西安科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）公路隧道設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 概述11.1.1 隧道及其分類(lèi)11.1.2 隧道的作用及其優(yōu)點(diǎn)11.1.3 隧道工程及其發(fā)展11.1.4 新奧法施工21.2 目的和意義2第2章 設(shè)計(jì)要求42.1 技術(shù)要求42.1.1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)42.1.2 材料52.1.3 設(shè)計(jì)規(guī)范52.2 設(shè)計(jì)基本資料5第3章 初步設(shè)計(jì)63.1 圍巖分類(lèi)63.2 隧道平面布置63.2.1 隧道平面布置方案比選63.2.2 隧道平面線形73.2.3 隧道縱坡73.3 隧道凈空斷面7第4章 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算94.1 荷載確定94.1.1 計(jì)算垂直均布?jí)毫Γ?4.1.2 劃分淺埋和深埋隧道的分界：94.2 襯砌幾何要素114.2.1 襯砌幾何尺寸114.2.2 半拱軸線長(zhǎng)度及分段軸長(zhǎng)124.2.3 各分塊接縫（截面）中心幾何要素124.3 計(jì)算位移134.3.1 單位位移134.3.2 主動(dòng)荷載引起的位移154.3.3 單位彈性抗力及相應(yīng)的摩擦力引起的位移244.3.4 墻底（彈性地基上的剛性梁）位移334.4 解力法方程334.5 主動(dòng)荷載及被動(dòng)荷載（）產(chǎn)生的襯砌內(nèi)力364.6 最大抗力值的求解384.7 計(jì)算襯砌總內(nèi)力404.8 襯砌截面強(qiáng)度驗(yàn)、檢算44第5章 襯砌結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施455.1 襯砌結(jié)構(gòu)方案455.1.1 明洞455.1.2 暗洞襯砌結(jié)構(gòu)455.1.3 襯砌支護(hù)參數(shù)465.1.4 二次襯砌485.2 洞門(mén)485.3 隧道防排水495.3.1 防水工程495.3.2 排水工程495.4 隧道通風(fēng)505.4.1 確定通風(fēng)方式505.4.2 計(jì)算參數(shù)515.4.3 計(jì)算新風(fēng)量515.4.4 確定風(fēng)機(jī)組數(shù)525.5 保溫工程535.6 洞內(nèi)橫通道535.7 緊急停車(chē)帶545.8 洞內(nèi)檢修道、設(shè)備洞室545.9 洞內(nèi)路面545.9.1 正線隧道路面545.9.2 汽車(chē)橫通道路面555.9.3 人行橫通道路面555.10 內(nèi)裝與防噪設(shè)施555.11 隧道消防系統(tǒng)555.12 隧道照明55第6章 施工方案58結(jié)論60致謝61參考文獻(xiàn)62附錄 163附錄 26671第1章 緒論1.1 概述1.1.1 隧道及其分類(lèi)隧道通常指作用地下通道的工程建筑物。一般可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是修建在巖層中的，稱為巖石隧道；一類(lèi)是修建在土層中的，稱為軟土隧道，埋深較淺的隧道，一般采用明挖法施工，埋置較深的隧道則多采用暗挖法施工。1.1.2 隧道的作用及其優(yōu)點(diǎn)隧道在山嶺地區(qū)可用做克服地形或高程障礙，改善線形，提高車(chē)速，縮短里程，節(jié)約燃料，節(jié)省時(shí)間，減少對(duì)植被的破壞，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；還可用做克服落石、坍方、雪崩、雪堆等危害。在城市可減少用地，構(gòu)成立體交叉，解決交叉路口的擁擠阻塞，疏導(dǎo)交通，保護(hù)環(huán)境，提高社會(huì)綜合效益。在江河、海峽、港灣地區(qū)，可不影響水路通航。修建隧道既能保證路線平順、行車(chē)安全、提高舒適性和節(jié)約運(yùn)費(fèi)，又能增加隱蔽性、提高防護(hù)能力和不受氣候影響。1.1.3 隧道工程及其發(fā)展近代隧道興起于運(yùn)河時(shí)代，從十七世紀(jì)起，歐洲陸續(xù)修建了許多運(yùn)河隧道。其中法國(guó)蘭葵達(dá)克（Languedoc）運(yùn)河隧道，建于年，長(zhǎng)，它可能是最早用火藥開(kāi)鑿的公路隧道。1830年前后，鐵路成為新的運(yùn)輸手段。隨著鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，隧道也越來(lái)越多。年已出現(xiàn)了長(zhǎng)穿越阿爾卑斯山的最大鐵路隧道。