一种车站大跨隧道衬砌内轮廓设计方法技术

一种车站大跨隧道衬砌内轮廓设计方法，以保证衬砌过渡的圆顺性。步骤为：绘制普通双线隧道衬砌内轮廓；绘制车站段信号转辙机加宽断面；绘制三线隧道衬砌内轮廓；绘制四线隧道衬砌内轮廓；绘制二次衬砌轮廓，以普通双线隧道衬砌内轮廓为基础，双线隧道拱部圆弧、双线隧道右侧边墙圆弧和双线隧道左侧边墙圆弧向外侧偏移衬砌厚度，双线隧道仰拱圆弧向外侧偏移衬砌厚度，以双线隧道右侧边墙圆弧、双线隧道左侧边墙圆弧底部端点为圆心，以双线隧道仰拱圆弧相同的半径绘制辅助圆弧，绘制边墙圆弧底部端点的法线与辅助圆弧相交，交点与仰拱圆心交点相连形成辅助边线，作辅助边线的中垂线与边墙圆弧底部端点的法线交点即为边墙圆弧与仰拱圆弧连接圆弧。仰拱圆弧连接圆弧。仰拱圆弧连接圆弧。

【技术实现步骤摘要】
一种车站大跨隧道衬砌内轮廓设计方法


[0001]本专利技术涉及铁路工程建设
，特别涉及一种车站大跨隧道衬砌内轮廓设计方法。

技术介绍

[0002]随着我国国家整体实力的进步，铁路修建技术的进步，铁路建设向着偏远山区逐步发展。由于铁路线型及山区地形地貌限制，铁路车站不得不部分设置于隧道洞内，由于车站到发线、安全线、渡线等的增加，隧道将由普通双线断面扩大至三线甚至四线断面，跨度增加，开挖断面面积增加，隧道设计施工难度也将增加，特别是各断面转换时施工安全风险也将增加。
[0003]传统的大跨隧道衬砌设计往往不能使马蹄形断面各个圆弧相切，结构受力存在缺陷，而且双线断面过渡至三线及以上断面时不能平滑顺接，主要靠施工时顺接，设计上存在一定缺陷。
[0004]如何合理的设计车站大跨衬砌内轮廓，保证大跨断面的稳定及平滑过渡是目前急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种车站大跨隧道衬砌内轮廓设计方法，为车站大跨隧道衬砌设计提供科学依据，保证大跨隧道衬砌过渡的圆顺性，使车站大跨隧道衬砌设计与施工更加合理、安全和可靠。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
[0007]本专利技术的一种车站大跨隧道衬砌内轮廓设计方法，包括如下步骤：
[0008]S1、绘制普通双线隧道衬砌内轮廓：
[0009](1)首先根据左线线路中线与右线线路中线间距，左侧救援通道和右侧救援通道宽度，以及左线隧道建筑限界和右线隧道建筑限界，确定普通双线隧道衬砌内轮廓宽度；根据左线隧道建筑限界和右线隧道建筑限界高度、接触网高度确定普通双线隧道衬砌内轮廓高度；
[0010](2)拟定内轮廓拱墙三心圆弧，考虑地震、安全距离确定左线隧道建筑限界和右线隧道建筑限界最外侧点至拱部圆弧的安全距离，从而确定双线隧道拱部圆弧半径，拱部圆弧角度为120
°
；
[0011](3)根据普通双线隧道衬砌内轮廓宽度、最左侧控制点及双线隧道拱部圆弧相接点相切三个条件，确定双线隧道右侧边墙圆弧和双线隧道左侧边墙圆弧；
[0012](4)根据轨道结构高度、水沟高度、仰拱矢跨比，确定双线隧道仰拱圆弧，边墙与双线隧道仰拱圆弧采用与之相切的双线隧道右侧边墙与仰拱连接圆弧、双线隧道左侧边墙与仰拱连接圆弧连接；
[0013]S2、绘制车站段信号转辙机加宽断面：
[0014](1)在信号专业布置转辙机位置，隧道内轮廓加宽90cm；
