隧道结构设计,这些技巧让你热血沸腾

本文主要是解一些关于隧道结构设计,这些技巧让你热血沸腾和如图所示汽车在拱形桥的题,希望可以帮助到各位网友。


1.衬里



内衬泡沫


一体成型混凝土衬砌-混凝土衬砌就位浇筑


预制衬里-衬里是在现场或工厂预制的,将其分成几个部件,然后将它们运输到隧道,在那里机械组装成单个环。


喷射混凝土锚支撑-喷射混凝土和附加锚杆、金属网和钢框架支撑。


复合内衬——也称为“双层内衬”,因为它有两层外层和内衬。


喷射混凝土支撑


2


衬里应用条件


一体成型混凝土衬砌——对地质条件的适用性极佳,易于按要求成型,整体性极佳,抗渗性能极佳,适合木模板、钢模板或衬砌模板台车备用等多种施工条件。


预制衬砌——组装成环后立即施压,促进机械化施工,改善劳动条件,节省劳动力。目前主要应用于采用盾构法修建的城市地铁铁路。


喷射混凝土支护——喷射混凝土支护是常用的围岩支护方法,适用于围岩的各种地质条件,但作为永久衬砌时,一般认为围岩地基良好、完整、完整。岩石为I级或II级,用于稳定区域。


复合衬砌——一种较为合理的结构形式,适合周围不同岩石地质条件,具有广阔的发展前景。



衬砌的一般结构要求


混凝土和钢筋混凝土


隧道工程使用的混凝土强度等级不应低于C15。


洞门为全浇筑混凝土,其强度不应低于C20。


衬砌断面强度等级不宜低于C20,隧道门强度等级不低于C15。


片状混凝土


在岩层较好的地区,可以使用碎石混凝土作为侧壁衬砌。


若拱线以上超挖超过1m,超挖部分也可采用毛石混凝土回填。


所选石材应坚硬,强度等级不低于MU40,不应使用易开裂或风化的石材。


石材和混凝土预制块


石材或混凝土预制块必须衬砌强度等级为M10或以上的水泥砂浆。石材的强度等级不应低于MU60,不应使用容易出现裂纹或风化的石材。预制混凝土砌块的强度等级不应低于MU20。


喷射混凝土


喷射混凝土强度等级为C20,所用水泥优选硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。


喷射钢纤维混凝土中的钢纤维应采用普通碳钢制成,截面为方形或圆形,当量直径为0305mm,长度为2025mm。


锚杆


锚杆体宜采用20MnSi钢筋或Q235钢筋,缝管锚宜采用16MnSi钢管或Q235钢管,锚杆直径宜为1822。mm,垫板可选用Q235钢板。


组装材料


衬砌材料可采用一些预制材料,如大型钢筋混凝土预制块、加强筋铸铁预制块等。


铁路隧道净空及要求


直隧道净空


轨道车-指示轨道车最外轮廓的尺寸。


基本建筑边界-这是指任何建筑物或设备都不能侵入的轮廓线。


隧道施工-围绕“基础施工”外部的轮廓。


直隧道净空——略大于“隧道施工极限”,同时考虑了衬砌结构在各种围岩压力下的合理受力形式和施工便利性等因素。


基地建设


大件货物的最大装载


隧道-1A和隧道-1B


隧道-2A和隧道-2B


单线电力牵引铁路隧道衬砌内型材


双线电力牵引铁路隧道衬砌内部轮廓


曲线隧道间距扩大


扩建原因


当车辆经过弯道时,视图的中心点沿着线流动,但车辆本身并不沿着线弯曲,仍然保持其矩形形状。所以两端偏移到曲线外,中间偏移到曲线内。


车辆通过弯道的俯视图


由于弯道外轨很高,当轿厢倾斜到弯道时,轿厢极限处的控制点水平向内移动一段距离。


计算放大倍率值


-单线曲线隧道拓宽值计算


•车辆中心部分与弯道内侧之间的偏移量在d1以内。


式中l——车辆转向架中心距,取18m。


R——曲线半径


通过弯道的车辆的横截面


车辆两端在弯道外的偏移d


式中,L为标准车长,韩国为26m。


外轨的额外高度导致车体在曲线d内倾斜2以内。


式中,H——为轨面至隧道极限控制点的高度。


E——弧形外轨超高,最大不超过15厘米;


