为什么火车隧道是半圆形

文章插图
隧道的长度小于500延长米，称之为短隧道在500～3000延长米之间，称之为中长隧道在3000～10000延长米之间，称之为长隧道而10000延长米以上的，称之为特长隧道。
隧道结构由以下几部分组成：
洞身——隧道结构的主体部分，是列车通行的通道。
衬砌——承受地层压力，维持岩体稳定，阻止坑道周围地层变形的永久性支撑物。它由拱圈、边墙、托梁和仰拱组成。
拱圈位于坑道顶部，呈半圆形，为承受地层压力的主要部分。边墙位于坑道两侧，承受来自拱圈和坑道侧面的土体压力，边墙可分为垂直形和曲线形两种。托梁位于拱墙和边墙之间，为防止拱圈底部挖空时发生松动开裂，用来支承拱圈。仰拱位于坑底，形状与一般拱圈相似，但弯曲方向与拱圈相反，用来抵抗土体滑动和防止底部土体隆起。
为什么火车隧道是半圆形上部是圆弧形和物理力学有关。上拱形所承受的力比别的都大。就像用纸堆出来的拱桥能承受好几百公斤的重量，是因为上部受力向水平方向分布更多。拱形结构优点：跨越能力较大与钢桥及钢筋砼梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥能耐久，且养护、维修费用少外型美观构造较简单，有利于广泛采用。缺点：由于它是一种推力结构，对地基要求较高对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥，要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力，增加了工程造价在平原区修拱桥，由于建筑高度较大，使两头的接线工程和桥面纵坡量增大，对行车极为不利。
【为什么火车隧道是半圆形】为什么火车隧道是半圆形拱形隧道开挖后会产生拱效应，能够更好的发挥围岩的自稳能力，从而节省材料、人力，并且取得较高的安全系数。而矩形截面隧道因为转角这样形状急剧变化处的存在，会产生应力集中，将造成支护体系的特定截面应力剧增，从而只能增加支护结构的材料使用（如型钢钢架截面的增加）及施工人工费用，所以采用半圆形比较科学。
既然谈到了车辆的行驶问题，就有必要引申出“建筑限界”（就当是“限界”吧，毕竟还有“设备限界”和“车辆限界”这样一个概念，学渣已然有点忘了）通俗地讲就是隧道内不论是解放、卡玛斯、东风各种车辆可能行驶的的轮廓线，即就是任何时候的行驶不可能超过此轮廓。其实限界一般都是矩形的，满足使用需要矩形就够了。但是因为施工安全的需要选择的开挖方量更大的拱形，你问为什么不再搞成矩形没必要啊费劲啊。。。。。回填的话不能回填砂石烂泥啊=.=要回填混凝土啊~~ 作为一个施工狗想想就好贵啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊！