潛浮隧道的設計方案探討

   2005-11-13 33180
核心提示:我國瓊州海峽海水深度大,采用橋梁和隧道方案的困難都很大,潛浮隧道是跨海浮橋解決通航問題的一種簡便、實用和經濟的方案。潛浮隧道
 我國瓊州海峽海水深度大,采用橋梁和隧道方案的困難都很大,潛浮隧道是跨海浮橋解決通航問題的一種簡便、實用和經濟的方案。潛浮隧道是隧道的一種新形式,具有較多的特點。本文對它的結構特點、計算、防護和365JT施工作方案探討。

關鍵詞:潛浮隧道   樁基   預應力

 

一、潛浮隧道的特點

1、原理

隧道都是埋設在巖土地層中,采用暗挖或明挖法施工,工襯砌保持巖土的壓力平衡,施工是逐步完成的。隧道斷面形式都為拱形曲線,以利平衡承受的巨大壓力。公路隧道的寬度大,水下隧道適合采用矩形單箱雙室斷面,以便加工預制。水下隧道的橫斷面積大,浮力巨大,能夠基本平衡隧道的重量,需設樁基支持和固定,只能預制和水下安裝。

為了平衡巨大的浮力,適合采用內襯鋼板的預應力砼結構,無防護麻煩。假定為雙向6車道,采用矩形單箱雙室斷面,中隔墻可設通道相通,單室凈空為6x12m,單個車道寬度3.75m,鋼筋砼箱壁厚度0.80m。每延米排水量201噸,自重155噸,浮力46噸,浮力還能夠承受活載,故需要再加壓重才能下沉。由于活載的作用會引起浮力的變化,隧道內力也有變化,隧道仍然需要錨固。

    所謂潛浮隧道是指水深在80m以內的淺海中,采用間距60m的雙柱式樁基排架,將隧道預制管節安放和固定于上,使施工比較方便。由于潛浮隧道的浮力巨大,隧道自重基本上已由浮力所平衡,活載由樁基承受。被固定的潛浮隧道穩定和承力可靠,方便預制隧道管節的拼裝,無防護麻煩,基本類同上海黃浦江沉管隧道。

2、樁基

    在水深80m以內的淺海中,選用直徑3m的樁基,采用沖擊鉆機施工可行。鉆孔鋼護筒采用16mm厚度船用鋼板卷制焊接,為了加強鋼護筒的縱向剛度,可采用角鋼在筒內作縱向焊接加勁。樁基砼澆灌至365JT設計標高以上1m,以后抽水鑿除樁頭砼,澆灌封頭砼和焊接鋼板。然后水下切割鋼護筒,浮吊安裝預制鋼筋砼蓋梁,并水下焊接固定。預制隧道管節安放在排架蓋梁上,再水下焊接固定。對于水深較淺時,自然樁基直徑可以減小。對于潛浮隧道的出水坡度段,樁基排架間距按需要作靈活調整。隧道與樁基排架相配合,使潛浮隧道的施工變得簡便易行。

3、構造

    采用單箱雙室的鋼筋砼斷面,施工預制簡便,內力可按箱形剛架計算。隧道潛浮較深,水壓力很大。普通鋼筋砼要開裂,很適合采用防水砼和預應力365JT技術,防止鋼筋砼開裂,有利于防止隧道漏水,可減少普通鋼筋的用量。為保證潛浮隧道的絕對安全,采用10mm厚度鋼板作內襯形成封閉鋼箱,起到防水和保險的作用,便于防漏搶修,并參與剛架受力,兼作澆筑砼的內模板使用。對鋼板內壁加焊錨固鋼筋,采用5厘米厚度鋼筋網和鋼絲網噴射砼作防火層,并分段設置自動控制的噴水滅火管線,起到耐久、防銹、防水和防火的安全作用。隧道要浮運就位安裝,必須在預制節段兩端設封頭端板,在接頭安裝處理好以后,再打通除封頭端板。為了方便除封頭端板,采用便于裝拆的鋼骨架和止水的加勁鋼板。隧道預制管節應從一端逐一拼裝,便于封頭端板拆除和重復使用,以降低工程造價。預制管節兩端鋼接頭的斷面尺寸和標準精度要嚴格,以便于安裝、接頭連接預應力張拉和焊接處理。隧道每延米頂、底板橫向設預應力鋼絞線各3束,邊墻豎向1束,鋼絞線束隨水壓力減小而減少,在框架節點各設2束鋼絞線加強縱向剛度。隧道進出口在水上,每延米頂、底板橫向預應力鋼絞線束減少,框架節點縱向鋼絞線束成倍增加。

