[发明专利]获取明洞隧道衬砌结构等效回填高度及作用荷载的方法

权利要求书

1.获取明洞隧道衬砌结构等效回填高度的方法，其特征在于:包括以下步骤：

步骤1、测试隧道多个横断面的混凝土应力和钢筋应力；

步骤2、根据混凝土应力和钢筋应力，计算并绘制出平均内力包络图；

步骤3、根据覆土高度h_i，按照铁路隧道设计规范中明洞作用计算方法进行计算并绘制出试算的内力包络图B_i，并将内力包络图B_i与平均内力包络图进行比对；其中，i的初始值为0，h₀为施工现场覆土高度；

如果对比结果符合预定要求，将h_i作为衬砌结构真实上覆回填荷载的等效回填高度；

如果对比结果不符合预定要求，执行步骤4；

步骤4、若内力包络图B_i结果偏大，h_i+1＝h_i-x_i；若内力包络图B_i结果偏小，则h_i+1＝h_i+y_i；x_i为等效回填高度动态调整减小值，y_i为等效回填高度动态调整增加值；

步骤5、i＝i+1，回到步骤3；

所述内力包括弯矩和/或轴力，试算的弯矩包络图与平均弯矩包络图的相对误差不大于5％视为对比结果符合预定要求；试算的轴力包络图与平均轴力包络图的相对误差不大于10％视为对比结果符合预定要求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当所述内力包括弯矩和轴力时，所述平均内力包络图包括平均弯矩包络图和平均轴力包络图，所述内力包络图B_i包括弯矩包络图B_wi和轴力包络图B_zi；

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、根据覆土高度h_i，计算并绘制试算的弯矩包络图B_wi，并将弯矩包络图B_wi与平均弯矩包络图进行比对，如果弯矩包络图B_w与平均弯矩包络图的对比结果符合预定要求，得到一个h_i，执行步骤3.2；如果弯矩包络图B_wi与平均弯矩包络图的对比结果不符合预定要求，执行步骤4；

步骤3.2、根据这个h_i，计算并绘制试算的轴力包络图B_zi，并将轴力包络图B_zi与平均轴力包络图进行比对，如果轴力包络图B_zi与平均轴力包络图的对比结果符合预定要求，则将这个h_i作为衬砌结构真实上覆回填荷载的等效回填高度；如果轴力包络图B_zi与平均轴力包络图的对比结果不符合预定要求，执行步骤4。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤1中，在每个横断面上环向选取多个测试截面，并获得各测试截面内外侧的混凝土应力和钢筋应力；

所述步骤2，根据各测试截面内外侧的钢筋应力和混凝土应力获得各测试截面的内力，根据各测试截面的内力计算并绘制出平均内力包络图。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤2，根据测试截面内侧的钢筋应力、外侧的钢筋应力、内侧的混凝土应力和外侧的混凝土应力，计算并绘制出各个横断面的内力包络图，然后对各个横断面的内力包络图求平均，绘制出平均内力包络图。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤1中，在选取的测试截面位置设置同时设置钢筋计组和混凝土应变计组，所述钢筋计组包括两个钢筋计(11)，同一组的两个钢筋计(11)分别位于同一个测试截面的内侧和外侧；所述混凝土应变计组包括两个混凝土应变计(12)，同一组的两个混凝土应变计(12)分别位于同一个测试截面的内侧和外侧，通过钢筋计和混凝土应变计测得各测试截面内外侧的钢筋应力和混凝土应力。