我国铁路标准设计中,隧道施工极限是绕内轨顶圆弧中心旋转。


为了求出角度,我们可以粗略地在d中取2=27E。


对于单线曲线隧道间距,扩展值为


内部扩展


外部加宽


总扩张


计算双线曲线隧道的膨胀值


双线曲线隧道内部加宽值(W1)和外部加宽值(W2)的计算与单线曲线隧道相同。现在


内部扩展


外部加宽


当外线外轨最大高度大于内线外轨最大高度时


式中,H——为车辆外顶缘与内轨顶面之间的高度,为360cm。


E——外轨超高值外线;


R——曲线半径。


在其他情况下


总扩宽


曲线隧道中心线与曲线隧道中心线的偏移距离


单线曲线隧道如图3-10所示,隧道中心线与线路中心线的偏移距离d为d=


双线曲线隧道如图3-11所示,内线中心线到隧道中心线的距离为d1=200-


双线曲线隧道外中心线至隧道中心线的距离


d2=200+


扫描并观看解释计算步骤的视频


单线曲线隧道中心线偏移


曲线隧道与直隧道衬砌连接方法


《铁路隧道设计法》规定,隧道位于曲线地段时,过渡曲线部分可从圆曲线至过渡曲线中点扩大为两段,并沿直线方向延长13m,采用圆形曲线,断面加宽,缓和曲线从平缓直线分界点到直线段延长22m,利用缓和曲线中点加宽断面,宽度值为一半圆形曲线。曲线。


双线曲线隧道中心线偏移


曲线隧道与直隧道衬砌的连接


公路隧道中的可用空间


公路隧道施工一般规定如图所示。图中所示符号的含义如下


W——车道宽度;


S——车道两侧路缘石的宽度。


C——超宽,计算行驶速度100km/h时为05m,计算行驶速度<100km/h时为025m。


H——净高,高速公路必须采用一净高,高速公路及一、二级公路为50m,三、四级公路为45m;