4、接頭

    潛浮隧道分節段預制,以便預制和浮運安裝。為了便于安裝和拼接,隧道管節接頭部位應采用鋼板材料,預埋在鋼筋砼中,以便于內外焊接接頭連接鋼板。為了防止漏水,接頭加設橡膠止水密封墊層,采用張拉連接預應力。為了接頭安裝方便,還需要焊接導向、定位和連接裝置,完善安裝和拼接方案。隧道管節接頭的外部焊接鋼板和安裝鋼模板,并壓注砼以防護接頭鋼板的銹蝕??紤]在管節頂板開孔和安設豎向直徑為2m的鋼管井筒,形成沉箱,方便人和機具進入管節內,以便隧道管節的接頭連接操作和施工處理。最后焊接鋼板和澆灌砼封閉孔口,切割和拆除鋼管井筒。潛浮隧道的接頭處理是關鍵技術,在水深40m以內作鋼板的切割和焊接是可行的,海洋救撈公司對水下安裝和焊、割有獨特的技術解決。

5、預制

    潛浮隧道管節的接頭處理較麻煩,故隧道管節的劃分宜長,長度以120m左右為宜,

    以減少接頭的數量。預應力混凝土隧道管節的重量巨大,達18642噸,適合采用在干船塢內預制,利用浮力可以比較方便的實現浮運。為了減小干船塢的深度,可以采用分兩期來預制,即先作底板和下半部實現成船浮運,只需3.5m吃水深度,上半部浮運出干船塢以后,再繼續完成預制管節。為了預制隧道管節,需要在海邊選擇適當的位置建設干船塢??稍趶V州新建的龍穴島30萬噸干船塢預制。

6、進出口

    隧道進、出水口的節段吃水深度較淺,呈現出半潛浮狀態,施工反而不方便,浮運和安裝除利用高潮位的有利條件外,還應加設輔助浮筒進行安裝,或者部分作成雙壁鋼套箱以減輕自重,安裝以后再澆灌砼。由于隧道的浮力減小,則應增加樁基排架數目,以支承隧道的重量。為了防避潮差和浪高,隧道要露出水面相當的高度,此部分類似箱形橋梁,重量都支承在樁基排架上,排架間距為30m。它可以采用浮吊安裝,或支架上現澆施工,為了減輕浮吊和支架的負擔,應分期完成,設計都應該考慮到施工和使用階段的各自特點。

7、通風、照明和排水

    隧道的通風是極為重要的,故行車凈空高度設為6m,以便布置送、排風管道。”V“形的隧道縱斷面,如同采礦坑道,風壓問題很重要。照明更是必須重視,可以改善行車條件和景觀,以方便行車。為了預防意外漏水,必須設置抽、排水設備和管道。通風、照明、防火和排水設施必須是經常和不間斷的,設備和電源應該采用雙套備用。

8、管理

    由于潛浮隧道很長,隧道的安全極為重要,故隧道應加強管理,必須有安全監控設備和安全事故應急設施,以保證365JT交通安全。在隧道口應加寬建設管理設施平臺,也便于安裝通風、照明、排水和發電等設備。