目前最長(zhǎng)的鐵路隧道已達(dá)。較為完善的水底道路隧道建于1927年，位于紐約哈德遜河底（Holland隧道）?，F(xiàn)在世界上的長(zhǎng)大道路隧道（以上）和長(zhǎng)大水底隧道（）將近百條，最長(zhǎng)的為位于瑞士中部蘆塞恩湖南側(cè)的圣哥達(dá)（St.Gotthard）汽車(chē)專(zhuān)用隧道，全長(zhǎng)。隧道施工與地面建筑物施工不同，其空間有限，工作面狹小、光線暗，勞動(dòng)條件差，給施工增加了難度。隧道工程的施工條件是極其惡劣的，體力勞動(dòng)強(qiáng)度和施工難度都相當(dāng)大。為了減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，人們?cè)?jīng)做過(guò)不懈的努力。古代一直使用“火焚法”和鐵錘剛釬等原始工具進(jìn)行開(kāi)挖，直到上個(gè)世紀(jì)才開(kāi)始采用鉆爆作業(yè)，至今大約有一百多年的歷史。在此期間發(fā)明了鑿巖機(jī)，經(jīng)過(guò)將近一個(gè)世紀(jì)的努力，發(fā)展成為今天的高效率大型多頭搖臂鉆機(jī)，工人們已經(jīng)從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)了。和鉆爆開(kāi)挖法完全不同的還有兩種機(jī)械開(kāi)挖法。一種是用于軟土地層的盾構(gòu)機(jī)，發(fā)明于1818年，經(jīng)過(guò)一個(gè)半世紀(jì)的不斷改進(jìn)，已經(jīng)從手工開(kāi)挖式盾構(gòu)發(fā)展到機(jī)械化乃至全機(jī)械化盾構(gòu)，能廣泛用于各種復(fù)雜的軟土地層的掘進(jìn)。另一種是用于中等堅(jiān)硬巖石地層的巖石隧道掘進(jìn)機(jī)。目前，已經(jīng)發(fā)展成大斷面的帶有激光導(dǎo)向和隨機(jī)支護(hù)裝置的先進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)，機(jī)械化程度大大提高，加上輔助的通風(fēng)除塵裝置，使工作環(huán)境得到很大改善。目前應(yīng)用高壓水的射流破巖技術(shù)已經(jīng)過(guò)關(guān)，它能以很快的速度在花崗巖中打出炮眼，再在隧道周邊用高壓水切槽，然后爆破破巖。優(yōu)點(diǎn)是減少超挖，可以開(kāi)鑿任意斷面形狀的隧道，保護(hù)圍巖，降低支護(hù)成本，并能增加自由面以降低炸藥消耗和炮眼數(shù)量。但消耗功率較大，設(shè)備成本較高，技術(shù)上還未達(dá)到十分成熟的程度。1.1.4 新奧法施工新奧法是本世紀(jì)四十年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的，它是以噴混凝土和錨桿為主要支護(hù)手段的一種方法。這種方法把坑道的襯砌支護(hù)與圍巖看作是互相作用的一個(gè)整體，既發(fā)揮圍巖的自承能力，又使支護(hù)起到加固圍巖的作用。在確?？拥婪€(wěn)定的基礎(chǔ)上，使設(shè)計(jì)更加合理、經(jīng)濟(jì)。目前這種方法還處于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段，需在實(shí)施過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)加以修正。新奧法與傳統(tǒng)的礦山法相比，更能結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件。隨著理論上的日益完善，將會(huì)在地下工程中得到更加廣泛的應(yīng)用。1.2 目的和意義立題的目的:畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年學(xué)習(xí)知識(shí)的檢驗(yàn)和考察，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)有更深一步的了解，和更深一步的掌握，以便在以后的學(xué)習(xí)工作中能靈活的運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)。立題的意義：畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年來(lái)最重要的一項(xiàng)學(xué)習(xí)內(nèi)容，是對(duì)四年所學(xué)知識(shí)的總結(jié)與運(yùn)用。通過(guò)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，在課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，結(jié)合工程實(shí)際，參考國(guó)家有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、工程設(shè)計(jì)圖集及其他參考資料，獨(dú)立地完成所要求的設(shè)計(jì)任務(wù)。