面三的內(nèi)三力代入得到三：將截面三內(nèi)力三示意三圖7.三3曲墻三拱結(jié)三構(gòu)曲墻三拱結(jié)三構(gòu)包三括拱圈與邊墻。鐵路三隧道三曲墻三拱襯三砌結(jié)三構(gòu)標(biāo)三準(zhǔn)構(gòu)三造（問三題圖三）1、曲墻三拱結(jié)三構(gòu)的三構(gòu)造鐵路三隧道三襯砌三斷面坦三三心圓三斷面單心三圓斷面（換三圖）公路三隧道三襯砌三斷面1、曲墻三拱結(jié)三構(gòu)的三構(gòu)造目前三公路三隧道三大多三采用三單心三圓或三三心三圓的三拱形三斷面三，其三中以三單心三圓、三坦三三心圓三兩種三斷面三應(yīng)用三最為三普遍三。2、主三要截三面厚三度的三選定三和幾三何尺三寸的三計(jì)算根據(jù)三工程三擬建三場(chǎng)地三的工三程地三質(zhì)與三水文三地質(zhì)三條件三、使三用要三求、三施工三條件三和材三料供三應(yīng)等三因素三選擇三結(jié)構(gòu)三方案選定三結(jié)構(gòu)三尺寸三，繪三制內(nèi)三輪廓三線按照三工程三類比三法，三確定三主要三截面三厚度三，計(jì)三算并三繪制三結(jié)構(gòu)三外輪三廓線進(jìn)行三結(jié)構(gòu)三內(nèi)力三計(jì)算三和強(qiáng)三度校三核，三驗(yàn)證三結(jié)構(gòu)三幾何三尺寸三是否三滿足三要求三，并三做必三要調(diào)三整3、曲三墻拱三結(jié)構(gòu)三的內(nèi)三力計(jì)三算主動(dòng)三荷載三由土三層壓三力計(jì)三算方三法確三定荷載=主動(dòng)三荷載+彈性三抗力彈性三抗力三按朱-布法三確定內(nèi)力三計(jì)算三方法三：力三法彈性三抗力三分布三經(jīng)驗(yàn)三公式三（朱-布法三）荷載分布圖hi荷載分布圖彈性三抗力三區(qū)的三上零三點(diǎn)a′在拱三頂兩三側(cè)45三o，下三零點(diǎn)b′在墻三腳，三最大三抗力三發(fā)生三在h點(diǎn)，a′三h的垂三直距三離為a′三b′垂直三距離三的1/三3段彈性抗力表達(dá)式段彈性抗力表達(dá)式—所求三抗力三截面三與最三大抗三力截三面的三垂直三距離三；—墻底三外邊三緣a至最三大抗三力截三面的三垂直三距離三；—所求三抗力三截面三與豎三直面三的夾三角。hi計(jì)算三簡(jiǎn)圖墻腳三與圍三巖的三連接三：沿三水平三方向三為連三桿支三座，三垂直三方向三為定三向彈三簧支三座，三無水三平位三移，三有豎三向位三移和三轉(zhuǎn)動(dòng)曲墻三結(jié)構(gòu)三為對(duì)三稱結(jié)三構(gòu)，三承受三正對(duì)三稱力三的作三用曲墻三結(jié)構(gòu)三從中三部切三開，三并簡(jiǎn)三化為三定向三支座計(jì)算三方法結(jié)構(gòu)三內(nèi)力=主動(dòng)三荷載三作用三下內(nèi)三力+彈性三抗力三作用三下內(nèi)三力選取三從拱三頂切三開的三懸臂三曲梁三作為三基本三結(jié)構(gòu)三，切三開處三有多三余未三知力x1和x2作用三，另三有附三加的三未知三數(shù)附加三方程三式內(nèi)力三計(jì)算三過程(1三)主動(dòng)三荷載三作用三下多三余約三束反三力計(jì)三算力法三典型三方程拱頂B點(diǎn)的轉(zhuǎn)角位移為零拱頂B點(diǎn)的水平位移為零單獨(dú)作用下B點(diǎn)的轉(zhuǎn)角(水平)位移荷載單獨(dú)作用下B點(diǎn)的轉(zhuǎn)角(水平)位移支座位移單獨(dú)作用下B點(diǎn)的轉(zhuǎn)角(水平)位移支座A轉(zhuǎn)角位移支座A垂直位移基本結(jié)構(gòu)BA計(jì)算BA利用單位載荷法分別求BA計(jì)算三基本三結(jié)構(gòu)三在多三余約三束反三力及三主動(dòng)三荷載三作用三下的三墻腳三彎矩基本結(jié)構(gòu)BA荷載單獨(dú)作用下引起的墻腳彎矩(順時(shí)針為正)計(jì)算襯砌每延米截面先求單位彎矩作用在A點(diǎn)時(shí),墻腳的轉(zhuǎn)角M=1時(shí)墻腳應(yīng)力分布M=1時(shí)墻腳位移分布圍巖彈性抗力系數(shù)計(jì)算三力法三方程三中其三他系三數(shù)單位三載荷三法基本結(jié)構(gòu)B代入三力法三典型三方程計(jì)算多余約束反力由上三式求三解(2三)主動(dòng)三荷載三作用三下最三大抗三力點(diǎn)三處水三平位三移計(jì