一、內力

1、水壓

水壓力是潛浮隧道內力計算的主要依據,首先應按航道的需要確定設計水深。瓊州海峽采用<<便航式跨海浮橋>>方案,主航道需要設置水下潛浮隧道來解決,其位置按通航、地形、地質條件和施工方案來確定。海峽的特點是寬達20公里,兩岸水深度較淺,中部水很深,在120~150m左右,平均水深50m,最大浪高3.3m,潮位差3.6m。主航道上隧道的航道深度,應由船舶的水深度來確定,要滿足最大船舶和特殊要求的需要。30萬噸的超級油輪,水深度22.2m??紤]到將來的發展需要,預留一定的安全余地,航道深度以低潮位為準,采用最小的水深度24m,可滿足通航的需要。隧道高度采用7.6m,隧道底的最小水深31.6m。最大潮水位差3.6m,隧道底的水深35.2m,考慮最大浪高3.3m,應按最大水深38.5m的壓力設計隧道。隧道進出口坡度段,水深變化由0~38.5m,應按水深變化計算不同的壓力。

2、計算模式:隧道的單箱雙室斷面圖形對稱,可按箱形剛架公式計算。

箱壁厚度0.8 m  I=BH³/12=1x0.8³/12=0.0427m²*²

K=(I1/I2)/(h/l)=(0.0427/0.0427)/(6.8/12.8)=0.5313

φ=20(1+2K)(6+K)/K=20x(1+2x0.5313)x(6+0.5313)/0.5313=507.1131

⑴頂、底板水壓

頂板MA、E =Ql²/[12(1+2K)]=30.9x10x12.8²/[12x(1+2x0.5313)]=2045.42kn.m

底板MC、F =Ql²/[12(1+2K)]=38.5x10x12.8²/[12x(1+2x0.5313)]=4946.86kn.m

頂板MBABE=Ql²(1+3K)/[12(1+2K)]= 30.9x10x12.8²x(1+3x0.5313)/[12 x(1+2x0.5313)]

=5305.61kn.m

底板MDC、DF=Ql²(1+3K)/[12(1+2K)]= 38.5x10x12.8²x(1+3x0.5313)/[12x(1+2x0.5313)]

=6610.55kn.m

⑵側墻均布水壓

邊墻MAE、 C、F=Ql²K/[6(1+2K)]=30.9x10x6.8²x0.5313/[6x(1+2x0.5313)]= 613.41kn.m

隔墻MBA、BEDC、DF=Ql²K/[12(1+2K)]=30.9x10x6.8²x0.5313/[12x(1+2x0.5313)]= 306.70kn.m

⑶側墻三角形水壓

頂板MA、=Ql²(59+8 K)/(6φ)=7.6x10x6.8²(59+8x0.5313)/(6x507.1131)=73.05kn.m  

MBA、BE=Ql²(31+7K)/(6φ)=7.6x10x6.8²x(31+7x0.5313)/(6x507.1131)=40.10kn.m

  底板MCF =Ql²(61+12K)/(6φ)=7.6x10x6.8²(61+12x0.5313)/(6x507.1131)=77.82kn.m

      MDC、DF=Ql²(29+3K)/(6φ)=7.6x10x6.8²(29+3x0.5313)/(6x507.1131)=35.34kn.m

3、頂、底板自重:             頂板MBA、BE=Ql²(1+3K)/[12(1+2K)]=25x0.8x12.8²x(1+3x0.5313)/[12x(1+2x0.5313)]=343.41kn.m

底板MDC、DF=Ql²(1+3K)/[12(1+2K)]= -25x0.8x12.8²x(1+3x0.5313)/[12x(1+2x0.5313)]= -343.41kn.m