同時(shí)要系統(tǒng)的掌握設(shè)計(jì)計(jì)算步驟、方法，培養(yǎng)我們分析、解決問(wèn)題的能力，為以后的走上工作崗位，從事有關(guān)設(shè)計(jì)、施工等具體實(shí)踐工作奠定基礎(chǔ)。第2章 設(shè)計(jì)要求2.1 技術(shù)要求2.1.1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、隧道設(shè)計(jì)按遠(yuǎn)期交通量（2030年交通量值）設(shè)計(jì)2、設(shè)計(jì)速度與凈空（1）設(shè)計(jì)速度 隧道幾何線形，斷面凈空按120km/h設(shè)計(jì)。 隧道照明設(shè)計(jì)速度按80km/h設(shè)計(jì)。 隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)速度按80km/h設(shè)計(jì)。（2）隧道凈空：根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTGB012003）確定a、建筑限界基本寬度： 行車(chē)道：W23.75m 側(cè)向?qū)挾龋篖左0.75m L右1.25m 側(cè)向余寬：C0.5m 檢修道：J0.75m 總基本寬度為：11.0mb、隧道建筑限界凈高：5.0m（檢修道凈高2.5m）。c、汽車(chē)橫通道（兩隧道之間） 行車(chē)道：W3.5m 側(cè)向?qū)挾龋篖20.25m 側(cè)向余寬：C20.25m 凈高：4.5md、洞內(nèi)緊急停車(chē)帶 寬3.5m，長(zhǎng)30m，過(guò)度段25m，凈高5m。3、洞內(nèi)環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn)（1）隧道內(nèi)一氧化碳CO允許濃度：a、隧道內(nèi)工作人員休息室和控制人員長(zhǎng)期停留的工作間為24ppm。b、正常營(yíng)運(yùn)時(shí)為150ppm。c、發(fā)生交通阻塞時(shí)，短時(shí)間（20min）以內(nèi)為300ppm。（2）隧道內(nèi)煙塵允許濃度：a、正常營(yíng)運(yùn)時(shí)： 計(jì)算行車(chē)速度80km/h時(shí)為0.0070m-1；b、交通阻塞時(shí)為0.012m-12.1.2 材料1、 混凝土：、混凝土；2、 鋼筋；3、 錨桿；4、 管棚；5、 土工布。2.1.3 設(shè)計(jì)規(guī)范1、 公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ026-90）2、 公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D70-2004）3、 公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ026.1-1999）4、 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTGB01-2003）2.2 設(shè)計(jì)基本資料哈爾濱繞城公路總體方案布局在選定的松花江大橋橋址和東風(fēng)互通之間經(jīng)過(guò)天恒山，天恒山距松花江約，地貌屬于松花江流域崗阜狀平原，地勢(shì)呈波狀起伏，地質(zhì)構(gòu)造主要由上更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)和下更新統(tǒng)的黃土狀亞粘土、亞粘土砂、砂礫石等物質(zhì)組成；松花江至山腳段屬于低漫灘地貌，地形平坦，牛軛湖、沼澤、砂丘較發(fā)育，組成物質(zhì)為全新統(tǒng)和下更新統(tǒng)淤泥質(zhì)亞粘土、砂、砂礫石；松花江和天恒山中間沒(méi)有高漫灘和階地過(guò)度。路線通過(guò)天恒山長(zhǎng)度約，地面標(biāo)高變化情況，山坡略陡，山頂平緩，山上伴有沖溝。第3章 初步設(shè)計(jì)3.1 圍巖分類(lèi)隧道圍巖比較單一，主要為粘性土，局部見(jiàn)砂層。隧道處構(gòu)造不發(fā)育，隧道圍巖受地質(zhì)構(gòu)造影響程度為輕微影響。