第三章 区间隧道衬砌结构设计分析
隧道工程的衬砌结构设计与施工
隧道工程的衬砌结构设计与施工隧道是现代交通建设中重要的基础设施之一，通过地下开挖形成的通道，通常用于道路、铁路和地铁等的交通运输方式。
而隧道的衬砌结构设计与施工是隧道工程的重要环节之一，它直接关系到隧道的使用寿命和安全性能。
一、衬砌结构设计隧道衬砌结构是指将隧道内部的固定土层覆盖以保持其形状和稳定性的一种结构。
它起到保护隧道免受岩石坠落、土方塌方以及地下水侵蚀等问题的影响。
隧道衬砌结构的设计需要根据具体的地质条件、交通要求和工程预算等因素进行综合考虑。
1. 衬砌材料选择隧道衬砌结构的材料选择是设计的重要一环。
常见的隧道衬砌材料有混凝土、预制混凝土块、钢质和纤维增强复合材料等。
不同的材料有着不同的优势和适应性，需要根据具体情况进行综合比较选择，同时还需要考虑到施工的可行性和经济性。
2. 结构形式设计隧道衬砌结构的形式设计是根据具体的隧道类型和地质条件等因素决定的。
常见的衬砌结构形式有方形衬砌、圆形衬砌以及不规则形状的衬砌等。
在设计中需要考虑到隧道的通行能力和安全性能，并进行合理的优化设计。
3. 衬砌厚度设计隧道衬砌结构的厚度设计是保证隧道稳定性和安全性能的关键因素。
根据地质条件和设计要求，需要确定适当的衬砌厚度来满足工程要求。
同时，还需要考虑到隧道的使用寿命和施工成本等因素。
二、衬砌施工隧道衬砌结构的施工是整个隧道工程的重要环节。
衬砌施工的质量直接影响隧道的使用寿命和安全性能，因此需要高度重视。
1. 施工材料准备在进行衬砌施工前，需要对施工材料进行准备。
包括混凝土、预制构件、钢材以及其他施工所需材料的准备和配送。
确保施工材料的质量和供应能够满足施工需求。
2. 衬砌施工方法隧道衬砌的施工方法有多种选择，常见的有预制块施工、浇筑施工等。
不同的施工方法有着不同的适应性和经济性，需要根据具体情况进行选择。
在施工过程中，要注意施工工艺的合理性和施工作业的安全性。
3. 质量控制隧道衬砌施工的质量控制是确保施工质量的关键因素之一。
第三章-区间隧道衬砌结构设计Word版
第3章区间隧道衬砌结构设计3.1地下铁道线路上部建筑钢轨、联接零件、道床、轨枕、防爬设备及道岔共同组成地下铁道线路上部建筑。
地铁的特点有运量较大、快速迅捷、安全、准时、不污染环境，同时地铁可以修建在建筑物较多而且不便于发展地面交通的地方。
3.1.1 钢轨选定钢轨类型的主要因素是年通过量、速度、选定的轴负载、延长检修周期、检修工作量和振动噪声。
（1）钢轨类型综合国内外地铁钢轨类型和南昌轨道交通的实际情况，宜选用60kg/m的钢轨。
（2）钢轨铺设中山西路站至子固路站区间为直线段，在地下铁道内由于阳光不受影响，温度变化相对较小，铺设无缝线路。
对于无缝线路，采用换铺法进行施工，对于长轨条的焊接，采用基地焊接与工地焊接相结合的施工方式。
基地焊选用接触焊，工地焊可以选用铝热焊或移动式气压焊。
3.1.2 扣件地下铁道的钢轨扣件有刚性扣件及弹性扣件两种，考虑到中子区间地段线路采用整体式道床，因此扣件采用全弹性分开式扣件。
因为全弹性分开式扣件在垂直和横向均具有良好地弹性，相比而言更加适合整体式道床。
3.1.3 道床一般情况下有碎石道床和整体道床两种道床。
整体道床的类型较多，随着轨枕方式的不同，有短轨枕式整体道床、长枕式整体道床、纵向浮置板式整体道床等。
结合南昌铁路交通的实际情况，利用短轨枕整体道床设计区间，道床稳定、耐久性强、结构简单、造价低、施工简单。
钢筋混凝土短轨枕的预制混凝土采用C50，嵌入在混凝土道床，采用C30混凝土道床，布设中心沟，在单层钢筋网的内，钢筋网作为一个杂散电流排水加固。
3.1.4 道岔道岔有单开道岔和双开道岔等形式。
中山西路站至子固路站区间采用9号单开道岔。
3.2地下铁道区间隧道限界与净空本设计线路采用2B 型接触网带电车辆通过这条线，每列车编排6辆，最高时速是80公里/小时。
2B 型车车辆长度为19m ，最大宽度为28m ，车辆定距为12.6m ，车辆限界及设备限界详细参数参照《地铁设计规范》附录。
《隧道衬砌设计》课件
采用了新奥法施工，即以喷射混凝土作为初期支护，钢筋混凝土作为二次支护，同时设置排水系统，确保隧道运营安全。
设计要点
根据地质勘察资料，该隧道穿越了多条断层破碎带和软弱围岩地层，因此衬砌设计需考虑围岩稳定性、防水和排水等因素。
案例概述：某铁路隧道位于山区，隧道全长3公里，设计时速为180公里/小时。
03
通过喷射混凝土的方式进行衬砌施工，具有施工速度快、衬砌强度高的特点。
总结词
喷射混凝土衬砌施工是一种常见的隧道衬砌方法，通过将混凝土混合料与压缩空气混合，然后通过喷嘴喷射到隧道岩壁上，形成一层混凝土衬砌。该方法具有施工速度快、衬砌强度高的优点，适用于不同地质条件的隧道施工。
详细描述
总结词
通过模板支撑浇筑混凝土的方式进行衬砌施工，具有结构稳定性好、耐久性高的特点。
案例概述
某水工隧道位于河流峡谷地带，隧道全长1.2公里，设计流量为20立方米/秒。
设计要点
该隧道主要用于引水灌溉和水力发电，衬砌设计需考虑水压力、防渗漏和结构稳定性等因素。
衬砌类型
根据设计要求和结构形式，采用了钢筋混凝土和模注混凝土两种衬砌类型。钢筋混凝土衬砌适用于承受水压力较大的地段，模注混凝土衬砌适用于承受水压力较小的地段。
排水孔
在隧道侧壁设置排水管，将侧壁渗水引出隧道外。
排水管
定期检查
定期对防排水系统进行检查，确保系统正常运行。
隧道衬砌设计案例分析
05
案例概述
某高速公路隧道位于山区，隧道全长2.5公里，设计时速为100公里/小时。
衬砌类型