E——建筑物极限顶点处的宽度,L1m时E=L,L>1m时E=1m,


L——边宽,对于高速公路和一级公路,边宽为路肩宽度;对于其他高速公路,边宽为路肩宽度减去025m。


公路隧道施工


隧道衬砌的其他结构要求


一般情况下,单线隧道入口处应设置长度不小于5m的模压混凝土衬砌,双线和多线隧道应适当加长。


围岩较差地段衬砌宜延伸至围岩较好地段510m。


斜衬砌段必须比正常衬砌段延伸至少5m。


无反拱的隧道必须有底板,单线隧道厚度不得小于20厘米,双线隧道厚度不得小于25厘米。


对衬砌产生不利影响的硬地层和软地层交界处应设置变形缝。


对于长度超过2000m、位于隧道群和车站两端的电力牵引隧道,应根据需要设置接触网补偿沉降的衬砌断面,以保证接触网线路良好的工作和维护条件。


运营通风洞、接触通道等与主洞连接处必须加强衬砌设计。


2洞室支护结构结构



整体式模压混凝土衬砌


直墙衬


此适用于地质条件较好,在韩国铁路隧道围岩分类中属于2、3级围岩,有时也可用于4级围岩。


围岩压力主要是垂直压力,很少或没有水平侧向压力。


衬砌由上拱圈、两侧垂直侧壁、下铺面三部分组成。


实心直壁衬里


当地质条件较好时,对直墙衬砌结构采取一些改进措施,以节省砌筑工程。例如,如果整体岩石坚固,水平侧压力小,无地下水侵入,可采用大拱脚喷射混凝土侧壁衬砌。


如果地质条件较好,侧压力不大,但不宜采用大拱脚喷射混凝土侧墙衬砌,可简化侧墙,以节省侧墙砖。


大拱脚喷射混凝土侧壁衬砌


2


弧形墙衬


适用于地质条件较差、岩石松散、破碎、强度较低、有地下水、侧向水平压力较大的IV、V、VI级环境岩况。拱形施工•通常安装仰拱,除非围岩无地下水且地基不下沉时,不需要仰拱,仅采用平底座。


连续拱形侧壁衬里


图为围绕单线铁路隧道衬砌基岩的五级直断面曲墙衬砌标准图,内部轮廓由5条中心圆曲线组成。


单线无轨隧道衬砌


两线或三线隧道的隧道衬砌可以是单孔,四线隧道的隧道衬砌可以是双孔。单孔衬砌必须满足双层或三层隧道衬砌的净空要求。


双孔四丝隧道衬砌



预制衬砌


优势


一旦组装成环,无需任何硬化时间即可承受周围岩石的压力。


预制件可以在工厂批量生产,并通过孔进行机械组装,改善劳动条件。


拼装时不需要拱门、模板等临时支撑,节省了大量的支撑材料和人工。


机械化可以加快装配速度,缩短工期,降低成本。


需满足的条件


足够的强度和耐用性;


它可以立即承受负载。


装配方便,零件种类少,形状简单,尺寸统一,便于工业化生产和机械化装配。


零件的尺寸和重量适合装配机的性能。


防水设施


4


喷射混凝土支撑


喷射混凝土支撑层


喷射混凝土的混合材料为普通硅酸盐水泥325号及以上、坚硬耐用的粒径16毫米以下的碎石或卵石、不含泥土和杂物的河砂及少量加速硬化。副


喷涂层的厚度一般最薄处至少为125px,最厚处不超过625px。


在相对松散、软弱的岩层中,可增设金属网或钢支撑,使其与钢筋混凝土层融为一体。


5


锚杆


锚杆是插入周围岩体的杆状部件。


锚杆是利用锚杆体或锚杆端部锚头的膨胀作用,或采用注浆粘结的方式固定在岩体上。


增加岩体的坚固性,增强抗剪力,起到粘结、悬浮、挤压加固作用,提高围岩的自稳定能力。


6


复合衬里


外部衬砌-使用喷射混凝土和锚杆来获得初始强度,柔性外部衬砌不仅允许围岩变形,而且还可以围岩变形,防止其变形过大、过快。


衬里——衬里可以是由一层喷射混凝土或更厚的模制混凝土组成的柔性结构。


防水层——内外衬之间的防水层可用软质聚氯乙烯膜、聚异丁烯片、聚乙烯片等防水卷材或喷涂乳化沥青等防水剂制成。


复合衬砌最适合在II至VI级环境岩石上使用,但遇到以下情况时应谨慎处理必要时应补充相应的强化措施。


当螺栓上施加的厚度小于隧道直径时


当存在明显的偏压力时;


当在没有自稳定能力的未胶结砂砾石层上时;


当处于大的扩张阵型时;


当您处于有大量水的地形时;


如果您位于遭受严重霜冻损坏的地区。


3.明洞的结构


明挖隧道是指采用明挖施工方法建造的隧道,首先在明挖面或明挖基坑上建造结构物,然后回填土石方。如图所示。


明洞位置示意图弯曲拱形明洞。



拱形开放洞穴


弯曲的拱形开放洞穴


切割的拱形孔位于两侧具有高坡度的切割面上。


切拱式明开隧道适用于下切边坡对称或接近对称,且边坡岩层基本稳定,仅防止边坡少量塌方、落石,或岩层隧道入口处破损,覆盖层薄,在地下开挖困难的隧道施工时;


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