根據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 026-90）中規(guī)定，隧道圍巖分類(lèi)見(jiàn)下表：表3-1 隧道圍巖分類(lèi)表（上行線）里程樁號(hào)巖土名稱長(zhǎng)度圍巖類(lèi)別占總長(zhǎng)比例（%）K88+220K88+258.4粉沙38.402.3K88+258.4K89+639.81亞粘土、粘土1381.4181.7K89+639.81K89+825.95亞粘土186.1411.0K89+825.95K89+910亞粘土84.055.03.2 隧道平面布置3.2.1 隧道平面布置方案比選天恒山隧道在可研階段平面布置有兩個(gè)方案：方案一為小凈距+分離方案，該方案為推薦方案；方案二為雙連拱隧道方案，該方案為比較方案。在初步設(shè)計(jì)階段，通過(guò)對(duì)隧道處路線平面線形的優(yōu)化，天恒山隧道平面布置可采用分離式（最小凈距38.5m）和連拱式，相應(yīng)的隧道結(jié)構(gòu)采用分離式和連拱式結(jié)構(gòu)形式，分離式結(jié)構(gòu)由于左右隧道之間的施工干擾相對(duì)較小，因此，工程的施工難度較小、造價(jià)低、工期短，工程中應(yīng)優(yōu)先采用。連拱式結(jié)構(gòu)施工難度較大、防水效果不易確保、工期長(zhǎng)、造價(jià)較高，但左右隧道的間距小，道路線形好，洞外道路的占地少。在初步設(shè)計(jì)階段，通過(guò)天恒山隧道的地質(zhì)鉆探了解到天恒山隧道地面線以下3040m為亞粘土，在亞粘土下為細(xì)紗。考慮到隧道若在砂層內(nèi)施工其難度較大，故初步設(shè)計(jì)階段天恒山隧道處的縱斷控制條件為在可能的情況下將隧道底面置于砂層以上。最后確定的縱斷，隧道洞身大致在K88+200K88+700范圍內(nèi)位于砂層內(nèi)，其余部分位于亞粘土層內(nèi)。由于分離式隧道方案在施工難度、工程投資和工期上較有優(yōu)勢(shì)，因此，本設(shè)計(jì)采用分離式單向行車(chē)雙車(chē)道隧道（上下行分離）?？裳须A段K90+010K90+440段按隧道考慮，在初步設(shè)計(jì)階段對(duì)K90+010K90+440段采用開(kāi)挖方案。具體原因如下：第一，在初步設(shè)計(jì)階段縱斷確定后該段大埋深僅為14.84m，如仍按隧道考慮，則該處隧道埋深淺、隧道長(zhǎng)、施工難度大；第二，如該段仍采用隧道方案，在K89+992處有一沖溝，溝底標(biāo)高位于隧道底標(biāo)高和隧道頂標(biāo)高之間，溝中水無(wú)法排出，且溝中水會(huì)沖刷隧道洞身，長(zhǎng)期沖刷會(huì)破壞隧道洞身的穩(wěn)定性；第三，根據(jù)公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范（送審稿2003.05版）第11.1.5條第2點(diǎn)“隧道出口前方互通式立體交叉間的距離應(yīng)滿足一系列出口預(yù)告標(biāo)志的需要。當(dāng)條件受限時(shí)，隧道出口至前方互通立交出口漸變段起點(diǎn)的距離不得小于1000m?！钡囊螅缭摱稳圆捎盟淼?，則不滿足此要求。3.2.2 隧道平面線形天恒山隧道上行線K88+220K88+338.581位于R=5500的圓曲線內(nèi)，K88+338.581K88+706.887位于R=6700的圓曲線內(nèi)，K88+706.887K89+740.787位于R=6700的圓曲線內(nèi) ，不設(shè)標(biāo)高；其余路段位于直線段內(nèi)。3.2.3 隧道縱坡采用雙向人字坡，坡度均為1.43%和-1.026%。3.3 隧道凈空斷面隧道凈空斷面除應(yīng)符合建筑限界的規(guī)定以外，還應(yīng)考慮通風(fēng)設(shè)備及排水、照明、消防、監(jiān)控、管線電纜等設(shè)施所需的空間，并考慮土壓影響，施工方法等必要的富裕量。經(jīng)綜合考慮該隧道采用曲墻式斷面構(gòu)造。1、凈空經(jīng)過(guò)斷面優(yōu)化分析后確定隧道凈空斷面為單心圓。內(nèi)空考慮了側(cè)墻預(yù)留裝修層5cm，拱部考慮了施工誤差5cm，凈高5.0m，并預(yù)留20cm，拱頂部可安裝一組（兩臺(tái)）直徑1120mm的射流風(fēng)機(jī)，通訊、消防、配電洞室等在側(cè)墻部位另留空間。2、 橫斷面構(gòu)造（1）隧道橫斷面采用錨噴支護(hù)復(fù)合模筑混凝土襯砌，內(nèi)夾防排水層。（2）路面采用單面橫坡，坡度2%，路面單側(cè)設(shè)排水溝，路基中心設(shè)中心排水溝。（3）橫斷面右側(cè)溝槽設(shè)弱電纜及消防配水管，左側(cè)溝槽設(shè)強(qiáng)電電纜。（4）緊急停車(chē)帶凈空斷面增加緊急停車(chē)帶寬3.5m，其它同標(biāo)準(zhǔn)斷面。3、凈空斷面尺寸擬訂，相應(yīng)角度仰拱：，相應(yīng)角度為連接段：，相應(yīng)角度為。第4章 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算4.1 荷載確定4.1.1 計(jì)算垂直均布?jí)毫Γ?