郭家沱南北向路網(wǎng)道路工程設(shè)計-佳慶路道路工程（隧道段）隧道結(jié)構(gòu)計算書目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1概述 )式中：、——內(nèi)、外側(cè)常時側(cè)壓力系數(shù)；計算參數(shù)與計算荷載參數(shù)取值對于荷載結(jié)構(gòu)法，模型計算參數(shù)主要為巖土體重度、巖土體彈性抗力系數(shù)、計算摩擦角、滑面摩擦角。參照地勘報告，上述計算參數(shù)取值如下：γ=20kN/m3；彈性抗力系數(shù)k=150MPa/m；計算摩擦角φc=35°；滑面摩擦角θ=0.4φc。結(jié)構(gòu)荷載作用于襯砌結(jié)構(gòu)上的荷載主要由兩部分組成，即巖土體荷載路面附加荷載，計算過程中，路面附加荷載以附加1m土體的方式進行綜合考量。依照《公路隧道設(shè)計規(guī)范第一冊土建工程》（JTGD70-2018）計算可得，不同明挖襯砌結(jié)構(gòu)最大荷載如下。表STYLEREF1\s5SEQ表\*ARABIC\s11不同覆土高度隧道荷載取值表（kN/m）序號襯砌類型土高/m計算荷高/mqqze1e2e1’e2’1SMa型561207637.898.837.861.72SMb型1011220.07669.2130.369.293.13SMc型1516297.076100.7161.7100.7124.64SMd型2021380.576132.2193.2132.2156.1圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s11連拱隧道荷載分布示意圖結(jié)構(gòu)承載安全驗算SMa型襯砌斷面型式SMa型襯砌結(jié)構(gòu)適用于明洞洞頂回填覆土厚度小于5m，襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計如下。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s11襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計圖計算模型荷載結(jié)構(gòu)法計算過程中，地層松動對襯砌結(jié)構(gòu)的不利作用以荷載形式表達，襯砌變形受地層約束效應以彈性地基梁表示，襯砌結(jié)構(gòu)自身通過梁單元模擬，為表征填充混凝土作用，分別取連拱計算模型，半截面計算模擬進行驗算分析。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s12全截面計算模型圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s13半截面計算模型結(jié)構(gòu)驗算(1)全截面驗算襯砌結(jié)構(gòu)連拱計算模型計算得出軸力、彎矩分布如下。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s14軸力分布圖圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s15彎矩分布圖提取襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位軸力、彎矩進行結(jié)構(gòu)承載安全與耐久性驗算，得出安全系數(shù)與裂縫寬度如下表所示，由表可知，安全系數(shù)均大于2.4的控制標準，裂縫寬度均小于2.0的控制標準，滿足規(guī)范要求。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s11結(jié)構(gòu)驗算表截面位置厚度（mm）驗算參數(shù)（mm）內(nèi)力安全系數(shù)裂縫寬度保護層厚度鋼筋布置彎矩（kN?m/m）軸力（kN/m）拱頂60050C22@200144.0-575.611.71滿足拱肩60050C22@200-138.3-775.112.79滿足邊墻75050C22@200-292.7-1142.59.31滿足仰拱60050C22@200138.3-1041.810.69滿足(2)半截面驗算襯砌結(jié)構(gòu)半截面計算模型計算得出軸力、彎矩分布如下。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s16軸力分布圖圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s17彎矩分布圖提取襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位軸力、彎矩進行結(jié)構(gòu)承載安全與耐久性驗算，得出安全系數(shù)與裂縫寬度如下表所示，由表可知，安全系數(shù)均大于2.4的控制標準，裂縫寬度均小于2.0的控制標準，滿足規(guī)范要求。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s12結(jié)構(gòu)驗算表（標準組合）截面位置厚度（mm）驗算參數(shù)（mm）內(nèi)力安全系數(shù)裂縫寬度保護層厚度鋼筋布置彎矩（kN?m/m）軸力（kN/m）拱頂60050C22@200142.6-587.612.02滿足拱肩60050C22@200-143.7-799.112.37滿足邊墻75050C22@200-405.6-1229.35.87滿足仰拱60050C22@200188.3-1060.59.37滿足SMb型襯砌斷面型式SMb型襯砌結(jié)構(gòu)適用于明洞洞頂回填覆土厚度小于10m，襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計如下。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s18襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計圖計算模型與SMa型相同，調(diào)整梁截面參數(shù)取值以反映SMb型襯砌厚度。計算結(jié)果(1)全截面驗算襯砌結(jié)構(gòu)連拱計算模型計算得出軸力、彎矩分布如下。