1.强度检算
根据《铁路隧道设计规范》，双线高速铁路隧道复合式衬砌，需按照破坏阶段或容许应力法对隧道结构截面进行强度检算（表3-4～表3-6）。
表3-4 混凝土和砌体结构的强度安全系数
（1）混凝土和砌体矩形截面中心及偏心受压构件的抗压强度按下式进行计算：
式中：K为安全系数；
N为轴向力（MN）；
表3-5 钢筋混凝土结构的强度安全系数
表3-6 混凝土极限强度（MPa）
Ra为混凝土或砌体的抗压极限强度（MPa）；
φ为构件纵向弯曲系数，对于隧道衬砌、明洞拱圈和墙背回填紧密的边墙，可取φ=1.0，对于其他构件，应按长细比查得；
α为轴向偏心力影响系数，取值查《铁路隧道设计规范》可得；
h为截面的厚度（m）；
b为截面的宽度（m）。
（2）从抗裂要求出发，混凝土矩形截面偏心受压构件的抗拉强度按下式计算：
式中：Rl为混凝土的抗拉极限强度（MPa）；
e0为截面偏心距（m）。
对混凝土矩形构件，按现行《铁路隧道设计规范》规定的安全系数及材料强度数值计算，结果表明：当e0≤0.2h时，由抗压强度控制承载力，不必检算抗裂；当e0＞0.2h时，由抗拉强度控制承载力，不必检算抗压。
（3）混凝土矩形截面的大偏心受压构件（x≤0.55h0），其截面强度按下式计算：
此时，中性轴的位置按下式确定：
当轴向力作用于钢筋Ag与
的重心之间时，式（3-12）中的左边第二项取正号；当作用于Ag与
重心之外时，则取负号。
如计算中考虑受压钢筋时，则混凝土受压区的高度应大于等于2a′，如不符合，应按下式计算：
式中：N为轴向力（MN）；
e，e′为钢筋Ag与A′g的重心到轴向力作用点的距离（m）。
（4）钢筋混凝土矩形截面的小偏心受压构件（x＞0.55h0），其截面强度应按下式计算：
（5）钢筋混凝土抗裂检算。从抗裂要求出发，隧道和明洞衬砌的混凝土矩形偏心受压构件，其抗裂承载能力应按以下公式检算：
式中：Nk为轴力标准值（MN），由各种作用标准值计算得到；
rst为混凝土衬砌构件抗裂检算时的作用效应分项系数；
为混凝土衬砌抗裂检算时的抗力分项系数，根据结构类型按表3-7选用。(www.xing528.com)
e0为检算截面偏心距（m）；
b为截面宽度（m）；
h为截面高度（m）；
φ为构件纵向稳定系数，对于隧道初砌、明洞拱圈及墙背紧密回填，可取1.0；对于其他构件，根据长细比选取；
fctk为混凝土轴心抗拉强度标准值（MPa）。
表3-7 抗力分项系数
注：当e0/h≤1/6时，可不进行抗裂计算；偏压衬砌分项系数仅适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩。
钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件，其最大裂缝宽度可按下式计算，对e0≤0.55h0的偏心受压构件，可不检算裂缝宽度：
式中：ωmax为最大裂缝宽度（mm）；
γ为纵向受拉钢筋表面特征系数，变形钢筋取0.7，光面钢筋取1.0；
Cs为最外层受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（mm），当Cs≤20时，取Cs=20；当Cs＞65时，取Cs=65；
σs为纵向受拉钢筋的应力（MPa）；
Es为钢筋的弹性模量（MPa）。
2.配筋计算
（1）断面DK112+218～DK112+250.3。经ANSYS计算得到内力见表3-8。
表3-8 内力表
按最小配筋率Ag=0.2%bh=0.002×1000×550=1100（mm2），采用对称配筋，取单侧需要配4根φ20的钢筋，纵向钢筋面积Ag=A′g=1256（mm2），纵向钢筋采用φ10＠250，箍筋采用φ8＠250。配筋后安全系数见表3-9。
表3-9 配筋后安全系数表
由以上危险截面配筋后检算K≥2.4，均能满足规范要求，故可采用上述配筋。
（2）断面DK112+250.3～DK112+413。经计算素混凝土安全系数拱顶部分K＜2.4，所以拱顶39号点为危险截面。按拱顶配筋经ANSYS计算得到内力见表3-10。
按最小配筋率Ag=0.2%bh=0.002×1000×450=900（mm2），采用对称配筋，取单侧需要配3根φ20的钢筋，纵向钢筋面积Ag=A′g=942（mm2），纵向钢筋采用φ10＠333，箍筋采用φ8＠250。配筋后安全系数见表3-11。
表3-10 内力表
表3-11 配筋后安全系数
由以上危险截面配筋后检算K≥2.4，均能满足规范要求，故可采用上述配筋。
（3）断面DK112+413～DK112+426。经ANSYS计算得到内力见表3-12。
表3-12 内力表
按最小配筋率Ag=0.2%bh=0.002×1000×550=1100（mm2），采用对称配筋，取单侧需要配4根φ20的钢筋，纵向钢筋面积Ag=A′g=1256（mm2），纵向钢筋采用φ10＠250，箍筋采用φ8＠250。配筋后安全系数见表3-13。
表3-13 配筋后安全系数
由以上危险截面配筋后检算K≥2.4，均能满足规范要求，故可采用上述配筋。
（4）裂缝宽度检算。经检算所取截面e0≤0.55h0均成立，不用检算裂缝宽度。
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