)三算單位三載荷三法虛設(shè)力狀態(tài)BP=1kNh實(shí)際力與支座位移狀態(tài)B(3三)單位三彈性三抗力三作用三下h點(diǎn)位三移計(jì)三算段彈性抗力表達(dá)式段彈性抗力表達(dá)式虛設(shè)力狀態(tài)BP=1kNhB實(shí)際力狀態(tài)利用單位載荷法求出h點(diǎn)處的位移H點(diǎn)力三的大三小計(jì)三算(4三)彈性三抗力三作用三下結(jié)三構(gòu)內(nèi)三力計(jì)三算B段彈性抗力表達(dá)式段彈性抗力表達(dá)式得到三彈性三抗力三大小三與分三布后三采用三力法三進(jìn)行三內(nèi)力三計(jì)算求彈三性抗三力作三用下三多余三約束三反力利用三截面三法求三內(nèi)力Mσ、Qσ、Nσ(5三)結(jié)構(gòu)三內(nèi)力三圖曲墻三拱襯三砌結(jié)三構(gòu)內(nèi)三力計(jì)三算實(shí)三例1.工程三概況該隧三道為三四車三道單三幅分三離式三短隧三道，三全長(zhǎng)22三3m，隧三道最三大埋三深45米，三所處三圍巖三級(jí)別三有II三I、IV、V級(jí)。綜合三考慮三本隧三道地三質(zhì)情三況，三所有三圍巖三段均三采用三整體三式襯三砌，三斷面三形式三為曲三墻拱三形斷三面，三并設(shè)三仰拱三，仰三拱與三邊墻三采用三小半三徑曲三線連三接，三仰拱三厚度三與拱三圈厚三度相三同。襯砌三厚度三選為60三0m三m，混三凝土三強(qiáng)度三等級(jí)三選為C2三5。2.基本三參數(shù)埋深選取V級(jí)圍三巖埋三深最三大截三面為三典型三截面三進(jìn)行三設(shè)計(jì)三計(jì)算三。圍巖三容重計(jì)算三摩擦三角彈性三壓縮三系數(shù)3.荷載三計(jì)算擬合三高度分界三高度該隧三道屬三于淺三埋隧三道。判斷三隧道三類型巖層三隧道最大三開挖三跨度取寬度三影響三系數(shù)根據(jù)三淺埋三隧道三荷載三的計(jì)三算方三法：取垂直三均布三壓力：水平三側(cè)壓力：4.內(nèi)力三計(jì)算1）主三動(dòng)荷三載作三用下三的多三余約三束反三力計(jì)三算力法三典型三方程各系三數(shù)的求三解將所三求各三系數(shù)三代入三典型三方程三得：其中三：2）主三動(dòng)荷三載作三用下三最大三抗力三點(diǎn)處三位移三計(jì)算按疊三加原三理求三得彎三矩表三達(dá)式三為：虛設(shè)三力狀三態(tài)3）單三位彈三性抗三力作三用下h點(diǎn)位三移計(jì)三算力法三典型三方程各系三數(shù)的求三解將所三求各三系數(shù)三代入三典型三方程三得：其中三：按疊三加原三理求三得彎三矩表三達(dá)式三為：虛設(shè)三力狀三態(tài)根據(jù)代入方向三指向三圓心最大三彈性三抗力4）彈三性抗三力作三用下三結(jié)構(gòu)三多余三約束三力的三計(jì)算力法三典型三方程各系三數(shù)的求三解將所三求各三系數(shù)三代入三典型三方程三得：其中三：5）截三面內(nèi)三力計(jì)三算用截三面法三求主三動(dòng)荷三載和三彈性三抗力三分別三作用三的內(nèi)三力：結(jié)構(gòu)三內(nèi)力三示意三圖7.三4直墻三拱襯三砌結(jié)三構(gòu)直墻三拱襯三砌由三上部拱圈、兩三側(cè)豎直三邊墻和下三部鋪底三部三分組三合而三成適用三地質(zhì)三條件三：比三較好三的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍三巖直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三構(gòu)造（1）拱三圈可三采用三割圓三拱、三三心三尖圓三拱和三拋物三線拱三等，三常用三的矢三跨比1/三3~三1/三5直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三構(gòu)造（2）襯三砌厚三度襯砌三最小三厚度三（cm）注：三對(duì)于三無經(jīng)三驗(yàn)可三參考三的現(xiàn)三澆整三體式三混凝三土直三墻拱三襯砌三，可三參照三以下經(jīng)驗(yàn)三公式選取三厚度直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三構(gòu)造直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三構(gòu)造（3）墻三基埋三深一般三應(yīng)使三墻底三位于三墊層三底部0—50厘米。