高压钢筋混凝土隧洞计算方法分析

摘要

目前,圆形隧洞结构计算主要采用公式法、边值法及有限元方法,但计算方法不同,其计算结果相差较大,因此设计成果受计算方法影响较大,设计人员对计算方法的选择存在较大的困惑.本文对现有计算方法进行分析比较,并以实例说明各方法的优缺点,指出在公式法中，非均匀荷载(自重、满水重和山岩压力)是影响计算成果的主要因素，特别是计与不计侧向山岩压力的假定对计算成果起控制作用，和实际情况相差甚远。边值法和线弹性有限元法，计算理论及计算成果规律基本相似，量值相当，内水压力为主要荷载，总体来说，边值法较线弹性有限元计算成果大20%左右;但当考虑垂直山岩压力时，内层钢筋有增加趋势，外侧钢筋有减少趋势;当考虑侧向山岩压力时，内外压力有相互抵消的作用，计算配筋量有减小趋势(在边值法中，当荷载是有利作用时，其荷载分项系数为0，因此加不加侧向山岩压力，结果不变，实际是有抵消作用的);此两种方法由于没有考虑混凝土开裂，其衬砌变形相对较小，因此围岩承担荷载比例较实际情况偏小，计算配筋量偏大。综合法虽综合了公式法和边值法，但仍存在边值法计算非均匀荷载时，未考虑混凝土开裂的问题。