根据围岩条件和隧道断面形状，采用了钢筋混凝土和喷射混凝土两种衬砌类型。钢筋混凝土衬砌适用于围岩稳定性较好的地段，喷射混凝土衬砌适用于围岩稳定性较差的地段。
地铁区间隧道设计计算模型的分析探讨
３ ７ 水 泥 混 凝 土 路 面切 缝 ．
尽量采用新 工艺 、 新方法铺设试 验路段 ， 用科学 的理论和 为了防止混凝 土面板收缩 时应力集 中产生断板 现象 ， 须采 用 织安排 ， 就能降低水 泥混凝 土路面病害的产生。 软切缝机来切 割收缩缝 ， 施工缝采 用常规切缝 机切割 。软切 缝的 成功 的经验指导施工 ，
应拌和均匀 ， 颜色一 致 ， 不得有 离析和泌水现象 ， 满足运输和 浇捣 ３ ８ 不利 季节混 凝 土路 面的施 工 ． 要求的流动性， 进行坍落度试验， 不符合要求的拌合物不准进入 混凝土 的温差 不能在浇筑过程 中得 以根 本解 决 ， 是合 理的 但
工地 。
浇筑方法能有效地削减最高温升值 ， 而减小初 始温差和 内表温 从 差。施工中主要 从混 凝 土 的拌制 、 输 、 捣 方面 考虑 ， 运 浇 采取 措 在摊铺和振捣过 程 中 ， 据新 拌混凝 土 的稠度 ， 摊铺 施 ， 应根 调整 减少从拌好 到 浇筑 完毕 中间 间隔时 间， 少 中间转 运 次数 。 减 速度和振捣频率 。当新拌混凝土显得 过稀时 ， 当降低振捣频 在冬季施 工 ， 应适 为保证混凝 土浇 筑质量 ， 采用 暖棚法施 工。气温在 ３ ５ 水 泥 混 凝 土路 面 铺 筑 ． 率 ， 快摊铺 速度 ； 加 当新拌 混凝 土显得 过干时 ， 应提 高振捣频 率 ， ０℃ 以下时 ， 水及集料 必须加 温 ， 同时在混凝 土浇筑完 后 ， 用塑料 降低摊铺速度 。 布覆 盖混凝 土表层 ， 而降低 环境 与混凝 土表 面的温 差 ， 从 也可减
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第３ ３卷 第 ３期
・
２２ ・ ６
２００７年 １月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ Ａ】Ｃ｝ １ 兀 瓜 Ｅ Ｒ Ⅱ１
衬砌结构设计方法
p隧道衬砌结构设计一、隧道结构计算模型1.荷载结构模型（结构力学模型）：松弛荷载理论以支护结构为承载体，围岩对支护结构的作用只是作用在结构上的荷载（包括主动的围岩压力和被动的弹性抗力）。
一般用结构力学方法对支护结构进行计算。
隧道支护结构与围岩的相互作用通过弹性抗力来体现。
2.地层结构模型（现代岩体力学模型）：岩承理论将支护结构与围岩视为一体，作为共同承受荷载的隧道结构体系。
模型中围岩是直接承载单元，支护结构只是用来约束和限制围岩的变形，是反映现代支护原理的计算方法。
二、隧道衬砌结构设计方法1.结构力学法（弹性理论）结构力学法，也就是荷载-结构模式的分析方法。
这里的结构是指衬砌结构，荷载主要是指开挖洞室后由松动岩土的自重所产生的地层压力。
一般把隧道支护结构在力学上和构造上作为拱形结构来处理，这个思想是从地面结构引申出来的。
拱形结构概念以下述假定为基础：被砌筑的衬砌视为结构的主体，围岩（或其一部分）只是被视为荷载，从本质上说这是与隧道工程的本质相矛盾的。
只要施工没有满足下述条件：制止松弛和由此产生的松弛压力；结构和围岩之间有效的、长期的紧密接触。
隧道结构就只能是个拱，而按拱形结构进行设计计算。
荷载-结构模型在荷载处理上大致经历了三个阶段：1主动荷载模式；2主动荷载+被动荷载模式；3实际荷载模式。
多数情况下采用第二种模式。
第二种模式考虑了结构和围岩之间的相互作用，即围岩对结构的约束作用——围岩抗力，局部体现了隧道作为地下结构的受力特点。
因此，它是第一种模式的进一步发展。
为了保证围岩约束抗力的存在，就必须保证结构与围岩之间的紧密接触。
在此，把围岩对结构形变的约束所产生的反作用谓之抗力，而且把它视为线弹性的，Ky σ=（K ——弹性抗力系数；y ——接触点的径向位移）。
实际上，在荷载作用下地基的变形是一个弹塑性过程。
现在计算方法是把荷载分为被动的弹性抗力与主动的侧压力。
其计算结果最终归结为验证安全系数是否满足设计要求。
地铁区间结构及衬砌
⑴沉管法隧道
1)施工要点 2)横断面有圆形和矩形，H水＞45m时圆形；H水＜35m矩形 3)沉管结构混凝土等级为C30～C50，抗剪 4)每节沉管的长度一般为60～140m，多数为100m，最长达 268m 5)水中混凝土连接和水压压接两种方式 6)管段沉放和连接后应对基础进行灌砂或以其他方法进行处理。
⒈明挖法修建的地铁区间隧道
⑴内部净空尺寸的确定 根据建筑接近限界曲线半径超高道床施工误差等因素确定
⑵隧道结构断面厚度尺寸的拟定 根据设计经验或模拟法，进行试算，先假定截面尺寸，然
后进行计算，进行调整。
矿山法修建的地铁区间隧道
⒉矿山法修建的地铁区间隧道
⑴区间隧道衬砌横断面形状
①用矿山法修建的区间隧道的界面尺寸应符合建筑限界要 求，还要考虑施工﹑测量误差以及结构固有的变形量，可 按工程模拟法确定，无资料时按下表所示；
地铁区间隧道结构及施工
地铁区间隧道选型的原则 地铁区间隧道的结构形式 地铁区间隧道的截面设计与构造 地铁区间隧道结构设计方法
⑴区间隧道即连接两个车站之间的隧道； ⑵区间隧道的走向和埋深，受到工程地质和水文地质条件、地面和地下环 境影响，施工方法等因素制约，直接关系到造价的高低和施工的难易； ⑶地铁区间隧道结构包括：行车隧道、渡线、折返线、地下存车线、联络 线以及其它附属建筑物； ⑷地铁区间隧道衬砌结构与构造主要取决于隧道的用途、沿线地形、地物、 水文地质、工程地质、施工方法、环境要求、维修管理、工期要求以及投 资高低等因素。