地三層較三軟時(shí)三，邊三墻埋三置深三度應(yīng)三加大三；在粘三土地三層中三，靠三近出三口部三分的三墻底三應(yīng)設(shè)三置在三冰凍三線以三下（4）拱三圈截三面變?nèi)?guī)三律一般三用變截三面拱三圈，以三適應(yīng)三拱內(nèi)三應(yīng)力三狀態(tài)三。但三在拱三跨較三小，內(nèi)力三不大三時(shí)一三般采三用等三截面三拱。直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算（1）計(jì)三算簡(jiǎn)三圖1、直三墻拱三結(jié)構(gòu)三的縱三向長(zhǎng)三度遠(yuǎn)三大于其跨三度，三可按三平面三應(yīng)變?nèi)龁栴}三處理；3、邊三墻視三為彈三性地三基梁三，彈三性抗力按三局部三變形三理論三確定基本三假定4、邊三墻可三視為三絕對(duì)三剛性三的地三基梁2、拱三圈與三邊墻三整體三連接三地層三壓力三、結(jié)構(gòu)三自重三等以三梯形三分布直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算（2）拱三圈力三法典三型方三程υ0在對(duì)三稱問三題中三僅使三拱圈三產(chǎn)生三剛體三下沉三，對(duì)三內(nèi)力三并無三影響三，計(jì)算三時(shí)只三需考三慮β0，μ0式（三1-三1）直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算求由于三拱腳三的轉(zhuǎn)三角與三水平三位移三等于三墻頂三的角三變和三水平三位移三，因三此拱三腳轉(zhuǎn)三角三和三水平三位移三可三以表三示如三下：—為略三去直三接作三用于三墻頂三的垂三直壓三力q時(shí)，三墻頂三中心三處的三作用三力。直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算—拱腳三處或三者拱三腳傳三遞給三墻頂三連接三處的三彎矩三，水三平力三，豎三向力三；—左半三拱上三荷載三引起三的拱三腳彎三矩，三水平三力，三豎向三力；直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算將式三子（三1-三3）三等號(hào)三右邊三的式三子代三入（三1-三2）三中得三到式三（1三-4三）如三下：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算將（三1-三4）三式代三入（三1-三1）三中整三理式三子，三即可三得二三元一三次方三程組三：上式三中：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算可以三通過彈性三地基三梁方三程與邊界三條件求得三：上式三中彈性三地基三梁在三各種三荷載三下?lián)先D(zhuǎn)角三，彎三矩，三剪力三的通三式如三下。三（注三意符三號(hào)的三正負(fù)三）式（三1-三5）為單三位變?nèi)磺髥稳蛔內(nèi)恢眽θ敖Y(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算邊界三條件墻底三水平三位移三為0墻底三部的三轉(zhuǎn)角三，此三為墻三腳擴(kuò)三基時(shí)三的表三達(dá)式三。無三擴(kuò)基三時(shí)沒三有后三面一三項(xiàng)式中三：—墻底三基巖三受單三位力三偶作三用時(shí)三的角三變位—按三公式三（1三-5三）取三時(shí)三的墻三底彎三矩值k—墻底三基巖三的彈三性抗三力系三數(shù)—墻底三截面三的慣三性矩—邊墻三軸線三與擴(kuò)三基中三心間三的偏三心距直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算將（三1-三5）三式代三入邊三界條三件中三，就三得到三的三方程三組三。三就分三別代三表分別三使等于三1，三其余三都等三于0三，就三可以三求出式（三1-三6）直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算例如三求解令其余三均為三零，三則（三1-三6）三式化三簡(jiǎn)為三：聯(lián)立三求得三：式中三：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算最終三所得三到的如下三：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算上述三求得三的單三位變?nèi)欢既窃诙塘旱那槿龥r下三求得三的，剛性三梁和長(zhǎng)梁的計(jì)三算，三可將三上述三單位三變位三中的α趨三于零或趨于三無窮，然三后作三極限三運(yùn)算三。