、垂直均布?jí)毫τ?jì)算式：式中：圍巖類(lèi)別，類(lèi)圍巖；類(lèi)圍巖圍巖容重，此處：類(lèi)圍巖；類(lèi)圍巖跨度影響系數(shù)， 故經(jīng)計(jì)算： 4.1.2 劃分淺埋和深埋隧道的分界：1、淺埋和深埋隧道的分界：式中：淺埋隧道分界深度（） 荷載等效高度（）在礦山法施工條件下，類(lèi)圍巖取故： 2、淺埋隧道荷載分兩種情況分別計(jì)算：（1）埋深（）小于或等于等效荷載高度時(shí)，荷載視為均布垂直壓力。 式中：垂直均布?jí)毫Γǎ? 隧道上覆圍巖重度（）; 隧道埋深，指坑頂至地面的距離（）。 側(cè)向壓力按均布考慮時(shí)其值為： 式中：側(cè)向均布?jí)毫Γǎ? 隧道高度（）； 圍巖計(jì)算摩擦角（），類(lèi)圍巖取35,類(lèi)圍巖取45。（2）埋深大于小于等于時(shí)，垂直壓力為：側(cè)向壓力為： 式中：在類(lèi)圍巖經(jīng)確定：一、在類(lèi)圍巖中K88+220K88+258.4段屬于淺埋隧道情況1；二、在類(lèi)圍巖中K88+258.4K88+361.7段屬于淺埋隧道情況1；三、在類(lèi)圍巖中K88+361.7K88+558.3段屬于淺埋隧道情況2；四、在類(lèi)圍巖中K88+558.3K89+301.1段屬于深埋隧道；五、在類(lèi)圍巖中K89+301.1K89+825.95段屬于淺埋隧道情況2；六、在類(lèi)圍巖中K89+825.95K89+910段屬于淺埋隧道情況1。經(jīng)計(jì)算：一、46.24107.2()12.811429.33（）二、120.6234.84（）20.8935.78（）三、226.29533.66（） 43.56（）； 69.00（） 108.89（）； 134.33（）四、234.84（）78.28117.42（）五、533.66306.48（） 108.89（）； 134.33（） 59.84（） 85.28（）六、286.7748.72（）77.9913.48（）4.2 襯砌幾何要素A、對(duì)于一、二、四、六段，圍巖的彈性抗力系數(shù)，襯砌材料采用混凝土，彈性模量，容重。B、對(duì)于三、五段，圍巖的彈性抗力系數(shù)，襯砌材料采用混凝土，彈性模量，容重。4.2.1 襯砌幾何尺寸內(nèi)輪廓線半徑，外輪廓線半徑拱軸線半徑：軸線圓弧中心角：4.2.2 半拱軸線長(zhǎng)度及分段軸長(zhǎng)分段軸線長(zhǎng)度：將半拱軸線等分為8段，每段軸線長(zhǎng)為4.2.3 各分塊接縫（截面）中心幾何要素1、 與豎直軸夾角（注：因墻底面水平，計(jì)算襯砌內(nèi)力時(shí)用）2、 接縫中心點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算 4.3 計(jì)算位移4.3.1 單位位移用辛普生法近似計(jì)算，按計(jì)算列表進(jìn)行。單位位移的計(jì)算見(jiàn)下表:表4-1 單位位移計(jì)算表積分系數(shù)0.3331.3330.6671.3330.6671.3330.6671.3330.333(1+y)2/I43.7059.46119.98261.26531.75977.821628.272481.573498.747740.97Y2/I01.2118.8791.27270.58608.111138.491866.682760.445295.12y/I07.2828.7163.15108.74163.01223.04285.60347.301048.141/I43.7043.7043.7043.7043.7043.7043.7043.7043.70349.70I0.0230.0230.0230.0230.0230.0230.0230.0230.023d0.650.650.650.650.650.650.650.650.65y00.170.661.452.493.735.106.547.95x01.422.773.974.955.676.086.165.91cos10.970.890.770.600.400.17-0.060sin00.230.450.640.800.920.981.001013.3426.6740.0153.3466.6880.0293.3590截面012345678注：1、截面慣性矩， ,取單位長(zhǎng)度。2、 不考慮軸力的影響。單位位移值計(jì)算如下：A、對(duì)于一、二、四、六段：計(jì)算精度校核為：閉合差。B、對(duì)于三、五段： 計(jì)算精度校核為：閉合差。4.3.2 主動(dòng)荷載引起的位移1、每一楔塊上的作用力豎向力：式中：襯砌外緣相鄰兩截面之間的水平投影長(zhǎng)度，經(jīng)計(jì)算得： (校核)水平壓力：式中：襯砌外緣相鄰兩截面之間的豎直投影長(zhǎng)度，經(jīng)計(jì)算得： （校核）自重力：式中：接縫的襯砌截面厚度。注：計(jì)算 時(shí)，應(yīng)使第8個(gè)楔塊的面積乘以。作用在各楔塊上的力均列入下表（表2-1），各集中力均通過(guò)相應(yīng)圖形的行心。