371.68406.50515.55147.8932.40278.04-38.18161.0948.69-150.23-267.18-42.7718.92101.46475.79-83.46298.19230.55244.0576.78-26.84-361.17-157.53-416.86-108.13-474.56-229.64-296.97101.55-98.25-633.65234.49476.42578.43y-613.44-525.19-251.9899.16-95.14-460.87-228.08-562.87-55.43-44.4267.25-115.47-71.6553.49-117.39-76.6042.48-41.72-41.5172.2041.1641.37110.45112.37614.94635.14x
图2-5结构剪力图（单位KN）
yx
图2-6结构位移变形图
14
第三章结构配筋计算
3.1配筋形式及截面尺寸
配筋形式:采用非对称配筋
截面尺寸:计算截面高度取h=600mm，宽度取b=1000mm 设计参数:混凝土强度等级C40，fc=19.1N/mm2；ft=1.71N/mm2；受力钢筋种类为HRB335，fy=fy′=300N/mm2，a=a′=50mm。
根据以上内力计算弯矩图，将衬砌划分为如图所示计算单元：
拱顶段拱脚段拱脚段直墙段直墙段仰拱段图3-1 配筋计算单元分段图
将单元视为杆件进行配筋计算，对每段杆件按偏心受压构件进行配筋计算。因假设构件两端为刚性连接。所以对于每段杆件，当弯矩最大，轴力最小时为偏心受压的最不利情况，计算时取最大弯矩的最小轴力进行偏心受压计算，取最大轴力验算截面的抗压强度。
计算单元 杆件长度（m) 拱顶段 拱脚段 直墙段 仰拱段
8.98 5.994 6.006 11.972
最大弯矩(KN·m) 644.26 734.92 748.16 383.12
最小轴力(KN） 1852.92 2341.21 2685.31 2736.82 最大轴力
最大剪力（KN）
（KN） 2198.61 406.5 2767.02 515.55 2860.07 635.14 3026.51 383.12
15
3.2配筋计算
3.2.1拱顶段配筋 偏心距计算：
e0=M/N=644.26/1852.92=0.3
根据规范,当结构为隧道衬砌时偏心距增大系数取错误！未找到引用源。 修正后偏心距：
根据规范安全系数取K=2
正截面强度应满足：
为使钢筋总用量错误！未找到引用源。最少，可取x=§h=0.55×
0.55=0.3 b0e=h/2-a+e0=600/2-50+300=550mm
=[2×2198.61×0.55-36.9×10×1×0.3×
3
（0.55-0.3/2）]/335×103×(0.55-0.05)= -11.9×10-3m2 <0
所以，受压钢筋Ag′应按最小配筋率配筋。 取
=p1minbh=0.20/0×1×0.6=1200mm2
=1256mm2
选择受压钢筋：Ф20@280，中性轴位置确定：
最大轴力作用于Ag与Ag′两重心以外
e′=e0-(h/2-a′)=300-(600/2-50)=50mm 中性轴位置：x=123mm>2a′=100mm
受力钢筋面积：Ag=1397mm2>p1minbh=0.20/0×1×0.6=1200mm2满足最小配筋率 选择受拉钢筋：Ф22@280，
=1520mm2
3.2.2拱顶段裂缝宽度检算
e0/h0=0.3/0.55=0.545<0.55,所以不需进行宽度裂缝检算。
3.2.3拱顶段抗剪验算
选取剪力最大的截面进行抗剪配筋，根据规范，可知当满足KQ0.07Rabh0时可不用进行剪力验算：2×406.5×10000.07×29.5×1000×550 按构造配筋：箍筋选用双肢Φ8@180 3.2.4拱脚段配筋
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偏心距计算：
e0=M/N=734.92/2341.21=0.3
根据规范,当结构为隧道衬砌时偏心距增大系数取错误！未找到引用源。 修正后偏心距：正截面强度应满足：
为使钢筋总用量错误！未找到引用源。最少，可取x=§h=0.55×
0.55=0.3 b0e=h/2-a+e0=600/2-50+300=550mm
=[2×2767.02×0.55-36.9×10×1×0.3×（0.55-0.3/2）]/
3
（335×103×(0.55-0.05)）= -8.3×10-3m2 <0
所以，受压钢筋Ag′应按最小配筋率配筋。 取
=p1minbh=0.20/0×1×0.6=1200mm2
=1256mm2
选择受压钢筋：Ф20@280，中性轴位置确定：
最大轴力作用于Ag与Ag′两重心以外