盾构法修建的地铁区间隧道结构形式
单层装配式衬砌圆环的构造图
盾构法修建的地铁区间隧道结构形式
⑴装配式衬砌 ①预制装配式衬砌是用工厂预制的构件(称为管 片)，在盾构尾部拼装而成； ②管片种类按材料可分为钢筋混凝土、钢、铸铁 以及由几种材料组合而成的复合管片； ③钢和铸铁管片价格较贵，一般都采用钢筋混凝 土管片。
隧道结构构造解析
5、偏压衬砌 ※ 适用情况：当山体地面坡陡于1:2.5， 线路外侧山体覆盖较薄，或由于地质构 造造成的偏压，衬砌为承受这种不对称 围岩压力而采用。
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偏压衬砌示意图
6、喇叭口隧道衬砌 在山区双线隧道，有时为绕过困难
地形或避开复杂地质地段，减少工程量， 可将一条双幅公路隧道分建为二个单线 隧道或二条单线并建为一条双幅的情况， （或车站隧道中的渡线部分），衬砌产 生了一个过渡区段，这部分隧道衬砌的 断面及线间距均有变化，相应成了一个 喇叭型，称为喇叭口隧道衬砌。
※ 明洞的结构形式应根据地形、地质、经济、运营安全及施工难易等条件进行选
择，采用最多的是拱形明洞和棚式明洞
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1、 拱形明洞
隧道进出口两端的接长明洞或在路堑边坡不稳定地段修建的独立明洞等，多采用 拱形明洞的形式 ，拱形明洞整体性好，能承受较大的垂直压力和侧压力
※ 路堑对称型
适用于洞顶地面平缓，路堑两侧地质条件基本相同，原山坡有少量坍塌、落石以及 隧道洞口岩层破碎，洞顶覆盖较薄，难以暗挖法修建隧道的地段
※ 严寒地区隧道，不管围岩等级如何，只要有地下水存在，衬砌型式仍应采用
曲墙式衬砌，并在施工中根据情况设置伸缩缝
※ 为了避免围岩和衬砌的应力集中，造成围岩压力增加和衬砌的局部破坏，应
注意衬砌内外轮廓的圆顺，避免急剧弯曲和棱角。
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2、复合式衬砌 复合式衬砌是由初期支护和二次支护组成的，是目前隧道工程常采用的衬砌形
隧道结 构构造
主体构造 物
附构造 物
洞身衬 砌
洞身衬砌的平、纵、横断面的形状由 隧道的几何设计确定
洞门构造 物
衬砌断面的轴线形状和厚度由衬砌计算决定
第三章 区间隧道衬砌结构设计
第3章区间隧道衬砌结构设计3.1地下铁道线路上部建筑钢轨、联接零件、道床、轨枕、防爬设备及道岔共同组成地下铁道线路上部建筑。
地铁的特点有运量较大、快速迅捷、安全、准时、不污染环境，同时地铁可以修建在建筑物较多而且不便于发展地面交通的地方。
3.1.1 钢轨选定钢轨类型的主要因素是年通过量、速度、选定的轴负载、延长检修周期、检修工作量和振动噪声。
（1）钢轨类型综合国内外地铁钢轨类型和南昌轨道交通的实际情况，宜选用60kg/m的钢轨。
（2）钢轨铺设中山西路站至子固路站区间为直线段，在地下铁道内由于阳光不受影响，温度变化相对较小，铺设无缝线路。
对于无缝线路，采用换铺法进行施工，对于长轨条的焊接，采用基地焊接与工地焊接相结合的施工方式。
基地焊选用接触焊，工地焊可以选用铝热焊或移动式气压焊。
3.1.2扣件地下铁道的钢轨扣件有刚性扣件及弹性扣件两种，考虑到中子区间地段线路采用整体式道床，因此扣件采用全弹性分开式扣件。
因为全弹性分开式扣件在垂直和横向均具有良好地弹性，相比而言更加适合整体式道床。
3.1.3道床一般情况下有碎石道床和整体道床两种道床。
整体道床的类型较多，随着轨枕方式的不同，有短轨枕式整体道床、长枕式整体道床、纵向浮置板式整体道床等。
结合南昌铁路交通的实际情况，利用短轨枕整体道床设计区间，道床稳定、耐久性强、结构简单、造价低、施工简单。
钢筋混凝土短轨枕的预制混凝土采用C50，嵌入在混凝土道床，采用C30混凝土道床，布设中心沟，在单层钢筋网的内，钢筋网作为一个杂散电流排水加固。
3.1.4道岔道岔有单开道岔和双开道岔等形式。
中山西路站至子固路站区间采用9号单开道岔。
3.2地下铁道区间隧道限界与净空本设计线路采用2B 型接触网带电车辆通过这条线，每列车编排6辆，最高时速是80公里/小时。
2B 型车车辆长度为19m ，最大宽度为28m ，车辆定距为12.6m ，车辆限界及设备限界详细参数参照《地铁设计规范》附录。
隧道衬砌结构构造及构造设计
H—净高，一条公路应用一个净高，高速公路和一级、二级公路为5.0m； 三、四级公路为4.5m；
E—建筑限界顶角宽度，当L≤1m时，E=L；当L＞1m时，E=1m；
L—侧向宽度，高速公路、一级公路的侧向宽度为硬路肩宽度（L1或L2）， 其它各级公路的侧向宽度为路肩宽度减去0.25m；
20
隧道构造设计
防水层 — 内外层衬砌之间的防水层可以用软聚氯乙烯薄膜、聚异丁烯片、 聚乙烯片等防水卷材，或用喷涂乳化沥青等防水剂
隧限-1A和隧限-1B
9
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
隧限-2A和隧限-2B
10
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
单线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
11
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
பைடு நூலகம்
12
