洞门计算Word文件下载.docx
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较为雄伟
经济性
造价一般
模板型、配筋较费事、耗资大
岩层较好时最为经济
较翼墙式洞门大，造价较高，施工也较为复杂
安全性
抗滑、抗倾覆稳定性好
稳定性好、基础承载力要求不高
结构简单、工程量小，施工简便
洞门型式方案的选择：
线路洞门左侧洞门处也属于V级围岩，地势较陡，地质条件较差，纵向推力较大，综合比较决定采用冀墙式洞门。
线路右侧洞门处虽然处属于V级围岩，但其洞口周边地形比较平坦，方便施工，采用了削竹式洞门。
2.4.1洞门构造要求
按《公路隧道设计规范》（JTG-2004）,洞门构造要求为：
1、洞门仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不宜小于1.5m，洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不小于1.0m，洞门墙顶高出仰坡脚不小于0.5m。
2、洞门墙应根据实际需要设置伸缩缝、沉降缝和泄水孔；
洞门墙的厚度可按计算或结合其他工程类比确定。
3、洞门墙基础必须置于稳固地基上，应视地基及地形条件，埋置足够深度，保证洞门的稳定。
基底埋入土质地基的深度不小于1.0m，嵌入岩石地基的深度不小于0.5m；
基底标高应在最大冻结线以下不小于0.25m。
基底埋置深度应大于墙边各种沟、槽基底的埋置深度。
4、松软地基上的基础，可采取加固基础措施。
洞门结构应满足抗震要求。
2.4.2验算满足条件
采用挡墙式洞门时，洞门墙可视为挡土墙，按极限状态验算，并应验算绕墙趾倾覆及沿基底滑动的稳定性。
验算时应符合表2-3和表2-4（《公路隧道设计规范》JTG-2004）的规定，并应符合《公路路基设计规范》、《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》、《公路桥涵地基与基础设计规范》的有关规定。
洞门墙设计参数表2-3
仰坡
坡率
计算摩擦角φ（度）
容重γ（kN/m3）
基底摩擦
系数f
基底控制压应力（MPa）
1:
0.5
70
25
0.6
0.8
0.75
60
24
1
50
20
0.4
0.40-0.35
1.25
43-45
18
0.30-0.25
1.5
38-40
17
0.35-0.4
0.25
洞门主要验算规定表2-4
墙身截面荷载效应值Sd
≦结构抗力效应值Rd（按极限状态计算）
墙身截面荷载
效应值Sd
墙身截面偏心距e
≦0.3倍截面厚度
滑动稳定
安全系数Kc
≧1.3
基底应力σ
≦地基容许承载力
倾覆稳定
安全系数Ko
≧1.6
基底偏心距e
岩石地基≦B/5-B/4;
土质地基≦B/6（B为墙底厚度）
2.4.3洞门结构设计计算
计算参数如下：
（1）边、仰坡坡度1:
1.5；
（2）仰坡坡脚ε=30°
，tanε=0.58，tanα=0.1；
（3）地层容重γ=17kN/m3;
（4）地层计算摩擦角=40°
；
（5）基底摩擦系数0.4；
（6）基底控制应力[σ]=0.25Mpa
2.4.3.1建筑材料的容重和容许应力
洞门材料选用C25混凝土，容许压应力[σa]=0.5MPa，重度γ=23KN/m3。
2.4.3.2洞门各部尺寸的拟定
根据《公路隧道设计规范》（JTJ026-90），结合洞门所处地段的工程地质条件，拟定洞门翼墙的高度：
H=18m；
其中基底埋入地基的深度为1.5m，洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离为2m，洞门翼墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度2m，洞门翼墙与仰坡间的的水沟深度为0.4m，洞门墙顶高出仰坡坡脚0.8m。
2.4.3.3洞门验算
根据《公路隧道设计规范》（JTJ026-90），洞门土压力计算最危险滑裂面与垂直面之间的夹角：
洞门计算简图
式中:
——围岩计算摩擦角;
ε——洞门后仰坡坡角；
α——洞门墙面倾角
代入数值可得：
=0.68
故：
w=34.217°
2.4.3.4翼墙墙身验算
翼墙计算高度取距洞门前0.5m处高度为H=8m,洞门后填土高度为H=7.2m,翼墙厚度B=1.7m
根据《公路隧道设计规范》（JTG—2004），土压力为:
式中：
E——土压力（kN）;
——地层重度（kN/m3）
λ——侧压力系数；
ω——墙背土体破裂角；
b——洞门墙计算条带宽度（m），取b=1m；
ξ——土压力计算模式不确定系数，可取ξ=0.6。
把数据代入各式，得：
λ=0.2550
h′=3.4483
h。
=1.44
洞门土压力E：
=71.16KN
δ——墙背摩擦角δ=23φ=23×
40=26.7°
（1）抗倾覆验算
挡土墙在荷载作用下应绕O点产生倾覆时应满足下式：
式中：
K0——倾覆稳定系数，；
——全部垂直力对墙趾O点的稳定力矩；
——全部水平力对墙趾O点的稳定力矩；
墙身重量G：
Ex对墙趾的力臂：
Ey对墙趾的力臂：
G对墙趾的力臂：
代入上式得：
故抗倾覆稳定性满足要求
（2）抗滑动验算
对于水平基底，按如下公式验算滑动稳定性：
Kc——滑动稳定系数
——作用于基底上的垂直力之和；
——墙后主动土压力之和，取=Ex；
F——基底摩擦系数，取f=0.4
代入式得：
故抗滑稳定性满足要求
（3）基底合力偏心矩验算
设作用于基底的合力法向分力为，其对墙趾的力臂为ZN，合力偏心矩为e，则：
<
满足基底合力的偏心距，对于
，计算结果满足要求。
（4）墙身截面偏心矩及强度验算
墙身截面偏心矩e
M——计算截面以上各力对截面形心力矩的代数之后；
N——作用于截面以上垂直力之后。
将数据代入墙身偏心矩E的公式，可得：
，计算结果满足要求。
应力σ
满足强身截面的要求
2.4.3.5翼墙基底的运算
，端墙墙高，墙背厚土，端墙厚
土压力E:
滑动稳定的运算：
满足滑动稳定的要求
2.4.3.6端墙的验算
，所取墙高为，墙背厚土，端墙厚,
取条带宽度
土压力的计算
（1）倾覆稳定性的运算
满足倾覆稳定的要求
（2）滑动稳定的要求
（3）合力偏心距的运算
满足基底偏心距的要求
（4）基底压力的验算
当时，
（5）墙身截面的偏心验算
，计算结果满足要求
因为出现负值，故尚因检算不考虑圬工承受拉力时受压区应力重分布的最大压力。
通过应力分布
满足墙身截面的要求。
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