e′=e0-(h/2-a′)=300-(600/2-50)=50mm 中性轴位置：x=123mm>100mm
受力钢筋面积：Ag=1397mm2>p1minbh=0.20/0×1×0.6=1200mm2满足最小配筋率 选择受拉钢筋：Ф22@280，
=1520mm2
3.2.5拱脚段裂缝宽度检算
e0/h0=0.3/0.55=0.545<0.55,所以不需进行宽度裂缝检算。
3.2.6拱顶段抗剪验算
选取剪力最大的截面进行抗剪配筋，根据规范，可知当满足KQ0.07Rabh0时可不用进行剪力验算：2×515.55×10000.07×29.5×1000×550 按构造配筋：箍筋选用双肢Φ8@180
3.2.7直墙段配筋 偏心距计算：
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e0=M/N=748.16/2685.31=0.3
根据规范,当结构为隧道衬砌时偏心距增大系数取错误！未找到引用源。 修正后偏心距：正截面强度应满足：
为使钢筋总用量错误！未找到引用源。最少，可取x=§h=0.55×
0.55=0.3 b0e=h/2-a+e0=600/2-50+300=550mm
=[2×2860.07×0.55-36.9×10×1×0.3×（0.55-0.3/2）]/
3
（335×103×(0.55-0.05)）= -7.65×10-3m2 <0
所以，受压钢筋Ag′应按最小配筋率配筋。 取
=p1minbh=0.20/0×1×0.6=1200mm2
=1256mm2
选择受压钢筋：Ф20@280，中性轴位置确定：
最大轴力作用于Ag与Ag′两重心以外
e′=e0-(h/2-a′)=300-(600/2-50)=50mm 中性轴位置：x=123mm>100mm
受力钢筋面积：Ag=1397mm2>p1minbh=0.20/0×1×0.6=1200mm2满足最小配筋率 选择受拉钢筋：Ф22@280，
=1520mm2
3.2.8直墙段裂缝宽度检算
e0/h0=0.3/0.55=0.545<0.55,所以不需进行宽度裂缝检算。 3.2.9拱顶段抗剪验算
选取剪力最大的截面进行抗剪配筋，根据规范，可知矩形截面，当仅配有箍筋时，其斜截面的抗剪强度应按下列公式计算：KQ≦Qkh
Qkh=0.07Ra·bh0+αkhRgAkh0/S KQ/( bh0)=2×635.14×1000/（1000×550）=2.31MPa<0.2Ra=0.2×29.5=5.9 MPa，抗剪强度影响系数αkh=2.0。
2×635.14×1000=0.07×29.5×1000×550+2×335×550×Ak/S可得：Ak/S=0.365 选用双肢（n=2）Φ6.5箍筋（查得Ak=2×33.2=66.4mm）,则箍筋间距为
S= Ak/0.365=66.4/0.365=182mm,取S=180mm
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2
满足最大箍筋间距和最小箍筋直径要 3.2.10仰拱段配筋 偏心距计算：
e0=M/N=383.12/2736.82=0.14
根据规范,当结构为隧道衬砌时偏心距增大系数取错误！未找到引用源。 修正后偏心距：e=1×
0.14=0.14m 0正截面强度应满足：
为使钢筋总用量错误！未找到引用源。最少，可取x=§h=0.55×
0.55=0.3 b0e=h/2-a+e0=600/2-50+140=390mm
=[2×3026.51×0.39-36.9×10×1×0.3×（0.55-0.3/2）]/
3
（335×103×(0.55-0.05)）= -12.34m2 <0
所以，受压钢筋Ag′应按最小配筋率配筋。 取
=p1minbh=0.20/0×1×0.6=1200mm2
=1256mm2
选择受压钢筋：Ф20@280，中性轴位置确定：
最大轴力作用于Ag与Ag′两重心以外
e′=e0-(h/2-a′)=300-(600/2-50)=50mm 中性轴位置：x=123mm>100mm
受力钢筋面积：Ag=1397mm2>p1minbh=0.20/0×1×0.6=1200mm2满足最小配筋率 选择受拉钢筋：Ф22@280，
=1520mm2
3.2.11仰拱段裂缝宽度检算
e0/h0=0.14/0.55=0.25<0.55,所以不需进行宽度裂缝检算。 3.2.12拱顶段抗剪验算
选取剪力最大的截面进行抗剪配筋，根据规范，可知当满足KQ0.07Rabh0时可不用进行剪力验算：2×383.12×10000.07×29.5×1000×550 按构造配筋：箍筋选用双肢Φ8@180
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