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道净空加宽
加宽原因
• 车辆通过曲线时，转向架中
H 150
E 2
式中 H—— 车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取360㎝；
E—— 外侧线路的外轨超高值（㎝）；
R—— 曲线半径（m）。
W3
8450 R
360 150
E 2
8450 R
1.2E
其它情况时 总加宽
8450 W3 R
W= W1+ W2+ W3
17
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道中线与线路中线偏移距离
30
隧道构造设计
---洞身支护结构的构造
- 整体式模筑混凝土衬砌
- 直墙式衬砌
隧道结构衬砌的设计与分析
４ ． ８ ｍ， 隧道 出口线间距为 ４ ． ４ ｍ， 隧道进 口位 于黄土侧破 上 ， 进 口处有果园地貌 以丘 陵 为主 ， 各隧道 段 地表均 为斜 坡地
形， 坡度大致为 １ ０ 。 ～３ ０ 。 ， 坡 面植 被茂 盛 ， 局部 陡坡段 基岩
２ ． ２ 有限元模 型分析结果 利用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ建立模 型后 ， 根 据计算 出的最大垂 直 和水 平围岩压 力进行加载 ， 加载后输 出模 型变形 图， 弯矩 图和轴
ｌ
ｌ ｛ 奇 ｉ 鼢喊
Ｈ
坌Ｈ
Ｈ
隧道 内坡 度 为 ４ ． ５ ０ ／ ０ ０的上 坡 ， 出１ ２ １ 端 竖 曲 线进 入 隧 道
１ １ ． ２ ５ ｍ， 隧道 最 大埋 深 １ ０ ２ ． ３ ６ ｍ。隧道 从 进 口至线 间距 为
卜 ． ＋ ｌ 嗍鲤 Ｈ
输出 结 果ｌ
图 １ 模 型建 立流 程 图
势平缓 ， 出１ ： ３处均 为 梯 田 ， 植 被 比较 好 ， 有少 量 柳树 ， 左侧
５ ０ ０ ｍ是牛家庄村庄 ， 有乡村 道路可做施工便道 ， 施工场地开
阔， 隧道围岩大致 分 为 Ｖ级 Ｊ 。土壤 最大 冻结 深度 １ ． ２ ｍ， 地震动峰值加 速度 ０ ． ０ ５ ｇ 。 （ ２ ） 工程 地 质条 件 ： 隧道 拟经 过处 山岭起 伏 变化 较 大。 地形条件较 为复杂 。主 要地 质 以含 进 口段表 层为 第四 系残破积层粉质粘土 ， 褐黄 色， 硬塑， 厚约 １— ３ ｍ， 下伏中元
置约束的边界条件 ， 对铁路隧道 结构进行荷 载加载设置 ， 最 后对模型进行求解 ， 并 按照用 户 的特定需 求输 出计算 的结
道 的有限元 模型 ， 并数 值分 析 了隧道结 构 的特定 截面 的轴 力、 剪力 、 弯矩 ， 以此来 对 衬砌进行 配 筋计算 ， 结 果表 明 ， 采
城市地铁盾构法区间隧道的设计
第一章工程概况第二章工程地质和水文地质第三章隧道设计第1节主要设计标准第2节盾构隧道线路的拟合第3节管片构造形式第4节管片结构设计第5节管片防水设计第6节联络通道和洞门设计第四章结论与建议目录2...2.3..3..3..5..7..8..1..0...1..1.第一章工程概况越—三区间属于广州地铁二号线工程的的北段,由越秀公园站—火车站、火车站—三元里站两个双孔区间隧道和两个联络通道及泵房组成。
工程起于越秀区的地铁越秀公园站,向北下穿人民北路、环市西路到达地铁广州火车站;然后,线路从地下穿过广州火车站南站房等建筑群向西北延伸,最后下穿广花路到达地铁三元里站。
区间全长3926 单线延米,曲线半径为600m 和400m 两种。
区间纵坡均为“ V”形坡，最大坡度为30 %。
，最小竖曲线半径为3000m。
线路沿线地形起伏较大隧道最小覆土厚度为9m ,最大覆土厚度为26m。
第二章工程地质和水文地质区间的地层岩性在上部为:人工填土层，流塑—软塑状淤积层，海陆交互淤积层，冲、洪积砂层，冲、洪积土层，残积土层。
下部为:全风化、强风化、中等风化和微风化带的泥质粉砂岩。
区间隧道穿越地层大部分是岩层，少部分为残积土层和断裂破碎带。
隧道所处的地层为上软下硬，软硬岩互层现象特征明显。
本段地下水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水两种。
第四系孔隙水主要赋存在淤泥质砂层和冲积—洪积砂层内。
基岩裂隙水多属承压水,但富水性较小,透水性多较弱。
第三章隧道设计第1节主要设计标准(1) 结构的安全等级为一级。
(2) 区间隧道的抗震按7 度设计,人防按6 级考虑。
(3) 防水标准:隧道整体为二级;隧道上半部A 级;隧道下半部、洞门及联络通道 B 级。
(4) 结构最大裂缝允许宽度: 管片内侧0. 3 mm , 外侧0. 2 mm。
(5) 地表沉隆控制标准：-30/+ 10mm;建筑物倾斜控制标准：框架结构2 %。
,砖混结构1.5 %°。
结构设计知识：隧道衬砌结构的设计与应用
结构设计知识：隧道衬砌结构的设计与应用隧道作为一种重要的交通设施，在现代的建设中得到了广泛的应用。
然而，在隧道的建设过程中，隧道衬砌结构的设计和应用也是至关重要的，它不仅直接关系到隧道的使用寿命和安全性能，也会对整个隧道的建设工期和成本产生重要影响。
本文将从隧道衬砌结构的设计原则、常见材料及其应用、施工技术等多个方面进行分析和说明，以期对隧道衬砌结构的设计和应用有更深入的认识和理解。