2、外荷載在基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力楔塊上各集中力對(duì)下一接縫的力臂分別記為、。內(nèi)力按下式計(jì)算。彎矩:軸力：式中：、相鄰兩接縫中心點(diǎn)的坐標(biāo)增值，按下式計(jì)算：、的計(jì)算見(jiàn)下表。A、對(duì)于一、二、四、六段表4-2-1 載位移計(jì)算表（一、二、四、六）M0p0-262.50-1040.14-2227.7-3669.24-5184.58-6599.03-7770.32-8600.66-yE i-100-10.10-64.10-186.35-382.02-633.49-903.22-1140.8-x(Q+G)i-100-505.92-876.85-1034.50-944.69-624.02-136.33420.10y00.170.490.791.041.241.371.431.41x01.4241.351.200.990.720.410.08-0.25Ei-10020.5881.21178.63307.57461.09630.90807.85(Q+G)i-100375.45731.911051.421318.001518.541643.481687.34-Eae0-8.31-33.26-64.66-95.82-120.11-132.36-129.97-113.44-Gag0-16.63-15.74-13.99-11.49-8.37-4.80-0.972.91-Qaq0-237.55-212.62-168.06-113.36-60.16-19.77-0.810 力臂ae00.400.550.660.740.780.780.730.65ag00.710.670.600.490.360.210.04-0.12aq00.670.640.570.470.340.190.040 集中力E020.5860.6397.42128.94153.52169.81176.95174.54G023.3623.3623.3623.3623.3623.3623.3623.36Q0352.09 333.11296.15243.23177.18101.5820.510截面012345678表4-3-1 載位移N0p計(jì)算表 （一、二、四、六）截面sincos(Q+G)Esin(Q+G)cosEN0p0010000010.230.97375.4520.5886.6020.0366.5820.450.89731.9181.21328.5472.57255.9730.640.771051.42178.63675.95136.82539.1340.800.601318.01307.571057.34183.62873.7250.920.401518.53461.091394.48182.531211.9560.980.171643.54630.901618.59109.381509.2070.10-0.061687.34807.851684.45-47.231731.688101710.69982.401710.7001710.69基本結(jié)構(gòu)中，主動(dòng)荷載產(chǎn)生彎矩的較核為： 另一方面，從表中得到閉合差 ：B、對(duì)于三、五段：表4-2-2 載位移計(jì)算表（三、五）M0p0-565.97-2224.11-4688.58-7543.63-10324.70-12607.60-14087.30-14614.50-yE i-100-11.55-73.23-213.19-437.04-724.72-1033.30-1305.11-x(Q+G)i-100-1109.64-1921.37-2263.15-2061.54-1356.99-295.01904.79y00.170.490.791.041.241.371.431.41x01.421.351.200.980.720.410.08-0.25Ei-10023.5592.91204.35351.87527.49721.76924.197(Q+G)i-100823.471603.792300.132876.203302.193556.393626.35-Eae0-9.51-38.05-73.97-109.62-137.41-151.42-148.68-129.77-Gag0-16.63-15.74-13.99-11.49-8.37-4.80-0.972.91-Qaq0-539.82-483.17-381.91-257.60-136.70-44.93-1.830 力臂ae00.400.550.660.740.780.780.730.65ag00.710.670.600.490.360.210.04-0.12aq00.670.640.570.470.340.190.040 集中力E03.5569.37111.44147.51175.63194.27202.43199.68G023.3623.3623.3623.3623.3623.3623.3623.36Q0800.11756.96672.99552.72402.64230.8446.600截面012345678表4-3-2 