泰勒三級(jí)數(shù)三展開三式直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算剛性三梁的單三位變?nèi)恢眽θ敖Y(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算長(zhǎng)梁的單三位變?nèi)恢眽θ敖Y(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算求完三了單三位變?nèi)?，三就開三始對(duì)拱部三荷載進(jìn)行三受力三分析三，寫三出力三學(xué)表三達(dá)式豎向三梯形三荷載三下拱三腳處三表達(dá)三式拱腳三受力三表達(dá)三式直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算水平三梯形三荷載三下拱三腳處三內(nèi)力三表達(dá)三式直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算彈性三抗力三表達(dá)三式直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算綜合三上述三分析三，因三此拱腳三處的三力學(xué)三表達(dá)三式：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算載變?nèi)坏娜?jì)算載變?nèi)坏娜?jì)算三采用三積分三法計(jì)算三必須三將拱三軸線三，截三面及三荷載三變化三規(guī)律三，用三數(shù)學(xué)三形式三表達(dá)三出來三。對(duì)三于那三些難三以表三達(dá)，三或表三達(dá)十三分復(fù)三雜的三，宜三采用分段三求和三的近三似積三分法。巖石三地下三建筑三中，三一般三采用三變截三面割三圓拱三，拱三的截面三積和慣性三矩，可三近似三的按三下式三計(jì)算三：拱頂三及拱三腳截三面積三；拱頂三及拱三腳慣三性矩三。直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算單位三載變?nèi)恢眽θ敖Y(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算荷載三下的三載變?nèi)回Q向三均勻三分布三荷載三q作三用下三：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算同理三，可三對(duì)各種三形式三下的三荷載三進(jìn)行三載變?nèi)贿M(jìn)行三計(jì)算至此三，已三經(jīng)求三出關(guān)三于的二三元一三次方三程組三中所三有的三系數(shù)三，的結(jié)三果是三包含的表三達(dá)式三。將代入三下式將代入三下式得到三關(guān)于的等三式，三即可三求出，然三后再三反求三出求出三未知三數(shù)后三，就三能夠三求出三拱截三面和三墻體三的彎三矩和三軸力，由三于直三墻拱三結(jié)構(gòu)三截面三一般三較粗三，剪三力很三容易三滿足三，因三此不三必求三出剪三力值三。直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算拱各三截面三的內(nèi)三力表三達(dá)式三：拱圈三和墻三體內(nèi)三力計(jì)三算方三法直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算墻體三的內(nèi)三力計(jì)三算當(dāng)邊三墻為三彈性地基三短梁時(shí)，三通過（1三-5三）式可三以求三得。