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东西高速公路隧道二次衬砌结构计算.pdf

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第29卷第4期 2009年8月 中 外公路 393 文章编号:1671—2579(2009)04—0393--04 东西高速公路隧道二次衬砌结构计算 韩常领1。张稚光1,史彦文1。张晓峰2 (1.中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西西安710075;2.陕西省交通建设集团公司西商建设管理处) 摘 要:该文简要介绍了阿尔及利亚东西高速公路隧道二次衬砌的计算方法,从计算假 设、荷载的确定及二衬配筋等几个方面进行了论述,与我国计算假定与习惯作法有一定的区 别,可供参考。 关键词:隧道;二次衬砌;围岩压力;计算 公路隧道衬砌目前基本上采用复合式衬砌结构, 限状态;另一种是正常使用极限状态。最终承载力极 在我国,二次衬砌是根据围岩地质条件按承受部分或 限状态(ELU)验算各断面的强度(复合弯曲、剪切力) 不承受荷载考虑;在欧洲,二次衬砌通常是按能够承担 是否满足要求;正常使用极限状态(ELS)验算在正常 全部围岩压力进行计算,同我国有很大区别,并且在欧 使用过程中保持设计功能(应力、弯曲、开裂)的能力。 洲非常重视二次衬砌的理论计算,没有对二次衬砌的 在正常使用极限状态下,《CETU》中建议的隧道 计算验证,其设计是不能得到业主批准的。在欧洲,没 荷载组合如下: 有像国内规范中推荐的衬砌结构设计参数表,同国内 以工程类比为主的设计理念有一定的区别,是经过理 偶然荷载组合:G尼+Ad+驴1QK; 论验证下的经验设计。本次设计遵循法国有关标准规 式中:Gk为永久荷载;QK为可变荷载;Ad为偶然荷 范,结合隧道地质条件进行了多工况计算验证,为隧道 载;廿l为可变荷载发生的频率。 衬砌结构设计提供了理论依据。 但是考虑到地层与岩土体的相互作用,采用上述 分项系数的方法往往会使计算结果得到扩大而失去实 1 二次衬砌计算原则与计算荷载确定 际意义(如塑性区的扩大)。为此,对于基本荷载组合, 在不存在偶然荷载(如地震力)的状态下,CETU推荐 1.1二次衬砌计算原则 的实用荷载组合为: 在欧洲进行二次衬砌计算时,一般遵循以下原则:不 Gk+1.1QK 考虑初期支护的作用,计算中可将其弱化为围岩考虑;考 虑在长期使用过程中建筑材料老化、支护材料劣化、因 2 东西高速公路隧道二次衬砌结构计算 地质水文环境改变而产生的地质力学特性等因素;采用 可靠的地质力学参数,这些应从围岩的概率性特征中提 2.1计算参数的确定 取出来(在欧洲进行的地勘工作量比国内的要多)。 隧道穿越地层以全风化、强风化、弱风化页岩为 1.2荷载组合 主,中间夹砂岩或灰岩,为此在计算中分为两种类型断 在衬砌结构计算中应考虑以下荷载:结构自重、围 面(埋深均大于30m)。围岩地质参数及衬砌混凝土 岩垂直压力、围岩侧向压力、水压力、地震力、施工(左 特性参数分别见表1、2。 右洞之间开挖影响)可能引起的不对称荷载等,围岩压 2.2计算荷载的确定 力的确定可利用基于Bieniawski或巴顿Q分类的经2.2.1围岩压力计算 验公式、泰沙基理论或利用收敛~约束曲线进行估算。 隧道二次衬砌计算考虑两种状态:一种是最终极 果见表3。 收稿日期:2008—10一25 作者简介:韩常领.男,教授级高工.E—mail:hanchangl@163.corn 万方数据 394 中 外
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