明挖隧道计算书
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隧道结构检算计算书
一．E型截面
结构厚度为：底板厚120cm，侧墙底厚120cm，侧墙顶厚为55cm，抗拔桩径
为100cm。
采用荷载－结构法检算结构内力，基坑高度H＝8.8m。
计算软件：midas civil（2006）
取土的重度值：γ＝20kN/m3；
1、荷载计算：（计算断面取埋深最大处计算,水土分算）
（1）侧水压力e
w1
=0kN/m
e
w2=γ
w
⨯H⨯ω
=10⨯8.8⨯0.5
=44kN/m
（2）侧土压力e
t1
=0kN/m
e
t2=λ⨯(γ-γ
w
)⨯H
=0.33⨯(20-10)⨯8.8 =29.04kN/m
基底水浮力P
w =γ
w
⨯(h
1
+H)⨯ω=10⨯(1.2+8.8)⨯0.5=50kN/m
（3）边墙顶地面超载：q
cz
＝20kN/m
边墙汽车冲击荷载：
冲击系数μ＝20/（80+L）＝20/（80+14）＝0.213
q
cj ＝q
cz
⨯μ＝20⨯0.213＝4.26 kN/m
汽车超载引起侧压力 e
cz ＝q
cz
⨯λ＝20⨯0.33＝6.6 kN/m
汽车冲击荷载引起侧压力 ecj＝q
cj
⨯λ＝4.26⨯0.33＝1.41 kN/m （4）无地下水情况
侧土压力e
t1
=0kN/m
e
t2
=λ⨯γ⨯H
=0.33⨯20⨯8.8
=58.1kN/m。
（5）地层抗力
地层抗力是用地层弹簧来模拟的。地层抗力系数根据土层条件确定，按温克假定计算。在计算中，消除受拉的弹簧。
结合相近工程地质资料,弹性抗力系数取K=50MN/m3
2、荷载工况
（1）、自重
（2）、侧土压力
（3）、侧水压力
（4）、基底浮力
（5）、无地下水时侧土压力
（6）、汽车超载和冲击引起侧压力
其中1～5为永久作用，6为可变作用。
3、计算简图如下图所示。
计算简图
计算模型中采用梁单位模拟隧道结构的侧墙、底板和抗拔桩，在底板两端设置2个水平和竖向的约束，模拟抗浮牛腿的作用，侧墙、底板和抗拔桩分别设置土弹簧约束模拟地层对结构的作用，在计算中消除受拉的弹簧结构受力，计算所取纵向5m的平面框架有限元模型，相应的荷载在每延米数值的基础上。
4、荷载组合
荷载效应根据《建筑结构荷载规范》GB50009—2001的相关规定，并结合《公路桥涵设计通用规范》进行组合；荷载组合包括承载能力极限状态组合和正常使用状态长期组合和短期组合，几种荷载组合情况如下：
(1)、cLCB1 承载能力极限状态（基本组合）：
1.35×①＋1.0×（③＋④）＋1.4×②＋1.4×⑥
（2）、cLCB2 作用短期效应组合（标准组合）：
1.0×（①＋②＋③＋④）＋0.7×⑥
（3）、cLCB3 作用长期效应组合：
1.0×（①＋②＋③＋④）＋0.4×⑥
（4）、cLCB4 无地下水时组合：
1.35×①＋1.4×⑤＋1.4×⑥
5、内力计算结果
（1）承载能力极限状态（基本组合）
弯矩图
轴力图
支座反力（2）短期效应组合（标准组合）：
弯矩图
轴力图（3）长期效应组合：
弯矩图
轴力图（4）无地下水时组合：
弯矩图
轴力图
二．F型截面
结构厚度为：底板厚120cm，侧墙底厚100cm，顶板厚110cm，中墙厚度为70cm。
采用荷载－结构法检算结构内力，基坑深度H＝9.7m，暗埋段结构覆土1.5m。
计算软件：midas civil（2006）
取土的重度值：γ＝20kN/m3；
1、荷载计算：（计算断面取埋深最大处计算,水土分算）
（1）侧水压力
⨯H⨯ω
ew1=γ
w
＝10⨯1.5⨯0.5＝7.5kN/m
e
w2=γ
w
⨯H⨯ω
=10⨯9.7⨯0.5
=48.5kN/m （2）侧土压力
e t1=λ⨯(γ-γ
w
)⨯H
＝0.33⨯（20-10）⨯1.5 ＝4.95kN/m
e
t2=λ⨯(γ-γ
w
)⨯H
=0.33⨯(20-10)⨯9.7 =32kN/m
（3）基底水浮力P
w =γ
w
⨯H⨯ω=10⨯9.7⨯0.5=48.5kN/m
（4）顶板垂直水压力：
q 1=γ
w
⨯H⨯ω
＝10⨯1.5⨯0.5＝7.5kN/m
（5）顶板垂直土压力：
q 2= (γ-γ
w
)⨯H
＝（20-10）⨯1.5 ＝15kN/m
（6）隧顶地面超载：q
cz
＝20kN/m
（7）隧顶汽车冲击荷载：
冲击系数μ＝20/（80+L）＝20/（80+14）＝0.213
q
cj ＝q
cz
⨯μ＝20⨯0.213＝4.26 kN/m
（8）汽车超载引起侧压力 e
cz ＝q
cz
⨯λ＝20⨯0.33＝6.6 kN/m
（9）汽车冲击荷载引起侧压力 ecj＝q
cj
⨯λ＝4.26⨯0.33＝1.41 kN/m
（10）结构自重:软件自输入。
（11）地层抗力
地层抗力是用地层弹簧来模拟的。地层抗力系数根据土层条件确定，按温克假定计算。在计算中，消除受拉的弹簧。