1.隧道衬砌结构的设计原则隧道衬砌结构的设计应遵循以下基本原则：(1)安全性原则：衬砌结构应具有足够的强度和稳定性，能够承受来自地下水、内部土压、交通荷载等作用力；(2)耐久性原则：衬砌结构应有较长的使用寿命，能够承受时间的考验和环境的影响；(3)经济性原则：衬砌结构的设计应该在满足安全和耐久性的前提下，尽可能降低建设成本；(4)施工可行性原则：衬砌结构的设计应考虑到施工过程中可能遇到的问题和困难，尽可能降低施工难度和成本。
2.隧道衬砌结构的常见材料及其应用(1)混凝土衬砌：是目前隧道工程中使用最普遍的一种衬砌材料，具有强度高、构造简单、施工方便等优点。
它主要应用于地下水渗透少、土层稳定的隧道工程。
(2)钢筋混凝土衬砌：相对于混凝土衬砌，钢筋混凝土衬砌更加坚固和耐久，具有较好的抗震性能和抗冲击性能。
因此，在地质条件复杂、地下水渗透和土层不稳定的隧道工程中，钢筋混凝土衬砌是一种很好的选择。
(3)钢质衬砌：通常应用于洞穴支护或特殊施工条件下的隧道工程，如滑坡、危岩等。
(4)砖石衬砌：是传统的隧道衬砌材料，主要应用于较小的隧道或较浅的地下结构中。
3.隧道衬砌施工技术衬砌施工技术是衬砌工程的重要组成部分，它直接关系到隧道的质量和耐久性。
(1)预制和现浇施工技术预制施工技术适用于较小、较短的隧道工程，其优点是可以在工厂中对构件进行生产和质量控制，同时能够降低现场施工难度和时间。
而现浇施工技术则适用于较大、较深的隧道工程。
相对于预制技术，现浇施工技术需要现场施工，但其优点是可以更好地适应地质环境的变化和隧道的变形。
隧道衬砌结构设计模式及基本思想
隧道衬砌结构设计模式及基本思想
隧道衬砌结构是指在隧道施工中,为了保证洞壁安全稳定而设置的钢筋混凝土或灰铁铸造构件。
隧道衬砌结构的设计模式主要有以下两种：
1. 型式衬砌：型式衬砌是按照隧道洞壁的内部轮廓设计制作的构件,一般由多个局部形状构成。
型式衬砌的制作需要根据隧道洞壁的实际情况进行测量设计,并在施工过程中精确安装。
2. 环缝衬砌：环缝衬砌是将钢筋混凝土或纤维增强复合材料进行一定长度的锥形加工,使其呈环形状衬在洞壁上,从而形成完整的环状结构。
环缝衬砌的制造、运输和安装过程相对较简单,适用于规模较大的隧道施工。
以上两种设计模式的基本思想在于根据隧道洞壁的形状和尺寸,选用合适的材料、制作技术和安装方式,以保证隧道施工的稳定安全性。
第三章区间隧道衬砌结构设计
第三章区间隧道衬砌结构设计第3章区间隧道衬砌结构设计地下铁道线路上部建筑钢轨、联接零件、道床、轨枕、防爬设备及道岔共同组成地下铁道线路上部建筑。
地铁的特点有运量较大、快速迅捷、安全、准时、不污染环境，同时地铁可以修建在建筑物较多而且不便于发展地面交通的地方。
钢轨选定钢轨类型的主要因素是年通过量、速度、选定的轴负载、延长检修周期、检修工作量和振动噪声。
（1）钢轨类型综合国内外地铁钢轨类型和南昌轨道交通的实际情况，宜选用60kg/m的钢轨。
（2）钢轨铺设中山西路站至子固路站区间为直线段，在地下铁道内由于阳光不受影响，温度变化相对较小，铺设无缝线路。
对于无缝线路，采用换铺法进行施工，对于长轨条的焊接，采用基地焊接与工地焊接相结合的施工方式。
基地焊选用接触焊，工地焊可以选用铝热焊或移动式气压焊。
扣件地下铁道的钢轨扣件有刚性扣件及弹性扣件两种，考虑到中子区间地段线路采用整体式道床，因此扣件采用全弹性分开式扣件。
因为全弹性分开式扣件在垂直和横向均具有良好地弹性，相比而言更加适合整体式道床。
道床一般情况下有碎石道床和整体道床两种道床。
整体道床的类型较多，随着轨枕方式的不同，有短轨枕式整体道床、长枕式整体道床、纵向浮置板式整体道床等。
结合南昌铁路交通的实际情况，利用短轨枕整体道床设计区间，道床稳定、耐久性强、结构简单、造价低、施工简单。
钢筋混凝土短轨枕的预制混凝土采用C50，嵌入在混凝土道床，采用C30混凝土道床，布设中心沟，在单层钢筋网的内，钢筋网作为一个杂散电流排水加固。
道岔道岔有单开道岔和双开道岔等形式。
中山西路站至子固路站区间采用9号单开道岔。
地下铁道区间隧道限界与净空本设计线路采用2B 型接触网带电车辆通过这条线，每列车编排6辆，最高时速是80公里/小时。
2B 型车车辆长度为19m ，最大宽度为28m ，车辆定距为，车辆限界及设备限界详细参数参照《地铁设计规范》附录。
由于区间是一个圆形盾构隧道施工，无论是在直线或曲线段，只能使用相同直径的盾构，要在直线上或不同曲线半径地段采用不同半径的盾构来施工是不可能的。
5.2 区间隧道衬砌结构与构造
双层衬砌
双层衬砌圆环构造图
58
3）挤压混凝土整体式衬砌 ①挤压混凝土衬砌（Extrude Concrete Lining，简称ECL）是随 着盾构向前掘进，用一套衬砌施工设备在盾尾同步灌注的混凝土 或钢筋混凝土整体式衬砌，因其灌注后即承受盾构千斤顶推力的 挤压作用；
59
②挤压混凝土衬砌可以是素混凝土的或钢筋混凝土的，但应用最 多的是钢纤维混凝土的； ③新浇注的混凝土在活动的端模板和可伸缩的弧形模板作用下， 同时承受盾构千斤顶和四周围岩的作用，处于三向受力状态。
9
非对称型喇叭口结构图
10
４）渡线隧道、折返线隧道 l 为满足运营需要，进行列车折返调度、换线、停车等作业，
区间隧道内需设置渡线、折返线等构筑物。隧道断面需适应 岔线线间距的渐变，并对结构物要进行特殊设计。
单渡线结构 11
广州地铁2号线明挖折返线隧道衬砌
12
5）联络通道及其它区间附属结构物 l 联络通道作用： l 列车如在区间隧道内发生火灾而又不能牵引到车站时，乘客必需
20
2020-1-12
21 21
5.2.2矿山法修建的隧道衬砌结构与构造 l 1、隧道衬砌结构类型与选择 l 地下铁道区间隧道采用矿山法施工时，一般采用拱形结构，其基本