頂板MA、E =Ql²/[12(1+2K)]=25x0.8x12.8²/[12x(1+2x0.5313)]=132.39kn.m

底板MCF =Ql²/[12(1+2K)] =-25x0.8x12.8²/[12x(1+2x0.5313)]= -132.39kn.m

4、墻體壓力:頂板RAE=Ql/2=(25x0.8+30.9x10)x12.8/2=2105.6 kn/m

墻底RC、F=Ql/2+QH=(25x0.8+30.9x10)x12.8/2+25x0.8x6.8=2241.6 kn/m

中隔墻RB=2 x 2105.6=4211.2 kn/m    RD=4211.2+25x0.8x6.8=4347.2 kn/m

5、內力組合:無活載的水壓內力最大。

頂板MAE =1.2x(2045.42+132.39+613.41+73.05)=-3437.12 kn.m

  MBA、BE =1.2x(5305.61+343.41-306.70- 40.10)=-6363.01 kn.m

  MMAX=1.2x[(30.9+2.5)x10x12.8²/8-0.5x(5302.51-2864.27)-2864.27]=2321.23kn.m

底板MC、F =1.2x(4946.86-132.39+613.41+77.82)=-6606.84 kn.m

  MDCDF =1.2x(6610.55 -343.41-306.70-35.34)=-7110.12 kn.m

  MMAX=1.2x[(38.5-2.5)x10x12.8²/8-0.5x(5925.10-5560.27)-5560.27]=218.90 kn.m

⑶側MMAX=1.2x[30.9x10x6.8²/8+0.214x7.6x10x6. 8²-0.5x(5505.70-2864.27)-2864.27]

=-1976.30 kn.m

墻體壓力:頂板RA、E=1.2x2105.6 =2526.72kn/m  墻底RC、F=1.2x2241.6=2689.92 kn/m

中墻RB=1.2x4211.2 =5053.44kn/m    RD=1.2x4347.2=5216.64 kn/m²

6、不同水深:隧道中部和進出口段,以3 m級差分別計算內力,反映出水壓力變化規律。

                         不同水深隧道框架桿件內力計算表                  (kn.m)

Ms

ACEF

Mx

BABE

MCD

ACEF

MCD

BABE

MCS

A E

MCS

BABE

MCS

C F

MCS

DCDF

MSY

A C

MSY

BADC

MjZ

MAX

MCZ

墻中

MBZ

跨中

2m

 

 

 

 

 

 

 

 

132

343

512

 

-274

257

343

389

-102

-264

5

 

 

8

4

73

40

78

35

213

299

512

752

 

73

625

859

579

554

 

54

8

27

69

8

4

240

368

594

775

290

1028

1374

981

991

1126

605

11

225

504

68

34

498

773

1208

949

573

1413

1889

1426

1476

1741

211

14

424

1099

127

64

756

1339

1823

1122

757

1799

2404

1871

1962

2355

439

17

622

1614

187

93

1014

1824

2437

1295

1018

2184

2918

2137

2447

2970

678

20

821

2129

246

124

1272

2309

3052

1469

1261

2570

3434

2761

2932

3584

738

23

1019

2644

306

153

1531

2795

3666

1642

1503

2955

3949

3206

3418

4198

886

26

1218

3159

365

183

1789

3280

4280

1816

1746

3341

4464

3651

3903

4813

1036

29

1417

3674

425

212

2047

3765

4895

1989

1989

3726

4979

4132

4388

5427

1167

32

1615

4190

484

242

2305

4251

5509

2162

2231

4112

5494

4541

4874

6042

1334

35

1814

4705

544

272

2563

4736

6124

2336

2474

4497

6010

4987

5359

6656

1483

38.5

2045

5306

613

307

2864

5302

6840

2530

2757

4947

6611

5506

5925

7373

1657

表中:未計載組合及安全系數,同一水深數字上欄為頂板、下欄底板,Ms、Mx——頂、底板水壓力,MCD、MCD——側壁等載水壓力,MCS——側壁三角形水壓力,MSY——水壓總內力,MjZ——頂、底板簡支水壓內力,MCZ——側壁墻中水壓內力,MBZ——頂、底板跨中水壓內力。

7、水上與掛車-120內力組合

箱壁厚度0.4 m    I=BH³/12=1x0.4³/12=0.0053m²*²

K=(I1/I2)/(h/l)=(0.0053/0.0053)/(6.4/12.4)=0.5161

頂板MA、E= 1.2Ql²/[12(1+2K)]=1.2x10x12.4²/[12x(1+2x0.5161)]= -75.66kn.m

底板MC、F =1.2Ql²/[12(1+2K)]+1.1x12x0.2451x(P/l)l²/[l2x(1+2K)]=1.2x10x12.4²/[12x(1+

     2x0.5161)]+1.1x12x0.2451x(150/12.4)x12.4²/[12x(1+2x0.5161)]= -322.42kn.m

頂板MBA、BE=1.2Ql²(1+3K)/[12(1+2K)]=1.2x10x12.4²x(1+3x0.5161)/[12 x(1+2x0.5161)]