[0015](2)在普通双线隧道衬砌内轮廓基础上，将双线隧道右侧边墙圆弧(17a)和双线隧道左侧边墙圆弧向外侧偏移90cm，达到隧道加宽值，保持边墙圆弧的半径和角度不变得到双线转辙机加宽断面右侧边墙圆弧、双线转辙机加宽断面左侧边墙圆弧；
[0016](3)绘制两侧边墙圆弧靠拱部端点的法线，两者相交为拱部圆弧的圆心，从而绘制得到双线转辙机加宽断面拱部圆弧；
[0017](4)仰拱圆弧矢跨比不变，边墙与仰拱连接圆弧圆心、角度和半径不变，从而绘制出双线转辙机加宽断面仰拱圆弧与双线转辙机加宽断面边墙与仰拱连接右侧圆弧、双线转辙机加宽断面边墙与仰拱连接左侧圆弧；
[0018]S3、绘制车站段三线隧道衬砌内轮廓：
[0019](1)在普通双线隧道衬砌内轮廓基础上，将双线隧道右侧边墙圆弧和双线隧道左侧边墙圆弧向外侧偏移5m，达到三线隧道衬砌宽度，保持边墙圆弧的半径和角度不变得到三线隧道右侧边墙圆弧和三线隧道左侧边墙圆弧；
[0020](2)绘制两侧边墙圆弧靠拱部端点的法线，两者相交为拱部圆弧的圆心，从而绘制得到三线隧道拱部圆弧；
[0021](3)仰拱圆弧矢跨比不变，边墙与仰拱连接圆弧圆心、角度和半径不变，从而绘制出三线隧道仰拱圆弧、三线隧道边墙与仰拱连接右侧圆弧和三线隧道边墙与仰拱连接左侧圆弧；
[0022]S4、绘制车站段四线隧道衬砌内轮廓：
[0023](1)在普通双线隧道衬砌内轮廓基础上，将双线隧道右侧边墙圆弧和双线隧道左侧边墙圆弧向外侧分别偏移5m，达到三线隧道衬砌宽度，保持边墙圆弧的半径和角度不变得到四线隧道右侧边墙圆弧和四线隧道左侧边墙圆弧；
[0024](2)绘制两侧边墙圆弧靠拱部端点的法线，两者相交为拱部圆弧的圆心，从而绘制得到四线隧道拱部圆弧；
[0025](3)仰拱圆弧矢跨比不变，边墙与仰拱连接圆弧圆心、角度和半径不变，从而绘制出四线隧道仰拱圆弧、四线隧道边墙与仰拱连接右侧圆弧和四线隧道边墙与仰拱连接左侧圆弧。
[0026]S5、绘制二次衬砌轮廓：
[0027]以普通双线隧道衬砌内轮廓为基础，双线隧道拱部圆弧、双线隧道右侧边墙圆弧和双线隧道左侧边墙圆弧向外侧偏移衬砌厚度D，双线隧道仰拱圆弧向外侧偏移衬砌厚度D+5cm，以双线隧道右侧边墙圆弧、双线隧道左侧边墙圆弧底部端点为圆心，以双线隧道仰拱圆弧相同的半径绘制辅助圆弧，绘制边墙圆弧底部端点的法线与辅助圆弧相交，交点与仰拱圆心交点相连形成辅助边线，作辅助边线的中垂线与边墙圆弧底部端点的法线交点即为边墙圆弧与仰拱圆弧连接圆弧。
[0028]本专利技术的有益效果是，通过移动边墙圆弧的方法建立了一种车站大跨隧道衬砌内轮廓设计方法，有效解决了车站段隧道大跨衬砌内轮廓的技术难题，为车站大跨隧道衬砌设计提供科学依据，保证大跨隧道衬砌过渡的圆顺性，使车站大跨隧道衬砌设计与施工更加合理、安全和可靠。
附图说明
[0029]本说明书包括如下五幅图：
[0030]图1是车站段隧道平面布置图；
[0031]图2是普通双线隧道断面(图1中A
‑
A断面)的设计图；
[0032]图3是双线隧道转辙机加宽衬砌内轮廓(图1中B
‑
B断面)的设计图；
[0033]图4是三线隧道衬砌内轮廓(图1中C
‑
C断面)的设计图；
[0034]图5是四线隧道衬砌内轮廓(图1中D
‑
D断面)的设计图；
[0035]图6是双线隧道二次衬砌的设计图；