断面型式为单拱、双拱和多跨连拱。单栱多用于单线或双线的区间 隧道或联络通道，双拱和多跨多用在停车线、折返线或嗽叭口岔线 上。
22
在区间隧道下车。为了保证乘客的安全疏散，两条单线区间隧道 之间应设置联络通道，可使乘客通过联络通道从另一条隧道疏散 到安全出口。 l 区间附属结构物： l 在线路的最低点需设置排水站。根据通风、环控系统的设计，有 时还需设置区间风道等附属结构物。
13
区间盾构隧道结构设计
区间盾构隧道结构设计1）主要设计原则①盾构隧道衬砌结构应满足运营功能要求以及建筑限界、施工工艺、结构防水和城市规划等方面的要求。
结构安全等级为一级，按地震烈度为7度进行结构抗震设计，采取相应的构造处理措施，以提高结构的整体抗震能力。
结构抗力应满足人防部门的要求，抗力级别为6级。
②结构类型和施工方法，应根据工程地质、水文地质和周围的环境条件，通过技术经济比选确定，并应按相关规范的规定进行结构设计计算。
③结构设计应符合强度、刚度、稳定性、抗浮和裂缝宽度验算的要求，并满足施工工艺的要求。
④对于钢筋混凝土结构应就其施工和正常使用阶段进行结构强度计算，必要时也应进行刚度和稳定性验算。
钢筋混凝土结构应进行裂缝宽度验算，其最大裂缝允许值为：明挖法和矿山法施工的结构为0.2～0.3mm；盾构法施工的结构为0.15～0.20mm。
结构进行抗浮验算时，其抗浮安全系数不得小于1.05，否则应采取抗浮处理措施。
⑤采用暗挖法施工时，区间隧道为平行的双洞单线隧道，两隧道的净距一般不宜小于1.0倍隧道洞径。
⑥所选择的盾构机型，必须对地层有较好的适应性，并同时依据盾构推进速度、周围环境状况、工期、造价等各方面进行技术经济比较后确定。
⑦严格控制工程施工引起的地面沉降量，其允许数值应根据地铁沿线的地面建筑及地下构筑物等实际情况确定，并因地制宜地采取措施。
⑧结构防水设计应根据工程地质、水文地质、地震烈度、环境条件、结构形式、施工工艺及材料来源等因素进行，并应遵循“以防为主、多道设防、刚柔结合、因地制宜、综合防治”的原则。
车站及出入口通道防水等级为一级；车站风道及区间隧道防水等级为二级。
2）盾构机类型的选择3）钢筋混凝土管片和特殊管片的设计（1）盾构隧道断面尺寸的拟定xx圆形区间隧道内径的确定是在建筑限界Φ5200mm的基础上考虑施工误差、测量误差、设计拟合误差、不均匀沉降等诸多因素确定的。
并根据《关于明确成都地铁一期工程试验段工程有关问题的会议纪要》（[2003]第一期）的精神，本次设计内径为5400mm（见图5.3.1）。
3.2地铁区间隧道断面形式与衬砌结构
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断面形式
衬砌类 型
渡线隧道 联络通道 喇叭口 防灾设备段
b
第一段
a 第二段
b 第三段
车站
a—a
b—b
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断面形式
衬砌类 型
渡线隧道 联络通道 喇叭口 防灾设备段
□喇叭口隧道形式：
◇对称型:
区间线路对称于车站中 线，逐渐偏离布置。
◇Байду номын сангаас型:
一条线路为直通线，另 一条逐渐偏离布置。
◇不规则型:
4
断面形式
衬砌类 型
渡线隧道 联络通道 喇叭口 防灾设备段
拱圈
曲边墙
内轨顶面
仰拱
□曲整墙体式式衬衬砌砌
□ 装配式衬砌
□ 复合式衬砌
◇现浇模注混凝土衬砌 ◇混凝土和钢筋混凝土 ◇整体性好、易于成形 ◇需要养护时间，进度慢
◇能立即承载、易于机械化等 ◇管片式和砌块式（预制构件） ◇盾构法修建的圆形区间隧道 都采用管片式
□通风
□空气检测(侦检)
□供水
□卫生
□防护(隔断)
□放置某些设备
□排水
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断面形式
衬砌类 型
渡线隧道 联络通道 喇叭口 防灾设备段
□ 规范要求与设置位置：
《地铁设计规范》明确规定：“单线区间隧道之间，当隧道连贯长度大于 600m时，应设联络通道，并在通道两端设双向开启的甲级防火门”。
试述地铁区间隧道常见结构的设计
试述地铁区间隧道常见结构的设计摘要：随着我国社会主义现代化建设事业的不断进步和城市化进程的加快，城市交通事业的建设也在不断的进步发展，为了缓解交通压力，方便出行，其中尤以城市轨道交通的快速发展引人注目，此后将会有越来越多的建设线路将投入运营，越来越多的城市将建设地下交通铁路系统。
本文将具体结合沈阳地铁10号线工程实例,介绍地铁区间隧道常见结构型式的设计,以用于指导后续地铁建设实践。
关键词：地铁; 区间隧道; 结构设计前言随着我国社会主义现代化建设事业的不断进步和城市化进程的加快，城市交通事业的建设也在不断的进步发展，为了缓解交通压力，方便出行，其中尤以城市轨道交通的快速发展引人注目，此后将会有越来越多的建设线路将投入运营，越来越多的城市将建设地下交通铁路系统。
地铁从开始发展到现在，其结构设计越来越成熟。
目前，地铁区间隧道主要的设计方案有暗挖马蹄形断面隧道、圆形盾构断面隧道、明挖矩形断面隧道。
上述各种型式都各有优缺点,需要设计者和设计部门需根据不同的地质条件、线路埋深和周边环境加以选择。
1 设计结构型式1．1明挖矩形结构明挖矩形结构应用非常广泛，其经过多年的应用和发展实践，施工工艺愈来愈成熟。
明挖矩形结构具有方法简单、可靠,施工风险小,容易控制;工程进度快,可以根据需要可以分段同时作业;浅埋时造价及运营费用低;对地质条件要求不高;防水处理容易等典型特点。
但施工对城市地面交通和居民的正常生活也有一定影响,在施工期间对周边环境有一定的破坏;在明挖影响范围的地下管线需拆迁;需较大的施工场地。
