1.一种隧道装配式预应力衬砌设计方法，其特征在于包括结构设计和分段式衬砌管片制备及安装三个流程；所述结构设计步骤如下：A：确定隧道内限界及衬砌内轮廓线；B:设定衬砌及仰拱的厚度值，通过后期衬砌及仰拱配筋后的承载力和裂缝宽度验算，进行调整衬砌和仰拱厚度；C：划分深埋和浅埋，并计算作用在二次衬砌上的围岩压力；D：计算衬砌内力；E：依据步骤D计算的结果，计算每个分段的最不利截面的法向拉应力、有效预压应力、有效预加力和所需预应力钢筋的截面面积，进行配筋设计，衬砌普通钢筋的设计仍按照整个衬砌的最不利截面进行，预应力钢筋则根据弯矩图划分区域设计，弯矩作用同一边的区域为一组；F：依据步骤A、B、C、D、E得到的结果，将预应力钢筋的布置根据整体衬砌弯矩图而定，曲率随弯矩的变化而变化，使得分段式每两块衬砌管片接头开口更小，其中分段式每两块衬砌管片之间纵向接缝采用错缝，以顶部分块大小变化的方式，错开上部结构接缝；G：验算整体衬砌结构的抗弯、抗压能力，以及整体衬砌是否开裂，及开裂的裂缝有多宽，验算不能通过的则重新选择衬砌厚度并进行配筋设计；所述分段式衬砌管片制备及安装中，首先工厂根据每段整体衬砌弯矩图分割划分每块衬砌管片长度，然后分片制造成一段多块管片，在制备分段式多块衬砌管片时按预应力筋的位置在每块管片上对应位置留出相应的孔道，待构件的混凝土达到规定的强度后，在预留孔道中穿入预应力钢筋进行张拉，并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的两端部，最后在孔道中灌入水泥浆，使预应力筋与混凝土分段式每块衬砌管片形成整体；隧道现场若干块分段式衬砌管片之间拼装时，从隧道中仰拱开始按自下而上的方法拼装，每块衬砌之间从纵向方向拼接，通过改变拱顶的管片大小来消除拼接施工的误差，横向若干块衬砌管片拼接完毕后完成隧道内纵向一段衬砌的安装。

2.根据权利要求1所述的一种隧道装配式预应力衬砌设计方法，其特征在于，步骤A中：先根据行车速度和隧道实际要求确定隧道内限界，然后在此基础上采用多心圆确定衬砌内轮廓线，确定衬砌内轮廓线时，分为5个小步骤进行。

3.根据权利要求2所述的一种隧道装配式预应力衬砌设计方法，其特征在于，步骤A中，确定衬砌内轮廓线时，5个小步骤如下，（1）在隧道内限界边角均做一半径为10cm的圆；（2）以人行道往上50cm和隧道中心线交点为圆心 ，再以 与 点距离为半径作圆，以此为衬砌的拱顶部分，并将半径调整为10cm的整数以方便后期管片制作；（3）将隧道中心线向左偏移100cm，以该偏移线和 、连线交点为圆心 ，再以 与 为半径作圆，以此为衬砌的拱墙部分数据；（4）连接 、点并延长至以 为圆心的圆，在交点处做一半径为100cm的圆，以该圆与 、点连线交点为圆心，再做一半径为100cm的圆作为衬砌的拱脚数据；（5）车行道向下偏移150cm，保证衬砌的仰拱底部至道路面层有150cm的距离，以车行道中点向上

1000cm为圆心 ，并连接 与拱脚圆下象限点，做圆，以当作衬砌的仰拱数据;式中， b点及d点为隧道内限界转角点。

4.根据权利要求1所述的一种隧道装配式预应力衬砌设计方法，其特征在于，步骤B是为步骤D提供一个计算厚度基础数据。

5.根据权利要求1所述的一种隧道装配式预应力衬砌设计方法，其特征在于，步骤C计算的结果是为步骤D提供计算所需的围岩压力数据；具体计算中，先计算围岩等效荷载高s‑1

度，围岩界限埋深按等效荷载高度ha的2~2.5倍确定，计算公式如下，ha=0.45×2 ω；深埋隧道竖直围岩压力计算公式如下，Qsvk=γha，深埋隧道围岩侧压力计算采用深埋隧道围岩压力数据乘上规范规定的系数；浅埋隧道围岩压力计算和深埋隧道围岩压力计算一致，也是按照规范所规定的方法计算出竖直围岩压力和侧压力；上述得到的围岩压力数据代入步骤D中有限元计算衬砌内力; 式中， S是围岩级别，ω是宽度影响系数，γ是围岩重度。

6.根据权利要求5所述的一种隧道装配式预应力衬砌设计方法，其特征在于，步骤D中：将步骤C得到的围岩压力数据采用有限元计算衬砌内力，根据二次衬砌承受的全部荷载，得到钢筋布置的依据，及衬砌内力弯矩图。

7.根据权利要求1所述的一种隧道装配式预应力衬砌设计方法，其特征在于，步骤E中，法向拉应力计算公式为： ；有效预压应力公式为： ；有效预加应力公式为： ，所需预应力钢筋的截面面积公式为： ；式中， 是短期荷载效应组合， 是构件截面受拉边缘的弹性抵抗矩， 是有效预加力，是衬砌截面面积，是预应力钢筋重心对混凝土截面重心的偏心矩， ——混凝土抗拉强度标准值；

—预应力钢筋的张拉控制应力。