= -192.81kn.m     

MMAX=1.2x10x12.4²/8-0.5x(75.66+192.81)=96.41kn.m

底板MDC、DF=[1.2Q+1.1x12x0.2451x(P/l)]l²(1+3K)/[12(1+2K)]=[1.2x10+1.1x12x0.2451x (150/12.4)] x 12.4²x(1+3x0.5161)/[12 x(1+2x0.5161)]= -640.83kn.m

MMAX=[1.2Q+1.1x12x0.2451x(P/l)]l²/8-0.5x(322.42+640.83)= [1.2x10+1.1x12x

0.2451x(150/12.4)] x 12.4²/8-0.5x(322.42+640.83)= 501.23 kn.m

8、縱向活載內力:按等跨連續梁和掛-120計算。

⑴水中:無限跨L=60 m    M=1.1(-0.171PL)=1.1x(-0.171x2400x60)= -27086.4 kn.m

MMAX=1.1(0.188PL)= 1.1x(0.188x2400x60)=29779.2 kn.m

Q=1.1(0.5P)=1.1x(0.5x2400)=1320 kn

R=1.1(1.274P)=1.1x(1.274x2400)=3363.36 kn

⑵水上:五跨L=30 m

M=1.2(-0.105qL²)+1.1(-0.179PL)=1.2x(-0.105x784x30²)+1.1x(-0.179x2400x30)

= -103082.4 kn.m

MMAX=1.2(0.1qL²)+1.1(0.211PL)=1.2x(0.1x784x30²)+1.1x(0.211x2400x30)=101383.2 kn.m

Q=1.2(0.606L)+1.1(0.679P)=1.2x(0.606x784x30)+1.1x(0.679x2400)=18896.3 kn

R=1.2(1.183qL)+1.2(1.274P)=1.2x(1.183x784x30)+1.1x(1.274x2400)=36752.35 kn

二、截面配筋

1、水下框架

⑴頂板RgAg+RyAy=RabX  b=100cm  Ag=100cm² Ra=23mPa  Rg=240 mPa Ry=1860 mPa

X= (RgAg+RyAy)/( Rab)=(240x100+0.6x1860x37.8)/(23x100)=28.8cm   鋼絞線3x9Φj15.24

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x100x28.8x(65-28.8/2)x10ˉ³=2681.395kn.m> MMAX=2321.23kn.m

X=RyAy/( Rab)=0.6x1860x37.8/(23x100)=18.3cm

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x100x18.3x(165-18.3/2) x10ˉ³=5247.781kn.m>M A=-3437.12 kn.m

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x100x18.3x(195-18.3/2) x10ˉ³=6257.941kn.mMBA=-6363 kn.m

底板  RgAg+RyAy=RabX        鋼絞線3x9Φj15.24

X= (RgAg+RyAy)/( Rab)=(240x100+0.6x1860x37.8)/(23x100)=28.8cm

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x100x28.8x(40-28.8/2) x10ˉ³=1356.595kn.m>MMAX=218.90kn.m

X=RyAy/( Rab)=0.6x1860x50.4/(23x100)=24.4cm          鋼絞線3x12Φj15.24

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x100x24.4x(165-24.4/2)x10ˉ³=6860.109kn.m>M C=-6606.84 kn.m

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x100x24.4x(165-24.4/2)x10ˉ³=6860.109kn.mMDC=-7110 kn.m