載位移N0p計(jì)算表（三、五）截面sincos(Q+G)Esin(Q+G)cosEN0p0010000010.230.97823.4723.55189.9422.91167.0320.450.901603.7992.91719.9183.02636.8930.640.772300.13204.351478.74156.531322.2140.800.602876.20351.872307.38210.072097.3250.920.403302.19527.493032.43208.822823.6160.980.173556.39721.763502.53125.143377.4070.10-0.063626.35924.193620.14-54.033674.188103649.701123.873649.7003649.70基本結(jié)構(gòu)中，主動(dòng)荷載產(chǎn)生彎矩的較核為： 另一方面，從表中得到閉合差 ：3、 主動(dòng)荷載位移計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表。A、對(duì)于一、二、四、六段表4-4-1 主動(dòng)荷載位移計(jì)算表（一、二、四、六）截面M0p1/Iy/I(1+y)M0p/IM0py/IM0p(1+y)/I積分系數(shù)0043.70010000.3331-262.5043.707.281.17-11470.06-1909.92-13379.981.3332-1040.1443.7028.711.66-45449.77-29863.9-75313.620.6673-2227.7043.7063.152.45-97341.65-140680-238022.11.3334-3669.2443.70108.743.49-160330.9-398976-559307.60.6675-5184.5843.70163.004.73-226545.3-845130-10716751.3336-6599.0343.70223.046.10-288350.7-1471858-17602090.6677-7770.3243.70285.607.54-339531.5-2219189-25587201.3338-8600.6643.70347.308.95-375814.1-2987042-33628560.333-1354544-6538692-7893236計(jì)算精度校核閉合差 。B、對(duì)于三、五段表4-4-2 主動(dòng)荷載位移計(jì)算表（三、五）截面M0p1/Iy/I(1+y)M0p/IM0py/IM0p(1+y)/I積分系數(shù)0043.70010000.3331-565.9743.707.281.17-24730.37-4117.94-28848.31.3332-2224.1143.7028.711.66-97184.46-63857.36-1610420.6673-4688.5843.7063.152.45-204872-296085.9-5009581.3334-7543.6343.70108.743.49-329626.1-820260.8-11498870.6675-10324.743.70163.014.73-451147-1683010-21341571.3336-12607.643.70223.046.10-550899-2812010-33629090.6677-14087.343.70285.607.54-615559.9-4023319-46388791.3338-14614.543.70347.308.95-638595.6-5075678-57142740.333-2593084-12164689-14757773計(jì)算精度校核：閉合差 。4.3.3 單位彈性抗力及相應(yīng)的摩擦力引起的位移1、各接縫處的抗力強(qiáng)度抗力上零點(diǎn)假定在接縫3，最大抗力值假定在接縫5，；最大抗力值以上各截面抗力強(qiáng)度按下式計(jì)算： 查表4-1，算得：最大抗力值以下各截面抗力強(qiáng)度按下式計(jì)算： 式中：所考察截面外緣點(diǎn)到點(diǎn)的垂直距離；墻腳外緣點(diǎn)到點(diǎn)垂直距離。經(jīng)計(jì)算得：則：2、各楔塊上抗力集中力按下式近似計(jì)算：式中：楔塊外緣長(zhǎng)度； 的方向垂直于襯砌外緣，并通過(guò)楔塊上抗力圖形的形心。3、抗力集中力與摩擦力的合力按下式計(jì)算：式中：圍巖與襯砌間的摩擦系數(shù)，此處取。則：其作用方向與抗力集中力的夾角。由于摩擦阻力的方向與襯砌位移的方向相反，其方向向上。的作用點(diǎn)即為與襯砌外緣的交點(diǎn)。