隧道原理课程设计隧道原理课程设计.docVIP

目录 一 基本资料 2 二 曲线隧道净加宽值 2 2.1．加宽原因 2 2.2．加宽值的计算 3 三 双线曲墙式衬砌的内轮廓线 4 四. 衬砌结构的设计及检算 4 4.1 衬砌结构的设计 4 4.1.1 一般规定 5 4.1.2 衬砌设计 5 4.2 衬砌结构的检算 5 4.2.1 衬砌结构的设计 5 4.2.2 结构的理想化 7 4.2.3 衬砌内力的计算 9 4.2.4 衬砌截面的强度检算 12 一 基本资料 计算以下条件的曲线隧道净空加宽值，并画出双线曲墙式衬砌的内轮廓线，标注详细尺寸。设计该隧道的初期支护及二次衬砌的支护参数，并采用弹性链杆法检算支护强度是否满足隧道设计规范的要求。 ①双线隧道； ②电力牵引； ③行车速度V=150km/h； ④曲线半径为学号最后三位数的100倍，即R=2400m。 ⑤围岩级别为Ⅴ级 二 曲线隧道净加宽值 　2.1．加宽原因 　①车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆本身却不能随线路弯曲仍保持其矩形形状。故其两端向曲线外侧偏移（dd内1）。 ②由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动了一个距离（d内2）。 2.2．加宽值的计算 　 （1）双线曲线隧道加宽值的计算 ①车辆中间部分向曲线内侧的偏移 d内1= l2/8R ②车辆两端向曲线外侧的偏移 d外=(L2- l2) /8R ③外轨超高使车体向曲线内侧倾移 d内2= HE/150=2.7E =0.76*150*150/2400=7.125㎝ 式中 l—车辆转向架中心距，可取18m； L——标准车辆长度，我国为26m； R——曲线半径（m）； H——隧道限界控制点自轨面起的高度； E——曲线外轨超高值，其最大值不超过15㎝。 （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W1W2与单线曲线隧道加宽值的计算相同。即 内侧加宽 W1= d+ d内2= 4050/R+2.7E=4050/240+2.7*7.125=20.93（㎝） 外侧加宽 W2= d= 4400/ R=4400/2400=1.83（㎝） W3 按以下两种情况计算： 当外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超W3=8450/ R+ 1.2E=8450/2400+1.2*7.125=12.07（㎝） 总加宽 W= W1+ W2+ W3 =20.93+1.83+12.07=34.83（㎝） （3）曲线隧道中线与线路中线偏移距离 曲线隧道内外侧加宽值不同（内侧加宽大于外侧加宽），断面加宽后， 三 双线曲墙式衬砌的内轮廓线 见附录T-1 四. 衬砌结构的设计及检算 4.1 衬砌结构的设计 隧道在一般情况下应做衬砌，其结构的型式及尺寸，可根据围岩级别、水文地质条件、埋置深度、结构工作特点，结合施工条件等，通过工程类比和结构计算确定，必要时，还应经过试验论证。隧道衬砌类型主要有以下几种：整体式模筑混凝土衬砌、装配式衬砌、喷锚支护及复合式衬砌。 4.1.1 一般规定 (1)隧道一般可采用整体式衬砌或复合式衬砌；在I～II级围岩短隧道中，可采用喷锚衬砌。 (2)不设仰拱的隧道应做底板，单线隧道其厚度不应小于20cm。[1] (3)位于曲线地段的隧道其断面要加宽。 (4)衬砌拱圈可设计为等截面或边截面形式；IV～VI级围岩地段，应采用曲墙有仰拱衬砌。 (5)最冷月平均气温低于-15℃的地区，应根据情况设置变缝。 4.1.2 衬砌设计 由于隧道围岩级别为V级，根据《铁路工程设计技术手册·隧道》的相关规定，拟采用喷锚支护，复合式衬砌。初期支护时，对于V级围岩打入3.0m长的锚杆，在围岩破碎段铺设钢筋网，然后喷混凝土；二次衬砌采用全液压衬砌台车浇筑而成，厚度cm。详细衬砌支护参数如表4.1所示。V级围岩隧道衬砌结构横断面细部尺寸参照复合式衬砌断面标准图来拟定，衬砌结构横断面图分别见附录一。 4.2 衬砌结构的检算 4.2.1 衬砌结构的设计 隧道衬砌结构根据结构力学方法(荷载-结构模型)，假设衬砌结构与围岩全面、紧密地接触，采用主动荷载加被动荷载(弹性抗力)模式，按照弹性链杆法原理来计算衬砌结构的内力。 表4.1 线隧道复合式衬砌支护参数[1] 围 岩 级 别 预留变 形量 (cm) 初期支护 二次衬 砌厚度 (cm) 喷混凝土 锚杆