[0036]图中示出部位名称及所对应的标记：
[0037]左线隧道建筑限界11a、右线隧道建筑限界11b、救援通道12、左线线路中线13、右线线路中线14、双线隧道中线15、双线隧道拱部圆弧16、双线隧道右侧边墙圆弧17a、双线隧道左侧边墙圆弧17b、双线隧道右侧边墙与仰拱连接圆弧18a、双线隧道左侧边墙与仰拱连接圆弧18b、双线隧道仰拱圆弧19、双线转辙机加宽断面右侧边墙圆弧20a、双线转辙机加宽断面左侧边墙圆弧20b、双线转辙机加宽断面拱部圆弧21、双线转辙机加宽断面边墙与仰拱连接右侧圆弧22a、双线转辙机加宽断面边墙与仰拱连接左侧圆弧22b、双线转辙机加宽断面仰拱圆弧23、安全线线路中线24、三线隧道右侧边墙圆弧25a、三线隧道左侧边墙圆弧25b、三线隧道拱部圆弧26、三线隧道边墙与仰拱连接右侧圆弧27a、三线隧道边墙与仰拱连接左本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车站大跨隧道衬砌内轮廓设计方法，包括如下步骤：S1、绘制普通双线隧道衬砌内轮廓：(1)首先根据左线线路中线(13)与右线线路中线(14)间距，左侧救援通道(12a)和右侧救援通道(12b)宽度，以及左线隧道建筑限界(11a)和右线隧道建筑限界(11b)，确定普通双线隧道衬砌内轮廓宽度；根据左线隧道建筑限界(11a)和右线隧道建筑限界(11b)高度、接触网高度确定普通双线隧道衬砌内轮廓高度；(2)拟定内轮廓拱墙三心圆弧，考虑地震、安全距离确定左线隧道建筑限界(11a)和右线隧道建筑限界(11b)最外侧点至拱部圆弧的安全距离，从而确定双线隧道拱部圆弧(16)半径，拱部圆弧角度为120
°
；(3)根据普通双线隧道衬砌内轮廓宽度、最左侧控制点及双线隧道拱部圆弧(16)相接点相切三个条件，确定双线隧道右侧边墙圆弧(17a)和双线隧道左侧边墙圆弧(17b)；(4)根据轨道结构高度、水沟高度、仰拱矢跨比，确定双线隧道仰拱圆弧(19)，边墙与双线隧道仰拱圆弧(19)采用与之相切的双线隧道右侧边墙与仰拱连接圆弧(18a)、双线隧道左侧边墙与仰拱连接圆弧(18b)连接；S2、绘制车站段信号转辙机加宽断面：(1)在信号专业布置转辙机位置，隧道内轮廓加宽90cm；(2)在普通双线隧道衬砌内轮廓基础上，将双线隧道右侧边墙圆弧(17a)和双线隧道左侧边墙圆弧(17b)向外侧偏移90cm，达到隧道加宽值，保持边墙圆弧的半径和角度不变得到双线转辙机加宽断面右侧边墙圆弧(20a)、双线转辙机加宽断面左侧边墙圆弧(20b)；(3)绘制两侧边墙圆弧靠拱部端点的法线，两者相交为拱部圆弧的圆心，从而绘制得到双线转辙机加宽断面拱部圆弧(21)；(4)仰拱圆弧矢跨比不变，边墙与仰拱连接圆弧圆心、角度和半径不变，从而绘制出双线转辙机加宽断面仰拱圆弧(23)与双线转辙机加宽断面边墙与仰拱连接右侧圆弧22a、双线转辙机加宽断面边墙与仰拱连接左侧圆弧(22b)；S3、绘制车站段三线...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒东利，廖余，方振华，王磊，王晓亮，张涵，朱麟晨，李现宾，王佳，何聪，邹逸伦，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：