隧道工程 教学配套课件 戴俊 第3章 隧道横断面与隧道洞门设计.pdfVIP

第3章 隧道横断面与隧道洞门设计 3.1 隧道净空与限界 3.2 铁路隧道曲线段加宽 3.3 隧道横断面设计 3.4 横洞设计与避车洞设计 3.5 隧道洞门形式与结构选择 3.1 隧道净空与限界 3.1.1 隧道净空与限界的基本概念 3.1.2 铁路和公路隧道建筑限界 3.1.1 隧道净空与限界的基本概念 图3-1 公路隧道横断面 3.1.2 铁路和公路隧道建筑限界 1.铁路隧道建筑限界 2.公路隧道建筑限界 1.铁路隧道建筑限界 图3-2 铁路隧道建筑限界示意图 1.铁路隧道建筑限界 图3-3 蒸汽及内燃牵引的单线、双线铁路隧道限界图 1.铁路隧道建筑限界 图3-4 电力牵引的单线、双线铁路隧道限界图 1.铁路隧道建筑限界 图3-5 时速200km/h新建铁路隧道建筑限界图(单位：cm) a)单线隧道建筑限界 b)双线隧道建筑限界 1.铁路隧道建筑限界 图3-6 武广客运专线设计时速350km/h双线铁路隧道建筑限界图(单位：cm) 2.公路隧道建筑限界 2.连拱隧道的左侧可不设检修道或人行道，但应设50cm(120km/h与100km/h时)或25cm (80km/h与60km/h时)的余宽。 3.设计速度120km/h时，两侧检修道宽度均不宜小于1.00m；设计速度100km/h时，右 侧检修道宽度不宜小于1.00m。 2.公路隧道建筑限界 图3-7 公路隧道建筑限界图(单位：cm) H—建筑限界高度 W—行车道宽度 —左侧向宽度 —右侧向宽度 C—余宽 J—检修道宽度 R—人行道宽度 h—检修道或人行道的高度 —建筑限界左顶角宽度 —建筑限界右顶角宽度，当≤1m时，  ，当＞1m时，=1m 3.2 铁路隧道曲线段加宽 1.加宽原因 2.加宽值计算 3.曲线隧道中线与线路中线偏移距离 4.曲线隧道加宽的平面设计 5.时速200km/h以上曲线隧道净空加宽 1.加宽原因 1)车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车体是刚性的，其矩形形状不会改 变，这就使得车厢两端产生向曲线外侧的偏移d外，车厢中间部分则向曲线内侧偏移 1，如图3-8所示。2)由于曲线上存在外轨超高，导致车辆向曲线内侧倾斜，使车辆 限界的各个控制点在水平方向上向内移动了一个距离2，如图3-9所示。 1.加宽原因 图3-8 曲线隧道净空加宽平面示意图 2.加宽值计算 (1)单线曲线隧道加宽值的计算 (2)双线曲线隧道加宽值的计算 双线曲线隧道的内侧加宽值W1及外侧加宽值W 与单2 线隧道加宽值的计算相同。 2.加宽值计算 图3-10 单线曲线隧道加宽示意图 4.曲线隧道加宽的平面设计 图3-12 曲线隧道和直线隧道衔接平面设计 3.3 隧道横断面设计 3.3.1 基本设计内容与方法 3.3.2 铁路隧道衬砌断面设计 3.3.3 公路隧道衬砌断面设计 3.3.4 隧道衬砌截面厚度 3.3.5 高速铁路隧道横断面设计 3.3.1 基本设计内容与方法 1.横断面设计基本内容 2.横断面设计方法 1.横断面设计基本内容 隧道的净空限界确定以后，就可以据此进行隧 道衬砌断面的初步拟定。由于隧道衬砌是一个 超静定结构，不能直接用力学方法计算出的截 面尺寸，而是先拟定一种截面尺寸，按照这个 截面尺寸来验算在荷载作用下的内力。 2.横断面设计方法 1)确定隧道类型，选定相应建筑限界。 2)根据围岩类别初步拟定截面厚度。 3)编制计算机程序，对拟定的各种衬砌断面方案进行计算比较和优化，得出最优的断 面几