公路隧道明洞结构荷载计算方法
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２ 当验 算 施 工 阶段 工 况 的 荷 载 组 合 时 可 根 据 围 岩 的 实 际 情 ）
３ ４ 公路 车辆 荷载 ．
根据现行 Ｊ Ｇ Ｄ ０２０ Ｔ ６ ． ４公路 桥涵设计 通用规 范汽 车荷载 由 ０
表１ 明 洞结构上荷霰 分类表
荷载分类 荷载名称
上 覆 土 压 力 侧 向 土 压力 永久 荷 载 滑坡 下 滑力 （ 滑 明洞 ） 抗
３ ２ 水 压力及 浮 力 ．
如果明洞 回填 以后 地 下水 位较 高 ， 隧道 结 构采 用全 包 防 且
水 ， 此 时结 构 将 受 到 水 压 力 和 浮 力 的作 用 。 则
公 路 隧道 明洞 结 构 荷 载计 算 方 法
谢 卓 雄
摘 要 ： 结合相关行业规 范和实 际工程 的计算经验 ， 目前 常用 的公路隧道 明洞结构荷载计算方法进行 了系统的介绍和 对 总结 ， 针对作用于 明洞结构上 的不 同荷载分别 阐述 了水土合算与分算的选 用原 则及 其他 主要荷 载的计算方 法， 以期指 导
作用 在地 下结构 上 的水 压力 ， Ｕ 原贝 上应 采用 孑 隙水 压力 ， Ｌ 但
孔 隙 水 压 力 的 确 定 比较 困难 ， 实 用 和 偏 于 安 全 考 虑 ， 计 水 压 从 设
一
水压力 （ 包括 浮力 ） 混凝土收缩及徐变作用 公路车辆荷载 基本 可变荷载 可变 荷 载 其他
公 路 工 程设 计 。
关键词 ： 公路隧道 ， 明洞， 荷载 ， 计算方法
中 图分 类号 ： ｄ ２ ２ Ｕ ５ ． 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｏ 引言
随着 近年公路 隧道 的飞速发展 以及公 路环保 意识 的加 强 ， 明
用 三 轴试 验 的 固结 不 排 水 剪 强 度 参 数 （ Ｕ）４１ Ｃ Ｅ５； ， ２ 在 验 算 施 工 阶 段 的 荷 载 组 合 时 对 于 基 础 为 粘 性 土 的 隧 道其是近年对水资源保护的力
度 加 大 ， 要 考虑 结 构 在 长期 使 用 过程 中地 下水 位 可 能 的变 化 。 需
附加荷载 特殊荷载 附加荷载 特殊荷载
２ 符合结构受 力的最不利荷载组合 的原则 ： ） 应根据结构实际 受力 的情况分别使用高水位及低水位进行计算 。
土压力 的计算虽然 比较复杂但是其计 算理论却 讨论的最 多 ， 在大多数隧道计算 手册 中均有论 述 ， 故本文 就跳过 该部 分 ， 细 详 的计算方法见有关设计 手册或规范。
１ 作 用于 明洞结 构上 的荷载 分类
作 用 于 明 洞结 构 上 的荷 载 可 根据 表 １ 行 分 类 。 进
而造成设计人员难 以确定 荷载 取值 。本 文根据 有关行业 规 范和
实际 工 程 的计 算 经 验 对 目前 常 用 的 明洞 荷 载 计 算 方 法 做 ～ 个 系 统 的论 述 和 总 结 ， 工 程 设 计 提 供 参 考 。 为
３ 主要荷 载计算 方 法
３ １ 土 压 力 ．
洞结 构使 用 越 趋 频 繁 ， 工 程 实 践 来 看 一 般 占 项 目工 程 隧 道 的 在计算施 加在隧道 底部 的浮力时应 适 当折减 或把仰拱 以下的粘 从 土层 作为压重层考虑 ； ０ ５ ～ ％不等。明洞结构 荷 载明确 ， ．％ ２ 与地 面结 构较 为接 近 ， 一 ３ 当采用水 土分算时在计算土压力 时应 采用 浮容重 ， ） 当采用 般采 用荷 载结构 法进行计 算 。但是 由于 公路隧 道本 身具有 自身 水土合算 时应采用饱 和容重 。 的一 些 特 殊 性 ， 能 简 单 套 用 其 他 行 业 规 范 的 荷 载 计 算 方 法 ， 不 因
施工荷载 偶然荷载 落石 冲击力 地震荷载
