隧道横断面设计.ppt

王丽琴主讲王丽琴主讲王丽琴西安理工大学土建学院岩土工程研究所第三章隧道构造设计1王丽琴主讲王丽琴主讲第三章 隧道构造设计本章内容提要洞身衬砌（4类）明洞（2类）洞门 （6类）主体支护结构避车洞边仰坡排水天沟防排水设备通风系统照明系统隧道建筑物附属建筑物2王丽琴主讲王丽琴主讲第三章隧道构造设计第一节隧道横断面设计第二节衬砌的一般构造要求第三节洞身支护结构的构造第四节明洞的构造第五节隧道洞门结构的构造第六节隧道附属建筑物第七节隧道内部装饰第八节洞内噪声的降低措施3王丽琴主讲王丽琴主讲第一节隧道横断面设计隧道净空：隧道衬砌内轮廓线所包围的空间，根据“隧道建筑限界”确定的。隧道建筑限界：为了保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间范围。隧道净空与限界的基本概念4王丽琴主讲王丽琴主讲机车车辆限界 它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。基本建筑限界 它是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线。隧道建筑限界 它是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线（GB146.2-83）。直线隧道净空 要比“隧道建筑限界”稍大一些，还考虑了在不同的围岩压力作用下，衬砌结构的合理受力形状（拱部采用三心圆，边墙采用直墙式或曲墙式）以及施工方便等因素。一、铁路隧道净空及要求直线隧道净空第一节隧道横断面设计5王丽琴主讲王丽琴主讲6王丽琴主讲王丽琴主讲机车车辆下部限界（车限-1B）（单位：mm)7王丽琴主讲王丽琴主讲 信号机、水鹤之建筑限界（正线不适用）站台建筑限限界（正线不适用）各种建筑物的基本限界 适用于电力机车牵引的线路的跨线桥，天桥及雨棚等建筑物 电力机车牵引的线路的跨线桥在困难条件下的最小高度基本建筑限界8王丽琴主讲王丽琴主讲基本建筑限界 最大级超限货物装载限界9王丽琴主讲王丽琴主讲隧限-1A和隧限-1B（新建或改建蒸汽、内燃牵引的单线及双线铁路）10王丽琴主讲王丽琴主讲隧限-2A和隧限-2B（新建或改建电力牵引的单线及双线铁路）隧道建筑限界 基本建筑限界11王丽琴主讲王丽琴主讲单线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓12王丽琴主讲王丽琴主讲双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓13王丽琴主讲王丽琴主讲车辆通过曲线时的平面图曲线隧道净空加宽车辆长度(L=26m)车辆前后转向架间距(l=18m)线路中线线路中线d外d外d内内1E车辆轴线车辆轴线O曲线半径曲线半径R车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆本身却不能随线路弯曲而弯曲，仍保持其矩形形状。故其两端向曲线外侧偏移（d外），中间向曲线内侧偏移（d内）。车辆纵轴与线路中线有偏距加宽原因14王丽琴主讲王丽琴主讲车辆通过曲线时的横断面图 由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动了一个距离（d内2）。HEFd内内2DOACG15王丽琴主讲王丽琴主讲 车辆中间部分向曲线内侧的偏移d内1 式中 l 车辆转向架中心距，取18m；R 曲线半径（m）加宽值的计算单线曲线隧道加宽值的计算：车辆通过曲线时的平面图车辆长度(L=26m)车辆前后转向架间距(l=18m)线路中线线路中线d外d外d内内1E车辆轴线车辆轴线O曲线半径R单位：cmRl16王丽琴主讲王丽琴主讲车辆通过曲线时的平面图 车辆两端向曲线外侧的偏移d外式中：L 标准车辆长度，我国为26m。车辆长度(L=26m)车辆前后转向架间距(l=18m)线路中线线路中线d外d外d内内1E车辆轴线车辆轴线O曲线半径R17王丽琴主讲王丽琴主讲（）外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内2式中：H 隧道限界控制点自轨面起的高度 E 曲线外轨超高值，15v 铁路远期行车速度，km/h。