对于跨度大、埋深浅、地质条件差且地面环境允许,有施工场地的区间段,应优先考虑使用,以减少施工的风险和减少工程造价。
1.2矿山法马蹄形结构矿山法施工，也被称为浅埋暗挖法。
是为了适应城市浅埋隧道的需要，在地铁区间隧道的建设中采用的矿山法施工逐渐发展起来的施工方法。
矿山法施工是采用信息化设计和施工,可以根据施工监测的信息反馈来验证或修改设计和施工工艺,具有适应城市地下工程周围环境复杂、地质条件较差、埋深浅、地面沉降控制严格及结构防水要求高等优点。
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第3章区间隧道衬砌结构设计3.1地下铁道线路上部建筑钢轨、联接零件、道床、轨枕、防爬设备及道岔共同组成地下铁道线路上部建筑。
地铁的特点有运量较大、快速迅捷、安全、准时、不污染环境，同时地铁可以修建在建筑物较多而且不便于发展地面交通的地方。
3.1.1 钢轨选定钢轨类型的主要因素是年通过量、速度、选定的轴负载、延长检修周期、检修工作量和振动噪声。
（1）钢轨类型综合国内外地铁钢轨类型和南昌轨道交通的实际情况，宜选用60kg/m的钢轨。
（2）钢轨铺设中山西路站至子固路站区间为直线段，在地下铁道内由于阳光不受影响，温度变化相对较小，铺设无缝线路。
对于无缝线路，采用换铺法进行施工，对于长轨条的焊接，采用基地焊接与工地焊接相结合的施工方式。
基地焊选用接触焊，工地焊可以选用铝热焊或移动式气压焊。
3.1.2扣件地下铁道的钢轨扣件有刚性扣件及弹性扣件两种，考虑到中子区间地段线路采用整体式道床，因此扣件采用全弹性分开式扣件。
因为全弹性分开式扣件在垂直和横向均具有良好地弹性，相比而言更加适合整体式道床。
3.1.3道床一般情况下有碎石道床和整体道床两种道床。
整体道床的类型较多，随着轨枕方式的不同，有短轨枕式整体道床、长枕式整体道床、纵向浮置板式整体道床等。
结合南昌铁路交通的实际情况，利用短轨枕整体道床设计区间，道床稳定、耐久性强、结构简单、造价低、施工简单。
钢筋混凝土短轨枕的预制混凝土采用C50，嵌入在混凝土道床，采用C30混凝土道床，布设中心沟，在单层钢筋网的内，钢筋网作为一个杂散电流排水加固。
3.1.4道岔道岔有单开道岔和双开道岔等形式。
中山西路站至子固路站区间采用9号单开道岔。
3.2地下铁道区间隧道限界与净空本设计线路采用2B 型接触网带电车辆通过这条线，每列车编排6辆，最高时速是80公里/小时。
2B 型车车辆长度为19m ，最大宽度为28m ，车辆定距为12.6m ，车辆限界及设备限界详细参数参照《地铁设计规范》附录。
由于区间是一个圆形盾构隧道施工，无论是在直线或曲线段，只能使用相同直径的盾构，要在直线上或不同曲线半径地段采用不同半径的盾构来施工是不可能的。
所以，按平面曲线最小曲线半径来选用盾构进行施工，才能够使得圆形隧道建筑限界满足要求。
（一）由于车厢纵轴线与线路中线的偏移而引起的加宽与加高a.曲线内侧加宽曲内dR8a l d d 22+=+=δ内曲内 （3-1）式中 l-车辆定距a-车辆固定轴距 R-圆曲线半径b.曲线外侧加宽曲外dRd 8a l -L d -R 8L 2222）（曲内曲外+== （3-2）（二）由于超高使车厢倾斜而引起的加宽与加高根据《规范》可知，“圆形或马蹄形隧道在曲线超高地段，应采用隧道中心向线路基准线内侧偏移的方法解决轨道超高造成的内外侧不均匀位移量”。
所以从减小衬砌直径、保证受力和降低工程量方面考虑，只需将隧道中心向线路基准线内侧偏移即可，盾构衬砌一般不进行该项加宽。
本设计不予计算。
c.顶部加高a h)cos 1(sin 21θθ--=a a H L h （3-3）式中 1L -车厢顶部的宽度 （三）总加宽与加高隧道加宽设计考虑区段最小平曲线半径R=350m.所以盾构隧道加宽加高如下：mm m R 4.580584.035082.26.128a l d d 2222==⨯+=+=+=δ内曲内m m 5.7035082.26.12198a l -L d -R 8L 2222222=⨯+-=+==）（）（曲内曲外R d mm R v E 90.133508076.076.022=⨯==rad G E 00968.0143590.13===θ mm H L h a a 8)cos 1(818.3sin 27.1)cos 1(sin 21=-⨯-⨯=--=θθθθ曲线总加宽：mm d d d 9.1285.704.58=+=+=曲外曲内总 曲线总加高：mm h h a 8==高（四）限界与净空具体设计见设计图，图号02。
3.3衬砌结构类型与设计3.3.1 管片类型比选盾构法隧道的衬砌有单层和双层，单层衬砌由装配式中衬砌构成，也可以采用挤压混凝土衬砌，当前，地铁盾构隧道一般采用的是装配式衬砌。
钢筋混凝土管片具有制作方便、刚度较大、耐久性和耐压性好、造价低等一系列特点，因此被广泛采用。
结合南昌市轨道交通特点，本设计采用钢筋混凝土土管片。
钢筋混凝土管片又有两种类型： （一）箱型管片箱型管片一般用于大直径隧道。
管片有大手孔和空腔。
因为空腔较大，因此可采用制螺栓连接。
该管片的优点是：方便螺栓的连接操作；能够减少混凝土材料的使用；材料量相同时候，箱型比板型管片的抗弯刚度更大。
缺点是：因为空腔背部的衬砌厚度有一定限度，在盾构千斤顶的压力作用下，可能会使管片混凝土剥落，甚至被压碎；因为存在空腔，应该将管片设计较厚，所以会导致开挖断面加大，不利于节省造价。
（二）板型管片板型管片呈弯曲的形状，它的手孔较小。