３ ３ 混凝土 收缩及 徐 变作 用 ．
超 静 定 或 厚 度 大 的 混 凝 土 结 构 应 考 虑 混 凝 土 收缩 的 影 响 ， 一
般采用降温法进行模拟 。为了考虑这种影 响 ， 国内外 的通 常做 法
２ 水 土合 算与分 算
是通过弹模折减 的方法模 拟 ， 弹模 折减 为原来 的 ０ ４ ． ５倍 。由于 隧道结构埋藏于地 下 ， 荷载 必然有 土压 力和水 压 力 ， 般 考虑徐变影响需要折减弹模 ， 其 一 当需要 计算混凝 土收缩徐变作 用及 说来涉及土压力及水压 力时 通常都 有两 种方法称 为水 土 的分 算 其他荷载共同作用时使用降温法就会出现 困难 （ 在其他工况下 弹 与合算 。在实际计 算 中采用 哪一种方 法应根 据 围岩或填 土 的实 模 是 不 予 折 减 的 ） 因此 为 了可 以结 合 其 他 荷 载 计 算 ， 先 通 过 对 ， 可 际情况以及计算工况来 决定 ， 一般应符合 以下原则 ： 折减弹模后的结构施加降温 ， 将其产 生的应力作为 应力荷载使 用 １ 当计算使用 阶段工况 的荷载组合 时无论砂性 土或粘性土 ， 来实现多种荷载作用下的混凝土收缩徐变作 用。 ） 都应采用水土分算原则进行计算 。
可 变 荷 载
般都按 静水 压计算 。其 次确定 设计 地下水 位时还 应注 意 以下
１ 在确定设计地下水位时 ， ） 不能仅 凭地质勘察取得 的当前结
主要荷载
问题 ：
人群荷载 由车辆 、 人群荷载引起的侧向土压力 冲击力 （ 公路车辆荷载 ） 渡槽流水水压力（ 渡槽明洞 ） 车辆制动力
・
３ｌ ・ ８
第３ ６卷 第 ３ 期 １ ２０ １０年 １１月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ３ｌ １３ ． ＮＯ ２ ０ Ｖ． ０１
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ３ ．３８ ０ １０ －８ ５ ２ １ ） １０ １ －２
３ ４ 公路 车辆 荷载 ．
根据现行 Ｊ Ｇ Ｄ ０２０ Ｔ ６ ． ４公路 桥涵设计 通用规 范汽 车荷载 由 ０
表１ 明 洞结构上荷霰 分类表
荷载分类 荷载名称
上 覆 土 压 力 侧 向 土 压力 永久 荷 载 滑坡 下 滑力 （ 滑 明洞 ） 抗
３ ２ 水 压力及 浮 力 ．
如果明洞 回填 以后 地 下水 位较 高 ， 隧道 结 构采 用全 包 防 且
水 ， 此 时结 构 将 受 到 水 压 力 和 浮 力 的作 用 。 则
公 路 隧道 明洞 结 构 荷 载计 算 方 法
谢 卓 雄
摘 要 ： 结合相关行业规 范和实 际工程 的计算经验 ， 目前 常用 的公路隧道 明洞结构荷载计算方法进行 了系统的介绍和 对 总结 ， 针对作用于 明洞结构上 的不 同荷载分别 阐述 了水土合算与分算的选 用原 则及 其他 主要荷 载的计算方 法， 以期指 导
作用 在地 下结构 上 的水 压力 ， Ｕ 原贝 上应 采用 孑 隙水 压力 ， Ｌ 但
孔 隙 水 压 力 的 确 定 比较 困难 ， 实 用 和 偏 于 安 全 考 虑 ， 计 水 压 从 设
一
水压力 （ 包括 浮力 ） 混凝土收缩及徐变作用 公路车辆荷载 基本 可变荷载 可变 荷 载 其他
公 路 工 程设 计 。
关键词 ： 公路隧道 ， 明洞， 荷载 ， 计算方法
中 图分 类号 ： ｄ ２ ２ Ｕ ５ ． 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｏ 引言
随着 近年公路 隧道 的飞速发展 以及公 路环保 意识 的加 强 ， 明
用 三 轴试 验 的 固结 不 排 水 剪 强 度 参 数 （ Ｕ）４１ Ｃ Ｅ５； ， ２ 在 验 算 施 工 阶 段 的 荷 载 组 合 时 对 于 基 础 为 粘 性 土 的 隧 道其是近年对水资源保护的力
