公路隧道明洞结构荷载计算方法_交通运输_工程科技_专业资料

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1、公路隧道明洞结构荷载计算方法谢卓雄（广东省公路勘察规划设计院隧道设计部,广州510620）摘要：随着公路隧道的E速发展，特别是近年来人们越来越重视公路环保设计，作为隧道结构重耍形式的明洞结构也开始倍受人们所匝视。址然明洞结构在目前设计屮使用较多，但是对其结构荷载计算方法的系统论述仍较少,木文将结介冇关规范和过往工程计算经验,对明洞结构荷载计算方法进行系统的论述和总结为工程设计提供参考。关键词：荷载计算方法，明洞，数值分析LoadCalculationMethodforOpen-CutHighwayTunnelXieZhuo-Xi

2、ong（TunnelDepartmentofGuangdongHighwayDesignInstitute,Guangzhou510620,P.R.China）Abstract:Withtherapiddevelopmentofhighwaytunnels,especiallyinrecentyears,growingemphasisonEnvironmentalprotectionofhighwaydesign,Open-CutHighwayTunnelasanimportantformofthetunnelstructure

3、begantobecomepopula匚AlthoughtheOpen-CutTunnelisincommonuse,butitsstructurecalculationmethodsoftheloadcalculationisstilllessdiscussed・thisarticlewillcombineengineeringcalculationpracticeandthespecialitystandardtogivetheadviceforLoadCalculationMethodofOpen-CutHighwayTu

4、nnelKeywords:loadcalculationmethod,opcn-cuthighwaytunnel,numericalanalysis随着近年公路隧道的飞速发展以及公路环保意识的加强，明洞结构使用越趋频繁，从工程实践來看一般占项目工程隧道的0.5%〜2%不等。明洞结构荷载明确，与地面结构较为接近，—•般采用荷载结构法进行计算。山于公路隧道起步较晚，许多计算方法和理论述不成熟，故对于明洞荷载计算的方法在多数情况下仍需要参考其它行业规范，但是由于公路隧道本身具有H身的一些特殊性，不能简单套用其它行业规范的荷载计算方法，

5、因阳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一个系统的论述和总结为T程设计提供参考。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下表进行分类呵。表1明洞结构上荷载分类表编号荷载分类荷载名称1永久荷载上覆土压力主要荷载2侧向土压力3滑坡下滑力（抗滑明洞）4水压力（包括浮力）5混凝土收缩及徐变作用6公路车辆荷载7人群荷载可变荷载基本可变荷载8由车辆、人群荷载引起的侧向土压力9冲击力（公路车辆荷载）10其它可变荷载渡槽流水水压力（渡槽明洞）11车辆制动力附加荷载

6、12温度荷载13施工荷载特殊荷载14偶然荷载落石冲击力附加荷载15地震荷载特殊荷载1.水土合算与分算隧道结构埋藏于地下，其荷载必然有土压力和水压力，-般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际情况以及计算工况来决定，一般应符合以下原则⑶.■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，都应采川水土分算原则进行计算。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况区别对待，置于渗透系数较小的粘性十地层或采用粘性十作为I叫填土时可按水土合算的方式进行计算

7、；当回填土料或围岩为砂性土时应采用水土分算的方式进行计算。另外关于这两种计算方法还有三点应该说明：第一，无论是水土合算还是水土分算其围岩的强度参数都应采用三轴试验的固结不排水剪强度参数（CU）S⑸；第二，在验算施工阶段的荷载组合时对于基础的为粘性土的隧道在计算施加在隧道底部的浮力吋应适当折减或把仰拱以下的的粘土层作为压重层考虑；第三，当采用水十分算时在计算土压力时应采用浮容重，当采用水土合算时应采用饱和容重。2.主要荷载计算方法3・1•土压力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屮均有论述，故本

8、文就跳过该部分，详细的计算方法见有关设计手册或规范。3・3•水压力及浮力⑶如果明洞冋填以后地下水位较高，且隧道结构采用全包防水，侧此时结构将受到水压力和浮力的作用。作用在地下结构上的水压力，原则上应采用孔隙水压力，但空隙水压力的确定比较困难,从实用和偏于安全考虑