側墻 MAE =-3437.12 kn.m  MC、F =-6606.84 kn.m  MMAX=-1976.30 kn.m

RAE=2526.72kn/m    RCF=2689.92 kn/m    b=100cm   ho=65cm

     墻頂e=3437.12/2526.72=1.36m         鋼絞線1x9Φj15.24

        RabX(e-ho+X /2)=ayRyAyey-RgˊAgˊegˊ     ay=a/ξ-b =0.4/(X/ho)=0.4ho/X   

        23x100X(136-65+X/2)= 0.4x65/(X)x 0.6x1860x12.6x136-340x100x76

        X³+0.0617X²+2247X-43236.4=0        X=17.1cm    

N=0.76RabX+0.76(RgˊAgˊ-RyAy)=0.76x23x100x17.1/10 +0.76x(100x340-0.6x

1860x12.6)/10=4504.4 kn> RA、E=2526.72kn/m

  墻底e=6606.84/2689.92=2.46m        鋼絞線1x9Φj15.24

        RabX(e-ho+X /2)= ayRyAyey-RgˊAgˊegˊ           

        23x100X(246-65+X/2)= 0.4x65/(X)x0.6x1860x12.6x246-340x100x186

        X³+0.1574X²+5499.1X-79448.3=0     X=14cm    

N=0.76RabX+0.76(RgˊAgˊ-RyAy)=0.76x23x100x14/10 +0.76x(100x340-0.6x

1860x12.6)/10=4441 kn> RAE=2689.92kn/m

  墻中部e=1976.30/0.5x(2526.72+2689.92)=0.76m

          RabX(e-ho+X /2)= ayRyAyey-RgˊAgˊegˊ            鋼絞線1x9Φj15.24

          23x100X(76-40+X/2)= 0.4x40/(X)x0.6x1860x12.6x76-340x100x41

          X³+0.0313X²+1212.2X-14868.6=0         X=11cm     

N=0.76RabX+0.76(RgˊAgˊ-RyAy)=0.76x23x100x11/10 +0.76x(340x100-0.6x

1860x12.6)/10=3438.1 kn> RA、E=2608.32kn/m

2、水上框架

⑴頂板RgAg+RyAy=RabX b=100cm  Ag=100cm² Ra=23mPa  Rg=240mPa  Ry=1860 mPa

X= (RgAg+RyAy)/( Rab)=(240x100+0.6x1860x12.6)/(23x100)=16.5cm   鋼絞線1x9Φj15.24

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x100x16.5x(25-16.5/2)x10ˉ³=508.53kn.m>MMAX=96.41kn.m

  M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x100x16.5x(70-16.5/2) x10ˉ³=1874.73kn.m>M A、E =-75.66kn.m M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x100x16.5x(70-16.5/2) x10ˉ³=1874.73kn.m>MBA=-192.81kn.m

底板  RgAg+RyAy=RabX          鋼絞線2x9Φj15.24

X= RyAy/( Rab)=0.6x1860x25.2/(23x100)=12.2cm

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x100x12.2x(30-12.2/2) x10ˉ³=525.28kn.m>MMAX=501.23 kn.m

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x100x12.2x(70-12.2/2)x10ˉ³=1434.43kn.m>M CF=-322.42kn.m

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x100x12.2x(70-12.2/2)x10ˉ³=1434.43kn.m>MDC、DF=-640.83kn.m