將的方向線延長(zhǎng)，使之交于豎直軸，量取夾角,將分解為水平與豎直兩個(gè)分力：計(jì)算見(jiàn)下表：表4-5 彈性抗力及摩擦力計(jì)算表截面（）0.5（i-1+i）(n)S外 R(n)ksinkcosk RH(n)RV(n)300000000040.540.271.50.4160.440.870.490.360.20510.771.51.1771.450.950.321.110.3760.890.951.541.4983.210.990.121.480.1870.560.731.551.1595.870.99-0.101.14-0.12800.281.350.38109.850.94-0.340.36-0.134、計(jì)算單位抗力及其相應(yīng)的摩擦力在基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力彎矩： 軸力： 式中：力至接縫中心點(diǎn)的力臂。計(jì)算見(jiàn)下表：A、 對(duì)于一、二、四、六段 表4-6-1 計(jì)算表（一、二、四、六）M0(h)-0.206-1.585-4.979-10.120-15.983R8=0.383787h-R8r8i-0.422r8i1.100R7=1.1471256h-R7r7i-0.964-2.593r7i0.8402.260R6=1.4871694h-R6r6i-1.145-3.257-5.265r6i0.7702.1903.540R5=1.1744517h-R5r5i-0.799-2.478-4.052-5.426r5i0.6802.1103.4504.620R4=0.4096017h-R4r4i-0.205-0.786-1.356-1.847-2.277r4i0.5001.9203.3104.5105.560截面45678 表4-7-1 計(jì)算表（一、二、四、六）N0(h)-0.051-0.0530.2290.8720.504cosRh(h)0.2130.5820.511-0.2390Rh(h)0.3561.4672.9464.0884.449sinRv(h)0.1620.5290.7400.6330.504Rv(h)0.2020.5760.7520.6340.504cos0.5970.3960.173-0.0580sin0.8020.9180.9850.998153.34466.68080.01693.35290截面45678B、對(duì)于三、五段 表4-6-2 計(jì)算表（三、五）M0(h)-0.205-1.585-4.979-10.120-15.981R8=0.383787h-R8r8i-0.422r8i1.096R7=1.1471256h-R7r7i-0.964-2.593r7i0.8402.260R6=1.4871694h-R6r6i-1.145-3.257-5.265r6i0.7702.1903.540R5=1.1744517h-R5r5i-0.799-2.478-4.052-5.426r5i0.6802.1103.4504.620R4=0.4096017h-R4r4i-0.205-0.786-1.356-1.847-2.277r4i0.5001.9203.3104.5105.560截面45678表4-7-2 計(jì)算表（三、五）N0(h)-0.051-0.0530.2290.8720.504cosRh(h)0.2130.5820.511-0.2390Rh(h)0.3561.4702.9464.0884.449sinRv(h)0.1620.5290.7400.6330.504Rv(h)0.2020.5760.7520.6340.504cos0.5970.3960.173-0.0580sin0.8020.9180.9850.998153.34466.68080.01693.35290截面456785、單位抗力及相應(yīng)摩擦力產(chǎn)生的載位移計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：A、對(duì)于一、二、四、六段表4-8-1 單位抗力及摩擦力產(chǎn)生的載位移計(jì)算表（一、二、四、六）截面（h）1/Iy/I(1+y)/Iy/I(1+y)/I積分系數(shù)4-0.2043.70108.743.49-8.95-22.27-31.220.6675-1.5943.70163.014.73-69.26-258.38-327.641.3336-4.9843.70223.046.10-217.56-1110.52-1328.090.6677-10.1243.70285.607.54-442.19-2890.15-3332.341.3338-15.9843.70347.308.95-698.38-5550.82-6249.190.333-1065.73-6803.51-7869.24校核為：閉合差 。B、對(duì)于三、五段表4-8-2 單位抗力及摩擦力產(chǎn)生的載位移計(jì)算表（三、五）截面（h）1/Iy/I(1+y)/Iy/I(1+y)/I積分系數(shù)4-0.2043.70108.743.49-8.95-22.27-31.220.6675-1.5943.70163.014.73-69.26-258.38-327.641.3336-4.9843.70223.04