该种管片的优点是：因为空腔较小，大多是实心的，因此能承受千斤顶的较大压力；其内表面比箱型管片平整光滑、通风阻力小、对运营通风有利；当厚度相等时，板型管片的抗弯刚度及强度都比箱型管片大；对各种直径的隧道，都比较适用。
缺点是：一定要使用螺栓，不方便施工操作。
根据上述各类型管片的特点和《地铁设计规范》规定，隧道的衬砌类型选为钢筋混凝土预制单层板型管片衬砌。
考虑防水及一次衬砌到位，衬砌结构混凝土采用C50防水等级S10的混凝土。
3.3.2管片厚度及宽度的设计因为单层衬砌具有施工方法简单、工程进度短、投资较省的优点，所以盾构隧道采用单层装配式衬砌，管片选用平板型钢筋混凝土管片。
综合考虑，管片的厚度为40cm，采用C50混凝土。
使用环宽1.5m的管片有以下优点：一方面是减少了20%的环向接缝数量，降低了接缝漏水的几率，提高隧道防水质量；另一方面是减少了连接螺栓的使用量；此外还减少了20%的拼装时间，加快了施工速度。
综合考虑南昌实际情况，环宽为1.5m。
3.3.3分块在当前情况下，地铁隧道为中等直径的时候，衬砌环的分块数一般采用3个标准块+2个邻接块+1个封顶块，特点是方便运输，容易拼装。
本区间将采用这种分块方式。
中山西路站至子固路站区间盾构管片的标准块为67.5°，邻接块为67.5°，封顶块为22.5°。
3.3.4连接形式管片采用弯螺栓连接，环向采用12个M30螺栓，每接缝之间采用2个M30螺栓连接。
纵向环与环之间采用10个M30螺栓连接，按照36°等角布置。
在距离隧道内侧1/3衬砌厚度处设置纵环向螺栓孔。
3.3.5管片的拼装方式错缝方式和通缝方式是圆形管片衬砌拼装的两种方式。
通缝拼装方式可使装配方便，容易定位。
错缝拼装方式的优点：衬砌整体性较强，结构受力形态较优；由于错缝呈丁字形，有利于防水；当管片环面不光滑时，容易引起较大的拼装施工应力，使得纵向螺栓的连接不太容易，但环向螺栓容易穿。
因此，本设计采用错缝拼装方式。
3.3.6封顶块的插入方式与插入角径向和纵向两种插入方式是封顶块的不同插入方式。
随着盾构隧道的埋深越来越大，承受高水土压力的拱顶管片的抗剪强度成了问题，因此，多数采用纵向插入式。
考虑到南昌轨道交通的实际情况，本设计采用8°的插入角。
3.3.7接缝的构造凹凸榫的设置虽然会提高接缝刚度，减少不均匀沉降，但是却会增加管片制作、拼装的难度，是拼装和后期沉降过程中管片开裂的因素之一，客观上又削弱了管片防水性能。
而且当地层较硬时，如果接缝处开裂，这种开裂发生在管片背后会是看不见且无法修补的。
因此，管片环、纵缝均不设榫槽。
3.3.8注浆孔和吊装孔由于需要均匀地向衬砌背后进行回填注浆，每块管片上还需要设置一个注浆孔，内径取60mm。
不另外设置吊装孔，螺栓孔和注浆孔兼作管片吊装孔。
3.3.9防水考虑为了防止管片漏水，设置防水条槽。
此外，采用密封垫圈来使螺栓孔防水，背后注浆防水采用了包括密封垫圈的注浆孔防水盒防水环对注浆管万册的防水。
管片背面防水采用环氧树脂全面涂刷。
3.4区间隧道结构内力计算及结果分析本设计利用flac程序计算圆形管片结构使用阶段的结构内力。
由埋深方案比选图，地铁线路中山西路站至子固路站区间最不利工况位置处于线路里程CK13+240.99、CK13+416.25和CK13+21.28，其中CK13+21.28里程处为地质条件最为复杂处，CK13+240.99里程处为埋深最大处，CK13+416.25里程处穿过抚河。
需要经过flac计算，才能确定最不利截面。
由地铁区间纵断面地质资料图及设计勘察资料，可以得出上述三处的地质分布，分别如表3-1,、3-2和3-3.表3-1 CK13+21.28处地质表表3-2 CK13+240.99处地质表地层厚度（m）杂填土 4.6粉质黏土 3.4细砂9.0强风化0.8中分化10.2微风化 4.2表3-3 CK13+416.25处地质表地层厚度（m）水7.8粉质黏土 6.2强风化 1.0中分化9.8微风化15.0盾构隧道主要穿过中风化层，该层地质稳定，隧道受影响较小。
管片衬砌采用C50防水钢筋混凝土，其容重取26KN/m³，弹性模量为35.5GPa，但是考虑到管片拼装的衬砌圆环，其刚度比整体浇筑的圆环要小些，管片的刚度折减率取0.6，因此实际输入文件中管片的弹性模量为21.3GPa。
通过flac程序得到了三处的内力大小以及位移，分别如下所示。
图3-1 CK13+21.28处弯矩图图3-2 CK13+21.28处剪力图图3-3 CK13+21.28处轴力图图3-4 CK13+21.28处结构X方向位移图图3-5 CK13+21.28处结构Y方向位移图图3-6 CK13+240.99处弯矩图图3-7 CK13+240.99处剪力图图3-8 CK13+240.99处轴力图图3-9 CK13+240.99处结构X方向位移图图3-10 CK13+240.99处结构Y方向位移图图3-11 CK13+416.25处弯矩图图3-12 CK13+416.25处剪力图图3-13 CK13+416.25处轴力图图3-14 CK13+416.25处结构X方向位移图图3-15 CK13+416.25处结构Y方向位移图由上图可知，管片衬砌在CK13+21.28处最大弯矩为52.2mKN⋅,最大剪力为31.46KN，最大轴力为1397KN，管片衬砌在CK13+240.99处最大弯矩为44.5mKN⋅,最大剪力为25.36KN，最大轴力为1269KN，管片衬砌在CK13+416.25处最大弯矩为26.71mKN⋅,最大剪力为19.14KN，最大轴力为620KN。
所以工况CK13+21.28处结构所受荷载较大，结构内力较大，则此处断面为最不利断面。