當(dāng)邊三墻為三彈性地基三剛性三梁時(shí)，三彈性三地基三梁公三式如三下：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算邊墻三為長(zhǎng)梁時(shí)根據(jù)三邊界三條件三，和三正方三向規(guī)三定，三可列三出如三下式三子：分別三為墻三底的三彎矩三和剪三力分別三為受三梯形三水平三荷載三引起三的水三平位三移和三轉(zhuǎn)角三位移三；表示三墻底三受單三位彎三矩引三起的三角位三移通過三半無三限長(zhǎng)三梁的三彈性三地基三梁公三式求三得直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算邊墻三為長(zhǎng)梁時(shí)半無三限長(zhǎng)三梁梯三形荷三載公三式當(dāng)只作三用有三梯形三荷載三時(shí)，三由半三無限三長(zhǎng)梁三公式三（1-三23三）可三知梁三底端三的變?nèi)皇侨褐眽θ敖Y(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算將所三有未三知量三代入三邊界三條件三方程三，即三得：求得后，三邊墻三各截三面的三最終三變位三及內(nèi)三力，三由墻三頂及墻三底兩組三力分三別求三得的三值疊三加構(gòu)三成。三各組三力產(chǎn)三生的三變位三及內(nèi)力均三按半三無限三長(zhǎng)梁三公式三求得三。疊三加時(shí)三注意三符號(hào)三的統(tǒng)三一。當(dāng)墻三底無三擴(kuò)基三時(shí)，三計(jì)算三公式三與上三相同三，但三這時(shí)三可忽三略的影三響直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算因此三任一三截面三的最三終變位三公式三和內(nèi)三力公三式為：當(dāng)墻三底無擴(kuò)三基時(shí)，三計(jì)算三公式三與上三相同三，但三這時(shí)三可忽三略三的影三響直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算綜上三所述三，用三力法三計(jì)算三直墻三拱結(jié)三構(gòu)內(nèi)三力的步驟三如下拱頂三的計(jì)三算使用力法三典型三方程三求解三多余三力X1和X2，式三中的可以三參考三半襯三砌的三公式三通過三積分三計(jì)算三。解三出的X1和X2均含三有彈三性抗三力將X1和X2帶入三到三中求三出三，三將帶入三到溫克三爾假三定中就三可以三求出的值求出X1和X2的數(shù)三值后三，利三用靜力三平衡，計(jì)三算拱三頂?shù)娜鹘厝娴娜齼?nèi)力直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算邊墻三的計(jì)三算確定三完初三參數(shù)三后三，三即用三，當(dāng)四個(gè)三參數(shù)都確三定好三以后三，然三后按三照短梁、長(zhǎng)梁或者剛性三梁相對(duì)三應(yīng)的三公式三進(jìn)行三計(jì)算三，求三邊墻三的角三位移三、位三移、三內(nèi)力三。初參三數(shù)三，三可以三由下三式確三定直墻三拱結(jié)三構(gòu)內(nèi)三力計(jì)三算實(shí)三例1.工程三概況如圖三，某三直墻三拱的三拱頂三為等三厚單三心圓三拱，三拱頂三和邊三墻的三厚度三均為0.三5m，寬三度為1.三0m，跨三度為6.三3m，拱三的矢三高為f=2三.1三m，豎三向均三布荷三載（三包括三底層三壓力三和自三重）三，q0=5三5k三N/三m2，材三料的三彈性三模量E=1三.4三×1三07kN三/m2圍巖三的彈三性壓三縮系三數(shù)為K=4三×1三05kN三/m3直墻三拱斷三面直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算直墻三拱計(jì)三算簡(jiǎn)三圖2.內(nèi)力三計(jì)算邊墻三視為三彈性三地基三梁拱圈三的彈三性抗三力，三按二三次拋三物線三規(guī)律三分布直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算（1）拱三頂?shù)娜?jì)算1）幾三何尺三寸邊墻三的彈三性標(biāo)三準(zhǔn)值三：故邊三墻按三照長(zhǎng)梁來計(jì)三算直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算2）拱三圈的三力法三方程三中的三參數(shù)拱頂三結(jié)構(gòu)三計(jì)算三簡(jiǎn)圖a.拱的三單位三變位直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算其中三：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算b.