度 加 大 ， 要 考虑 结 构 在 长期 使 用 过程 中地 下水 位 可 能 的变 化 。 需
附加荷载 特殊荷载 附加荷载 特殊荷载
２ 符合结构受 力的最不利荷载组合 的原则 ： ） 应根据结构实际 受力 的情况分别使用高水位及低水位进行计算 。
土压力 的计算虽然 比较复杂但是其计 算理论却 讨论的最 多 ， 在大多数隧道计算 手册 中均有论 述 ， 故本文 就跳过 该部 分 ， 细 详 的计算方法见有关设计 手册或规范。
１ 作 用于 明洞结 构上 的荷载 分类
作 用 于 明 洞结 构 上 的荷 载 可 根据 表 １ 行 分 类 。 进
而造成设计人员难 以确定 荷载 取值 。本 文根据 有关行业 规 范和
实际 工 程 的计 算 经 验 对 目前 常 用 的 明洞 荷 载 计 算 方 法 做 ～ 个 系 统 的论 述 和 总 结 ， 工 程 设 计 提 供 参 考 。 为
３ 主要荷 载计算 方 法
３ １ 土 压 力 ．
洞结 构使 用 越 趋 频 繁 ， 工 程 实 践 来 看 一 般 占 项 目工 程 隧 道 的 在计算施 加在隧道 底部 的浮力时应 适 当折减 或把仰拱 以下的粘 从 土层 作为压重层考虑 ； ０ ５ ～ ％不等。明洞结构 荷 载明确 ， ．％ ２ 与地 面结 构较 为接 近 ， 一 ３ 当采用水 土分算时在计算土压力 时应 采用 浮容重 ， ） 当采用 般采 用荷 载结构 法进行计 算 。但是 由于 公路隧 道本 身具有 自身 水土合算 时应采用饱 和容重 。 的一 些 特 殊 性 ， 能 简 单 套 用 其 他 行 业 规 范 的 荷 载 计 算 方 法 ， 不 因
施工荷载 偶然荷载 落石 冲击力 地震荷载
３ ３ 混凝土 收缩及 徐 变作 用 ．
超 静 定 或 厚 度 大 的 混 凝 土 结 构 应 考 虑 混 凝 土 收缩 的 影 响 ， 一
般采用降温法进行模拟 。为了考虑这种影 响 ， 国内外 的通 常做 法
２ 水 土合 算与分 算
是通过弹模折减 的方法模 拟 ， 弹模 折减 为原来 的 ０ ４ ． ５倍 。由于 隧道结构埋藏于地 下 ， 荷载 必然有 土压 力和水 压 力 ， 般 考虑徐变影响需要折减弹模 ， 其 一 当需要 计算混凝 土收缩徐变作 用及 说来涉及土压力及水压 力时 通常都 有两 种方法称 为水 土 的分 算 其他荷载共同作用时使用降温法就会出现 困难 （ 在其他工况下 弹 与合算 。在实际计 算 中采用 哪一种方 法应根 据 围岩或填 土 的实 模 是 不 予 折 减 的 ） 因此 为 了可 以结 合 其 他 荷 载 计 算 ， 先 通 过 对 ， 可 际情况以及计算工况来 决定 ， 一般应符合 以下原则 ： 折减弹模后的结构施加降温 ， 将其产 生的应力作为 应力荷载使 用 １ 当计算使用 阶段工况 的荷载组合 时无论砂性 土或粘性土 ， 来实现多种荷载作用下的混凝土收缩徐变作 用。 ） 都应采用水土分算原则进行计算 。
可 变 荷 载
般都按 静水 压计算 。其 次确定 设计 地下水 位时还 应注 意 以下
１ 在确定设计地下水位时 ， ） 不能仅 凭地质勘察取得 的当前结
主要荷载
问题 ：
人群荷载 由车辆 、 人群荷载引起的侧向土压力 冲击力 （ 公路车辆荷载 ） 渡槽流水水压力（ 渡槽明洞 ） 车辆制动力
・
３ｌ ・ ８
第３ ６卷 第 ３ 期 １ ２０ １０年 １１月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ３ｌ １３ ． ＮＯ ２ ０ Ｖ． ０１
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ３ ．３８ ０ １０ －８ ５ ２ １ ） １０ １ －２