d内内2HEFDOACGG150cm=2.4E18王丽琴主讲王丽琴主讲对于单线曲线隧道净空的加宽值为：内侧加宽 W1=d内1+d内2=+（）外侧加宽 W2=d外=（）总加宽 W=W1+W2=d内1+d内2+d外=+（）总结：19王丽琴主讲王丽琴主讲单线曲线隧道中线与线路中线偏移距离d为(cm)：单线曲线隧道中线偏移曲线隧道中线与线路中线偏移距离单线隧道时:W1W2d直线隧道内轮廓线加宽后隧道内轮廓线直线隧道中心线加宽后隧道中心线20王丽琴主讲王丽琴主讲双线曲线隧道的内侧加宽值W1及外侧加宽值W2与单线曲线隧道加宽值的计算相同。即：内侧加宽 W1=d内1+d内2=+（）外侧加宽 W2=d外=（）双线曲线隧道加宽值的计算：单位：cm21王丽琴主讲王丽琴主讲2.当外侧线路的外轨超高 内侧线路的外轨超高时 线间距加宽1.当外侧线路的外轨超高内侧线路的外轨超高时 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）。双线曲线隧道总加宽 W=W1+W2+W322单位：双线隧道时:曲线隧道中线与线路中线偏移距离23曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法d圆曲线地段隧道中线偏移距离；R圆曲线半径。缓和曲线中点加宽断面缓和曲线起点直线断面缓和曲线中点缓和曲线终点隧道中线线路中线R圆曲线加宽断面22m13mdd/224王丽琴主讲王丽琴主讲二、公路隧道净空及要求公路隧道建筑限界 公路隧道建筑限界图(尺寸单位：m)25王丽琴主讲王丽琴主讲各各级级公路隧道建筑限界基本公路隧道建筑限界基本宽宽度（度（m m）公公路路分分类类公公路路等等级级地地 形形行行车车道道宽宽 度度（单单洞）洞）W侧侧 向向宽宽 度度人人行行道道R检检修道修道(一一侧侧)J隧道建筑隧道建筑限界限界净宽净宽路路缘缘带带S余余宽宽C设检设检修道或修道或不不设设人行道人行道设设人人行行道道汽汽车车专专用用公公路路高高速速平原微丘平原微丘7.500.750.500.7510.75重重 丘丘7.500.500.500.7510.25山岭山岭7.500.500.250.759.757.000.500.250.759.25一一级级平原微丘平原微丘7.500.500.500.7510.25山岭重丘山岭重丘7.000.500.250.759.25二二级级平原微丘平原微丘8.00/0.250.759.25山岭重丘山岭重丘7.500.250.758.75一一般般公公路路二二级级平原微丘平原微丘9.000.250.759.5010.5山岭重丘山岭重丘7.000.257.508.50三三级级平原微丘平原微丘7.000.250.757.508.50山岭重丘山岭重丘7.000.257.508.50四四级级平原微丘平原微丘7.000.257.50山岭重丘山岭重丘7.00/4.500.257.50/5.0026王丽琴主讲王丽琴主讲 注：汽车专用公路隧道只在左侧设检修道；山岭重丘区的四级公路，只有当路基宽度为4.5m 时，行车道宽度可采用4.5m；四级公路一般可不设人行道。27王丽琴主讲王丽琴主讲隧道净空除应在符合隧道建筑限界的规定外，还应考虑洞内排水、通风、照明、放火、监控、运营管理等附属设施所需要的空间，并考虑围岩压力影响、施工等必要的富裕量，使确定的断面形式及尺寸，达到安全、经济、合理。公路隧道横断面示意图 28王丽琴主讲王丽琴主讲课程小结车辆纵轴与线路中线有偏距，故其两端向曲线外侧偏移（d外），中间向曲线内侧偏移（d内1）。外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内2解决的主要问题：加宽值的计算、曲线隧道中线与线路中线偏移距离计算、曲线隧道与直线隧道衔接方法曲线隧道净空加宽29王丽琴主讲王丽琴主讲设隧道曲线半径为R1000m，单线铁路隧道外轨超高为E10cm，双线铁路隧道外侧线路的外轨超高为E12cm，且外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高，车辆长度L=26m，车辆前后转向架间距l=18m，车辆外侧顶角距内轨顶面的高度H=360cm，试推导和计算单线和双线隧道的总加宽值。练习作业：30