拱的三載變?nèi)辉谪Q三向均三布荷三載三的作三用下三產(chǎn)生三的載三變位三：在水三平均三布荷三載三的三作用三下產(chǎn)三生的三載變?nèi)唬褐眽θ敖Y(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算在水三平三三角形三分布三的作三用下三產(chǎn)生三的載三變位三：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算將以三上三三種荷三載引三起的三位移三相疊三加得三到：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算c.拱的三彈性三抗力三位移直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算d.墻頂三的單三位位三移與三荷載三引起三的位三移由于三對(duì)稱三關(guān)系三，只計(jì)三算左三邊墻，由三前面三計(jì)算三可以三得知三邊墻三屬于三長(zhǎng)梁三：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算e.左半三拱荷三載引三起墻三頂處三的豎三向力三、水三平力三、力三矩豎向三荷載三和水三平荷三載引三起的三內(nèi)力三：彈性三抗力三所引三起的三內(nèi)力三：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算f.邊墻三自重三：將參三數(shù)帶三入方三程中三可以三得到三：按照三長(zhǎng)梁三計(jì)算三時(shí)三不引三起墻三下端三位移三和內(nèi)三力，三的影三響也三很小三，可以三忽略三不計(jì)三，則三：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算所以三：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算3）解三多余三未知三力將以三上所三求得三的a值帶三入方三程中三可得下面三求彈三性抗三力直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算則：故可三以求三得：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算4）拱三頂?shù)娜齼?nèi)力將左三半拱三分為六等三段，計(jì)三算0~三6各截三面的三彎矩三和軸三力則可三知：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算（2）邊三墻的三計(jì)算因?yàn)槿Y(jié)構(gòu)三對(duì)稱三，取三左邊三墻為三研究三對(duì)象三，邊三墻屬三于長(zhǎng)三梁，三按照三長(zhǎng)梁三的相三應(yīng)公三式計(jì)三算，三墻頂三的力三矩三及水三平力則計(jì)三算得三：墻頂三的角三度直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算將邊三墻分三為五三等分三，每三段的三自重三為將坐三標(biāo)原三點(diǎn)取三在墻三頂，三求各三截面三的彎三矩三，三軸力三彈性三抗力其中三：直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算（a）彈三性抗三力分三布圖（b）彎三矩和三軸力三圖直墻三拱結(jié)三構(gòu)的三內(nèi)力三計(jì)算計(jì)算三結(jié)果三表明三：將邊三墻視三為彈三性地三基梁三上的半無三限長(zhǎng)三梁或三者柔三性梁，邊三墻的三下部三分彎三矩跟三軸力三以及三彈性三抗力三很小三，考三慮到三計(jì)算三誤差三，結(jié)三果基三本為三零，三也就三是說墻頂三的受三力和三變形三對(duì)墻三底沒三有影三響，這三種襯三砌適三用于三比較三好的三圍巖三中，三基本三不用三考慮三圍巖三的壓三力，滿足三前面三的假三設(shè)。7.三5連拱三結(jié)構(gòu)連拱三隧道三是洞三體襯三砌結(jié)三構(gòu)相三連的三一種三特殊三雙洞三結(jié)構(gòu)三形式三，即三連拱三隧道三的側(cè)三墻相三連。三該隧三道形三式主三要用三在山三區(qū)地三形較三為狹三窄，三或橋三隧相三連地三段，三最大三優(yōu)點(diǎn)三是雙三洞軸三線間三距可三以很三小，三減小三占地三，便三于洞三外接三線。三同時(shí)三，施三工更三復(fù)雜三，工三程造三價(jià)更三高，三工期三更長(zhǎng)三?？?cè)w看三用于三短隧三道較三為適三宜。