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s19軸力分布圖圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s110彎矩分布圖提取襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位軸力、彎矩進行結(jié)構(gòu)承載安全與耐久性驗算，得出安全系數(shù)與裂縫寬度如下表所示，由表可知，安全系數(shù)均大于2.4的控制標準，裂縫寬度均小于2.0的控制標準，滿足規(guī)范要求。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s13結(jié)構(gòu)驗算表（標準組合）截面位置厚度（mm）驗算參數(shù)（mm）內(nèi)力安全系數(shù)裂縫寬度保護層厚度鋼筋布置彎矩（kN?m/m）軸力（kN/m）拱頂70050C25@150297.5-953.48.70滿足拱肩70050C25@150-266.0-1348.09.22滿足邊墻85050C25@150-557.2-1824.46.91滿足仰拱70050C25@150287.5-1621.88.00滿足(2)半截面驗算襯砌結(jié)構(gòu)半截面計算模型計算得出軸力、彎矩分布如下。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s111軸力分布圖圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s112彎矩分布圖提取襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位軸力、彎矩進行結(jié)構(gòu)承載安全與耐久性驗算，得出安全系數(shù)與裂縫寬度如下表所示，由表可知，安全系數(shù)均大于2.4的控制標準，裂縫寬度均小于2.0的控制標準，滿足規(guī)范要求。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s14結(jié)構(gòu)驗算表（標準組合）截面位置厚度（mm）驗算參數(shù)（mm）內(nèi)力安全系數(shù)裂縫寬度保護層厚度鋼筋布置彎矩（kN?m/m）軸力（kN/m）拱頂70050C25@150235.7-978.911.60滿足拱肩70050C25@150-235.5-1342.29.70滿足邊墻85050C25@150-616.9-1946.26.20滿足仰拱70050C25@150284.7-1685.07.84滿足SMc型襯砌斷面型式SMc型襯砌結(jié)構(gòu)適用于明洞洞頂回填覆土厚度小于15m，襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計如下。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s113襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計圖計算模型與SMa型相同，調(diào)整梁截面參數(shù)取值以反映SMc型襯砌厚度。計算結(jié)果(1)全截面驗算襯砌結(jié)構(gòu)連拱計算模型計算得出軸力、彎矩分布如下。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s114軸力分布圖圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s115彎矩分布圖提取襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位軸力、彎矩進行結(jié)構(gòu)承載安全與耐久性驗算，得出安全系數(shù)與裂縫寬度如下表所示，由表可知，安全系數(shù)均大于2.4的控制標準，裂縫寬度均小于2.0的控制標準，滿足規(guī)范要求。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s15驗算表（標準組合）截面位置厚度（mm）驗算參數(shù)（mm）內(nèi)力安全系數(shù)裂縫寬度保護層厚度鋼筋布置彎矩（kN?m/m）軸力（kN/m）拱頂80050C28@125542.5-1149.16.280.11拱肩80050C28@125-467.5-1770.17.87滿足邊墻95050C28@125-1057.3-2342.23.31滿足仰拱80050C28@125673.0-1982.15.77滿足(2)半截面驗算襯砌結(jié)構(gòu)半截面計算模型計算得出軸力、彎矩分布如下。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s116軸力分布圖圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s117彎矩分布圖提取襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位軸力、彎矩進行結(jié)構(gòu)承載安全與耐久性驗算，得出安全系數(shù)與裂縫寬度如下表所示，由表可知，安全系數(shù)均大于2.4的控制標準，裂縫寬度均小于2.0的控制標準，滿足規(guī)范要求。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s16結(jié)構(gòu)驗算表（標準組合）截面位置厚度（mm）驗算參數(shù)（mm）內(nèi)力安全系數(shù)裂縫寬度保護層厚度鋼筋布置彎矩（kN?m/m）軸力（kN/m）拱頂80050C28@125446.8-1223.28.56滿足拱肩80050C28@125-403.9-1805.98.28滿足邊墻95050C28@125-1077.2-2507.64.72滿足仰拱80050C28@125573.5-2101.86.54滿足SMd型襯砌斷面型式SMd型襯砌結(jié)構(gòu)適用于明洞洞頂回填覆土厚度小于20m，襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計如下。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s118襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計圖計算模型與SMa型相同，調(diào)整梁截面參數(shù)取值以反映SMd型襯砌厚度。計算結(jié)果(1)全截面驗算襯砌結(jié)構(gòu)連拱計算模型計算得出軸力、彎矩分布如下。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s119軸力分布圖圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s120彎矩分布圖提取襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位軸力、彎矩進行結(jié)構(gòu)承載安全與耐久性驗算，得出安全系數(shù)與裂縫寬度如下表所示，由表可知，安全系數(shù)均大于2.4的控制標準，裂縫寬度均小于2.0的控制標準，滿足規(guī)范要求。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s17結(jié)構(gòu)驗算表（標準組合）截面位置厚度（mm）驗算參數(shù)（mm）內(nèi)力安全系數(shù)裂縫寬度保護層厚度鋼筋布置彎矩（kN?m/m）軸力（kN/m）拱頂90050C28@100676.3-1445.27.300.08拱肩90050C28@100-580.0-2215.57.65滿足邊墻90050C28@100-1282.9-2883.25.21滿足仰拱90050C28@100832.5-2447.76.18滿足(2)半截面驗算襯砌結(jié)構(gòu)半截面計算模型計算得出軸力、彎矩分布如下。圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s121軸力分布圖圖STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s122彎矩分布圖提取襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位軸力、彎矩進行結(jié)構(gòu)承載安全與耐久性驗算，得出安全系數(shù)與裂縫寬度如下表所示，由表可知，安全系數(shù)均大于2.4的控制標準，裂縫寬度均小于2.0的控制標準，滿足規(guī)范要求。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s18結(jié)構(gòu)驗算表截面位置厚度（mm）驗算參數(shù)（mm）內(nèi)力安全系數(shù)裂縫寬度保護層厚度鋼筋布置彎矩（kN?m/m）軸力（kN/m）拱頂90050C28@100658.6-1487.07.63滿足拱肩90050C28@100-591.5-2299.27.43滿足邊墻105050C28@100-1490.3-3075.24.40滿足仰拱90050C28@100906.7-2520.95.72滿足本章小節(jié)通過結(jié)構(gòu)驗算，在計算假設(shè)下，采用隧道明洞結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)能滿足承載力與耐久性要求。地震條件結(jié)構(gòu)安全驗算SMa型襯砌地震作用下，襯砌結(jié)構(gòu)連拱計算模型計算得出軸力、彎矩分布如下。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s11軸力分布圖圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s12彎矩分布圖提取襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位軸力、彎矩進行結(jié)構(gòu)承載安全與耐久性驗算，得出安全系數(shù)與裂縫寬度如下表所示，由表可知，安全系數(shù)均大于1.6的控制標準，滿足規(guī)范要求。表STYLEREF1\s7SEQ表\*ARABIC\s11結(jié)構(gòu)驗算表截面位置厚度（mm）驗算參數(shù)（mm）內(nèi)力安全系數(shù)裂縫寬度保護層厚度鋼筋布置彎矩（kN?m/m）軸力（kN/m）左洞拱頂60050C22@200153.2-465.98.61\左洞右側(cè)拱肩60050C22@200-169.1-792.610.64\右洞左邊墻75050C22@200-399.6-1082.35.32\右洞仰拱60050C22@200158.0-979.510.56\SMb型襯砌地震作用下，襯砌結(jié)構(gòu)連拱計算模型計算得出軸力、彎矩分布如下。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s13軸力分布圖圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s14彎矩分布圖提取襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位軸力、彎矩進行結(jié)構(gòu)承載安全與耐久性驗算，得出安全系數(shù)與裂縫寬度如下表所示，由表可知，安全系數(shù)均大于1.6的控制標準，滿足規(guī)范要求。表STYLEREF1\s7SEQ表\*ARABIC\s12結(jié)構(gòu)驗算表截面位置厚度（mm）驗算參數(shù)（mm）內(nèi)力安全系數(shù)裂縫寬度保護層厚度鋼筋布置彎矩（kN?m/m）軸力（kN/m）左洞拱頂70050C25@150384.8-774.84.60\左洞右側(cè)拱肩70050C25@150-452.7-1471.55.75\右洞左邊墻85050C25@150-805.8-1948.54.20\右洞仰拱70050C25@150450.7-1694.06.02\SMc型襯砌地震作用下，襯砌結(jié)構(gòu)連拱計算模型計算得出軸力、彎矩分布如下。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s15軸力分布圖圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s16彎矩分布圖提取襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位軸力、彎矩進行結(jié)構(gòu)承載安全與耐久性驗算，得出安全系數(shù)與裂縫寬度如下表所示，由表可知，安全系數(shù)均大于1.6的控制標準，滿足規(guī)范要求。表STYLEREF1\s7SEQ表\*ARABIC\s13結(jié)構(gòu)驗算表截面位置厚度（mm）驗算參數(shù)（mm）內(nèi)力安全系數(shù)裂縫寬度保護層厚度鋼筋布置彎矩（kN?m/m）軸力（kN/m