为：
[0068] 所述为深埋侧拱脚的下沉量，所述Δ shalkiw为浅埋侧拱脚的下沉量。
[0069] 步骤4. 3):确定传递给锁脚锚管端部的荷载。
[0070] 进一步地，，所述步骤4. 3)确定传递给锁脚锚管的荷载包括以下步骤：
[0071] 步骤4. 3. 1):首先确定钢拱架左拱脚截面左侧的弯矩Mjl、水平力Hjl和竖向力V P 可分别表示为：
[0073] 步骤4· 3· 2):确定所述钢拱架右拱脚截面右侧的弯矩MjR、水平力HjR和竖向力V jR， 可分别表示为：
[0075] 步骤：4. 3. 3):将Η%和V &沿锁脚锚管横向进行分解，可得浅埋左侧传递给锁脚锚 管近端的横向荷载，有
[0077] 所述Ma为左侧锁脚锚管端部的弯矩，所述Q %为左侧锁脚锚管端部的剪力。
[0078] 步骤4. 3. 4):将H]R和V ]R沿锁脚锚管横向进行分解传递给深埋右侧锁脚锚管近端 的横向荷载可表示为：
[0080] 所述Mqr为右侧锁脚锚管端部的弯矩，所述Q。力右侧锁脚锚管端部的剪力。
[0081] 进一步地，所述步骤7)对获得的拱脚竖向地基荷载、拱脚下沉量及递给锁脚锚管 端部的荷载进行验算，超过允许值，调整设计参数，重新计算、验算，直至满足设计要求，验 算要求：
[0082] 5. 1)拱脚地基荷载小于地基允许荷载；
[0083] 5. 2)拱脚下沉量小于允许值；
[0084] 5. 3)锁脚锚管所受的剪力小于其极限抗剪强度。
[0085] 本发明所涉及的一种隧道钢拱架-锁脚锚管联合支护的设计分析方法，根据钢拱 架-锁脚锚管的联合承载机制，分别建立钢拱架的弹性固定无铰拱模型和锁脚锚管的弹性 地基梁模型进行分析，并且考虑两者之间的荷载传递和变形协调，以及拱脚地基对钢拱架 的弹性支承作用；设计人员可利用本发明涉及的设计分析方法，确定锁脚锚管的内力、变形 以及拱脚地基的荷载和下沉变形，进而可对锁脚锚管的强度、变形以及拱脚地基的承载力 进行验算和评价。另外，还可对隧道下台阶开挖对拱脚下沉的影响做出评价，以指导后续施 工。
【附图说明】
[0086] 图1为一种隧道钢拱架-锁脚锚管联合支护的设计分析方法的流程图；
[0087] 图2为隧道钢拱架-锁脚锚管受力示意图；
[0088] 图3为隧道钢拱架-锁脚锚管计算模型示意图；
[0089] 图4为拱脚处各构件的连接关系示意图；
[0090] 图中（a)钢拱架与锁脚锚管弹性固定示意图；
[0091] 图中（b)钢拱架与拱脚地基弹性支承示意图；
[0092] 图5为浅埋（偏压）隧道钢拱架所受围岩荷载计算示意图；
[0093] 图6为浅埋（偏压）隧道钢拱架-锁脚锚管力法计算的基本结构示意图；
[0094] 图7为浅埋（偏压）隧道钢拱架力法计算的基本结构示意图；
[0095]图8为锁脚锚管在端部剪力和弯矩作用下的弹性地基梁模型示意图；
[0096] 图9为钢拱架左拱脚截面的内力计算示意图。
【具体实施方式】
[0097] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不 用于限定本发明。
[0098] 相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修 改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细 节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的 描述也可以完全理解本发明。