概述7.三6拱形三隧道三襯砌三設(shè)計(jì)三一般三技術(shù)三要求襯砌三截面三類型三和幾三何尺三寸的三確定隧道三襯砌三結(jié)構(gòu)三類型三應(yīng)根三據(jù)隧三道圍三巖地三質(zhì)條三件、三施工三條件三和使三用要三求確三定。確定三襯砌三方案三時(shí)，三類型三要盡三量少三，且三同一三跨度三的拱三圈內(nèi)三輪廓三應(yīng)相三同。三一般三采取三調(diào)整三厚度三和局三部加三筋等三措施三來適三應(yīng)不三同的三地質(zhì)三條件三。建筑材料種類隧道和明洞襯砌洞門端墻、翼墻和洞口擋土墻拱圈邊墻仰拱混凝土20202030片石混凝土5050漿砌粗料石或混凝土塊3030—30漿砌塊石—30—30漿砌片石—50—50界面三最小三厚度三（cm）襯砌三截面三類型三和幾三何尺三寸的三確定襯砌三材料三的選三擇應(yīng)具三有足三夠的三強(qiáng)度三、耐三久性三和防三水性三。在三特殊三條件三下還三要求三具有三抗侵三蝕性三和抗三凍性三等。三從經(jīng)三濟(jì)角三度考三慮，三還要三滿足三成本三低，三易于三機(jī)械三化施三工等三條件三。常用三的襯三砌材三料主三要包三括：三混凝三土、三噴射三混凝三土、三鋼筋三混凝三土及三石材三等。襯砌三結(jié)構(gòu)三的一三般構(gòu)三造要三求混凝三土保三護(hù)層保護(hù)三層最三小厚三度，三裝配三式襯三砌為20mm，現(xiàn)三澆襯三砌內(nèi)三層為25mm，外三層為30mm。若三有侵三蝕性三介質(zhì)三作用三時(shí)可三增大三到50mm，鋼三筋網(wǎng)三噴混三凝土三一般三為20mm。隨三截面三厚度三增加三，保三護(hù)層三厚度三也應(yīng)三適當(dāng)三增加三。構(gòu)件厚度保護(hù)層最小厚度構(gòu)件厚度保護(hù)層最小厚度非侵蝕環(huán)境侵蝕環(huán)境非侵蝕環(huán)境侵蝕環(huán)境<15根據(jù)情況確定根據(jù)情況確定31~503.5415~3033.5>5045襯砌三結(jié)構(gòu)三的一三般構(gòu)三造要三求襯砌三的超三挖或三欠挖洞室三開挖三尺寸三不可三能與三襯砌三所設(shè)三計(jì)的三毛洞三尺寸三完全三符合三。超三挖通三常會(huì)三增加三回填三的工三作量三，欠三挖則三不能三保證三襯砌三截面三尺寸三?，F(xiàn)澆三混凝三土襯三砌一三般不三允許三欠挖三。通三常隧三道襯三砌結(jié)三構(gòu)，三平均三超挖三允許三值不三得超三過10三~1三5cm。變形三縫的三設(shè)置變形三縫一三般是三指沉三降縫三和伸三縮縫三。沉降三縫是三為了三防止三結(jié)構(gòu)三因局三部不三均勻三下沉三引起三變形三斷裂三而設(shè)三置的三，而三伸縮三縫是三為了三防止三結(jié)構(gòu)三因熱三脹冷三縮，三或濕三脹干三縮產(chǎn)三生裂三縫而三設(shè)置三的。沉降三縫是三滿足三結(jié)構(gòu)三在垂三直于三水平三方向三上的三變形三要求三而設(shè)三置的三，伸三縮縫三是滿三足結(jié)三構(gòu)在三軸線三方向三上的三變形三要求三而設(shè)三置的三。沉降三縫、三伸縮三縫寬三應(yīng)大三于20三mm，縫三內(nèi)可三夾瀝三青木三和瀝三青麻三絲。伸縮三縫、三沉降三縫應(yīng)三垂直三于隧三道軸三線豎三向設(shè)三置。襯砌三結(jié)構(gòu)三的一三般構(gòu)三造要三求鋼筋三混凝三土襯三砌的三配筋配筋三形式鋼筋三混凝三土襯三砌的三配筋全部三環(huán)向三鋼筋三的配三筋百三分率三不宜三超過3%，常三用0.三5~三1.三5%受力三鋼筋三直徑常用12三~1三8m三mc.每延三米長(zhǎng)三度內(nèi)三也不三宜超三過8~三10根，三可以三布置三成兩三排或三三排環(huán)向三受力三鋼筋為使三襯砌三受力三均勻三，并三防止三收縮三、溫三差等三應(yīng)力三使混三凝土三表面三裂縫三，同三時(shí)能三固定三受力三鋼筋三位置三，需三沿襯三砌縱三向配三置一三定數(shù)三量的三分布三鋼筋常用三鋼筋三為φ6~12，間三距一三般為20~50三cm，每三米寬三度內(nèi)三不得三少于三兩根縱向三分布三鋼筋為了三維持三鋼筋三位置三，需三沿厚三度方三向配三置箍三筋常用三箍筋三形式三為單三肢箍三筋，三一般三為φ6~10，當(dāng)三襯砌三厚度d<三80三cm時(shí)，三常用φ6，當(dāng)d=三80~15三0c