地铁区间隧道设计算例论文.docx

PAGE PAGE \* MERGEFORMAT 3 地下工程课程设计 《地铁区间隧道结构设计计算书》 班级： 姓名： 学号： 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc 一、设计任务 PAGEREF _Toc \h 3 HYPERLINK \l _Toc 1、1工程地质条件 PAGEREF _Toc \h 3 HYPERLINK \l _Toc 1、2其他条件 PAGEREF _Toc \h 3 HYPERLINK \l _Toc 二、设计过程 PAGEREF _Toc \h 3 HYPERLINK \l _Toc 2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋； PAGEREF _Toc \h 3 HYPERLINK \l _Toc 2.2 计算作用在结构上的荷载； PAGEREF _Toc \h 3 HYPERLINK \l _Toc 2.3 进行荷载组合 PAGEREF _Toc \h 3 HYPERLINK \l _Toc 2.4 绘出结构受力图 PAGEREF _Toc \h 3 HYPERLINK \l _Toc 2.5 利用midas gts程序计算结构内力 PAGEREF _Toc \h 3 HYPERLINK \l _Toc 附录： PAGEREF _Toc \h 3 地铁区间隧道结构设计计算书 一、设计任务 对某区间隧道进行结构检算，求出荷载大小及分布，画出荷载分布图，同时利用软 内力。具体设计基本资料如下： 1、1工程地质条件 工程地质条件 线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。其主要物理力学指标如表1。 表1 各层土的物理力学指标 土的类型 厚度（m） 天然重度γ（kN/m3） 饱和重度γsat（kN/m3） 弹性抗力系数(MPa/m） 变形模量E（GPa） 泊松比μ 内摩擦角ф（o） 粘聚力C(MPa) 杂填土 2.0 16 24 50 0.8 0.4 20 0.005 粉土 6.0 18 26 90 0.9 0.35 21 0.01 细砂 4.0 19 27 100 1.2 0.32 22 0.01 圆砾土 7.5 19.5 27.5 120 1.5 0.32 25 0.01 粉质粘土 6.0 20.0 28 150 1.8 0.32 23 0.02 卵石土 12.0 20.0 28.5 200 2.0 0.30 27 0.03 基岩 22 29 300 2.5 0.35 35 0.04 1、2其他条件 其他条件 地下水位在地面以下5m处；隧道顶部埋深6m；采用暗挖法施工。隧道段面为圆形盾构断面。断面图如下： 二、设计过程 2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋； 可以采用《铁路隧道设计规范》推荐的方法，即有 QUOTE 上式中s为围岩的级别；B为洞室的跨度；i为B每增加1m时的围岩压力增减率。 由于隧道拱顶埋深6m，位于杂填土、粉土层、细砂层中，根据《地铁设计规范》10.1.2 “暗挖结构的围岩分级按现行《铁路隧道设计规范》确定”。 围岩为Ⅵ级围岩。则有 =15.84m 因为埋深 QUOTE hc=6mh*=15.84m 2.2 计算作用在结构上的荷载； 1 永久荷载 A 顶板上永久荷载 a. 顶板（盾构上部管片）自重 QUOTE b. 地层竖向土压力 由于拱顶埋深6 m，则顶上土层有杂填土、粉土，且地下水埋深5m，应考虑土层压力和地下水压力的影响。（粉土使用水土合算） =112KPa B 底板上永久荷载 a. 底板自重 b. 水压力（向上）： C 侧墙上永久荷载 地层侧向压力按主动土压力的方法计算，由于埋深在地下水位以下，需考虑地下水的影响。(分图层水土合算，砂土层按水土分算) a. 侧墙自重 b. 对于隧道侧墙上部土压力： 用朗肯主动土压力方法计算 =52.86 c. 对于隧道侧墙图层分界处土压力 QUOTE d. 对于隧道圆心高度土压力 = QUOTE =92.35KPa e. 对于隧道侧墙底部水土总压力 f. 对于隧道侧墙水压力 2 可变荷载 A 顶板上可变荷载 按《地铁设计规范》10.2.1中第三条规定： 在道路下面的潜埋暗挖隧道，地面的车辆荷载按10KPa的均布荷载取值，并不计动力作用影响。 人行荷载可以不用考虑。 B 底板上可变荷载 主要为列车车辆运行的可