[0099] 本发明涉及一种隧道钢拱架-锁脚锚联合支护的设计分析方法，下面结合附图说 明，对本发明的设计分析方法进行详细的解释说明：如图1所示，所述设计方法，首先根据 钢拱架-锁脚锚管的联合承载机制，如图2所示，建立钢拱架-锁脚锚管的力学分析模型， 如图3所示，并做如下假定：
[0100] ⑴两侧拱脚锁脚锚管对称布置，并注水泥衆，其端部与钢拱架拱脚牢固焊接。为 进一步稳定拱脚，在钢拱架拱脚处采用一定规格的钢垫板。
[0101] (2)钢拱架视为支座可移动的弹性固定无铰拱，分别承受竖向和侧向分布的围岩 荷载，如图2所示。
[0102] 为确定由钢拱架-锁脚锚管承担的围岩荷载，如图5所示，首先计算围岩总的松动 压力，结合《公路隧道设计规范》（JTD D70-2004)，浅埋（偏压）隧道顶部任一点处垂直压 力的计算公式可表示为：
[0106] 所述γ为围岩容重（kN/m3);所述h、h'为隧道深埋测和浅埋侧由拱顶水平至地 面的高度（m);所述1为上台阶开挖宽度（m);所述λ、λ '分别为隧道埋深侧和浅埋侧的 侧压力系数，按下式计算：
[0109] 所述β、β '分别为深埋测和浅埋侧产生最大推力时的劈裂角，按下式计算：
[0112] 所述Θ。为地面坡坡角（° )，当Θ。=〇°时，可退化为非偏压情况；Pc为围岩计 算摩擦角；Θ为岩（土）柱两侧摩擦角（° )，当无实测资料时，可按表1取值：
[0113] 表1各级围岩的Θ值
[0115] 考虑到：1)在常用复合式衬砌中，针对不同围岩类别，规范给出了由初期支护和 二次衬砌各自分担的围岩荷载比例；2)围岩压力有一个逐步释放的过程。钢拱架主要用于 承担隧道开挖初期的围岩荷载，其单独承载的时间越长，围岩压力释放越充分，钢拱架分担 的围岩荷载比例就越高。综合上述两点，对总的围岩荷载考虑释放比例η，作用在钢拱架上 的垂直围岩荷载则可表示为：
[0116] qh= γ nhit q〇= γ nh〇it qh，= γ nh' Φ (2)
[0117] 侧向水平分布的围岩荷载可表示为：
[0118] O1= λ η h γ · e 2= λ η (h+f) γ (3)
[0119] e/ = λ ' η hr γ e2' = λ ' η (hr +f) γ (4)
[0120] 式中：f为开挖高度（拱架高度）（m)。
[0121] 以上情况λ、λ'不为〇,适用于一般浅埋（偏压）隧道围岩荷载的计算；若令λ ==〇,且当0。=〇°时，则可适用于超浅埋非偏压隧道围岩荷载的计算。
[0122] (3)钢拱架拱脚处沿锁脚锚管横向的支承反力只能由锁脚锚管提供，其抗剪、抗弯 能力是关注的重点，而锚管轴力不起控制作用。这里忽略钢管与围岩之间的摩阻力，认为钢 拱架沿锚管轴向的支承反力全部由拱脚处围岩提供（使该处洞壁围岩保持三维应力状态， 利于围岩稳定），且不考虑该方向的变形，将锁脚锚管视为仅横向受力的弹性地基梁进行分 析，如图4(a)所示，地基反力服从Winkler (温克尔）假定。
[0123] (4)在钢拱架拱脚处设置竖向弹性链杆，以考虑拱脚地基对钢拱架的弹性支承作 用，如图4(b)所示。基底支承反力亦采用Winkler假定。
[0124] 根据以上假定，拱脚处对钢拱架的支承作用应为图4(a)和图4(b)两种情况的叠 加。
[0125] 根据建立的钢拱架-锁脚锚管力学分析模型，对钢拱架-锁脚锚管进行分析，采用 力法对所述钢拱架-锁脚锚管力学分析模型中的多余未知力进行求解。力法分析中，取钢 拱架-锁脚锚管的基本结构如图6所示，其中多余未知力包括X 1 (拱顶截面的弯矩）、X2 (拱 顶截面的