側墻 MA、E =-75.66 kn.m  MCF =-322.42 kn.m 

RA、E=10x12.4/2=62kn/m    RC、F=62+10x6.4/2=94 kn/m    b=100cm   ho=25cm

墻頂e=-75.66/62=1.22m       Agˊ=100cm²     鋼絞線1x9Φj15.24

        RabX(e-ho+X /2)=ayRyAyey-RgˊAgˊegˊ     ay=a/ξ-b =0.4/(X/ho)=0.4ho/X   

        23x100X(122-25+X/2)= 0.4x25/(X)x 0.6x1860x12.6x122-340x100x102

        X³+0.0843X²+3015.7X-14917.5=0        X=5cm      

N=0.76RabX+0.76(RgˊAgˊ-RyAy)=0.76x23x100x5/10 +0.76x(100x340-0.6x

1860x12.6)/10=2867.8 kn> RA、E=62kn/m

墻底e= -322.42/94=3.43m               鋼絞線1x9Φj15.24

        RabX(e-ho+X /2)= ayRyAyey-RgˊAgˊegˊ           

        23x100X(343-25+X/2)= 0.4x25/(X)x0.6x1860x12.6x343-340x100x323

        X³+0.2765X²+5499.1X-41940=0     X=7.5cm    

N=0.76RabX+0.76(RgˊAgˊ-RyAy)=0.76x23x100x7.5/10 +0.76x(100x340-0.6x

1860x12.6)/10=2826.3 kn> RAE=94kn/m

3、隧道縱向

水中   RyAy=RabX      b=2640cm      鋼絞線6x12Φj15.24

X= RyAy/(Rab)=0.6x1860x100.8/(23x2640)=2cm    

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x2640x2x(720-2/2) x10ˉ³=69852.29kn.m>Mj=-27086.4kn.m

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x2640x2x(720-2/2) x10ˉ³=69852.29kn.m> MMAX=29779.2 n.m

  Q=0.051√¯(R)bho=0.051√¯(40)x240x720=55737kn>Qj=1320 kn  截面滿足要求

Q=0.05(0.95/1.25)Rlbho=0.05x0.76x2.15x240x720=14118kn> Qj=1320 kn箍筋按構造配置

水上   RyAy=RabX      b=2520cm      鋼絞線12x12Φj15.24

X= RyAy/(Rab)=0.6x1860x201.6/(23x2520)=3.9cm    

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x2520x3.9x(705-3.9/2) x10ˉ³=127136kn.m>M=-103082.4kn.m

M=0.8RabX(ho-X/2)=0.8x23x2640x3.9x(705-3.9/2) x10ˉ³=127136kn.m>MMAX=101383.2kn.m

  Q=0.051√¯(R)bho=0.051√¯(40)x120x670=25933.21kn>Qj=18896.3kn  截面滿足要求

Q=0.05(0.95/1.25)Rlbho=0.05x0.76x2.15x120x670=6568.68kn< Qj=36752.35kn鋼絞線抗剪

三、工程數量:單位長度表示。

1、砼:C40  水中:v=62.14m³/m L=3500m計,V=3500x62.14=217490m³

⑵水上:v=31.36m³/m ,L=240m計,V=2x120x31.36=7526.4m³。

           ⑶合計:V=217490+7526.4=225016.4 m³,每延米62 m³未計下部樁基數量。

2、鋼材:

鋼板:①隧道內襯:δ=10mm,g=4x(12.10+6.10)x1.0x0.01x7850=5714.8kg/mL=3500+2x120=3740m,G=3740x7526.4=28148.736噸。

        ②接頭G=[30x(67.6x1.5+60.4x0.5)+2x (64.4x1.5+60.4x0.5)]x0.01x7850=329.826噸。

⑵型鋼:①隧道內襯:加勁和錨固鋼板L80x50x6,g=(2x32.8+66)x5.935=781kg/mL=3500+2x120=3740m,G=3740x781=2920.94噸。

      ②接頭G=[30x(67.6+135x1.5)+2x(64.6+129x1.5)]x5.935=51.155

⑶鋼絞線:Φj15.24,g=1.102kg/m,G=[(3x9x26.4+3x12x26.4+1x9x2x7.6)x2500+(2x9x26.4+

2x12x26.4+1x9x2x7.6)x1000+(1x9x25.2+2x9x25.2+1x9x2x6.8)x240+2x6x12x3500+2x12x12x240]x1.102x1.07=7677.843

鋼筋:G=(1550x3500+1136x240+13676)x0.888+4717440x0.26=6298.183

合計:G=28148.736+329.826+2920.94+51.155+7677.843+6298.183=45426.683噸,每延米12.146,未計下部樁基數量。

四、結束語

通過對跨海潛伏隧道的內力分析和配筋計算,有了更加清楚的認識。它安全可靠和經濟合理,施工的技術可行,具有實用價值。實際應用時,還可以作進一步的優化和調整,使其更加完善。

 
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