隧道荷载计算

定, 通过作者 的实际计算一般取 10 ~ 15 即 可, 同时还应注意 在计算温度应力所产生 的内力时应 同时考虑 混凝土徐变 的影响, 因此计算时弹模应取材料弹模的 0. 7倍。 参考文献: [ 1] JTG D 70-2004, 公路隧道设计规范 [ S]. [ 2] TB 10003-2001, 铁路隧道设计规范 [ S] . [ 3] GB 50157-2003, 地铁设计规范 [ S]. [ 4] GB 50007-2002, 建筑地基基础设计规范 [ S] . [ 5] JG J 120-99, 建筑基坑支护技术规范 [ S] . [ 6] 铁路工程设计技术手册 隧道分册 [ Z ]. 2000. [ 7] JTG D 60-2004, 公路桥涵设计通用规范 [ S]. [ 8] JTG D 62-2004, 公路 钢筋 混凝 土及 预应 力混 凝土 桥涵 设计
最好解决上述问题的方法是通过板的空间加载求出最不利加载方式以后再使用平面梁模型进行计算根据作者的经验面板允许多辆车加载时一般把两辆车对称布于中轴线的两侧为最不利由于顶板覆土对车轮荷载起了一定的扩散作用此时车轮荷载作用在隧道顶板上的横向宽度较没有覆土时要宽得多因此此时荷载在顶板上的作用使用均布荷载表现gb5015722003地铁设计规范取10kpa均布荷载作为车辆荷载作用温度荷载隧道回填以一般较为恒定温度日差较小而隧道内由于通风等原因温度则有较大变化因此作者认为计算衬砌内外侧温差较计算衬砌整体的升温或降温更为重要通过作者的实际计算一般取1015即可同时还应注意在计算温度应力所产生的内力时应同时考虑混凝土徐变的影响tgd7022004公路隧道设计规范tb1000322001铁路隧道设计规范gb5015722003地铁设计规范gb5000722002建筑地基基础设计规范gj120299建筑基坑支护技术规范铁路工程设计技术手册隧道分册tgd6022004公路桥涵设计通用规范tgd6222004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范3072308

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：随着公路隧道的飞速发展，特别是近年来人们越来越重视公路环保设计，作为隧道结构重要形式的明洞结构也开始倍受人们所重视。

虽然明洞结构在目前设计中使用较多，但是对其结构荷载计算方法的系统论述仍较少，本文将结合有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Load Calculation Method for Open-Cut Highway TunnelXie Zhuo-Xiong（Tunnel Department of Guangdong Highway Design Institute, Guangzhou 510620, P. R. China ）Abstract: With the rapid development of highway tunnels, especially in recent years, growing emphasis on Environmental protection of highway design, Open-Cut Highway Tunnel as an important form of the tunnel structure began to become popular.Although the Open-Cut Tunnel is in common use, but its structure calculation methods of the load calculation is still less discussed.this article will combine engineering calculation practice and the speciality standard to give the advice for Load Calculation Method ofOpen-Cut Highway TunnelKeywords: load calculation method, open-cut highway tunnel, numerical analysis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，从工程实践来看一般占项目工程隧道的0.5%~2%不等。

隧道结构检算计算书一．E型截面结构厚度为：底板厚120cm，侧墙底厚120cm，侧墙顶厚为55cm，抗拔桩径为100cm。

采用荷载－结构法检算结构内力，基坑高度H＝8.8m。

计算软件：midas civil（2006）取土的重度值：γ＝20kN/m3；1、荷载计算：（计算断面取埋深最大处计算,水土分算）（1）侧水压力ew1=0kN/mew2=γw⨯H⨯ω=10⨯8.8⨯0.5=44kN/m（2）侧土压力et1=0kN/met2=λ⨯(γ-γw)⨯H=0.33⨯(20-10)⨯8.8 =29.04kN/m基底水浮力Pw =γw⨯(h1+H)⨯ω=10⨯(1.2+8.8)⨯0.5=50kN/m（3）边墙顶地面超载：qcz＝20kN/m边墙汽车冲击荷载：冲击系数μ＝20/（80+L）＝20/（80+14）＝0.213qcj ＝qcz⨯μ＝20⨯0.213＝4.26 kN/m汽车超载引起侧压力 ecz ＝qcz⨯λ＝20⨯0.33＝6.6 kN/m汽车冲击荷载引起侧压力 ecj＝qcj⨯λ＝4.26⨯0.33＝1.41 kN/m （4）无地下水情况侧土压力et1=0kN/met2=λ⨯γ⨯H=0.33⨯20⨯8.8=58.1kN/m。

（5）地层抗力地层抗力是用地层弹簧来模拟的。

地层抗力系数根据土层条件确定，按温克假定计算。

在计算中，消除受拉的弹簧。

结合相近工程地质资料,弹性抗力系数取K=50MN/m32、荷载工况（1）、自重（2）、侧土压力（3）、侧水压力（4）、基底浮力（5）、无地下水时侧土压力（6）、汽车超载和冲击引起侧压力其中1～5为永久作用，6为可变作用。

3、计算简图如下图所示。

计算简图计算模型中采用梁单位模拟隧道结构的侧墙、底板和抗拔桩，在底板两端设置2个水平和竖向的约束，模拟抗浮牛腿的作用，侧墙、底板和抗拔桩分别设置土弹簧约束模拟地层对结构的作用，在计算中消除受拉的弹簧结构受力，计算所取纵向5m的平面框架有限元模型，相应的荷载在每延米数值的基础上。

一、 结构尺寸隧道内径：5400;隧道外径：6000;管片厚度：300mm 管片宽度：1500mm 二、 计算原则选择区间隧道地质条件较差、隧道埋深较大、地面有特殊活载（地面建筑物 桩基、铁路线等）等不同地段进行结构计算。

三、 计算模型计算模型采用修正惯用设计法。

考虑管片接头影响，进行刚度折减后按均质圆 环进行计算；水平地层抗力按三角形抗力考虑；计算结果考虑管片环间错缝拼装 效应的影响进行内力调整。

弯曲刚度有效率 n =0.8，弯矩增大系数E =0.3。

计算 简图如下图所示。

使用ANSYS?序软件进行结构计算。

四、 计算荷载荷载分为永久荷载、活载、附加荷载和特殊荷载等四种。

1） 永久荷载：管片自重、水土压力、上部建筑物基础产生的荷载。

考虑地层特征 采取水土合算或水土分算。

2） 活载：地面超载一般按20KN/m 计；有列车通过地段按40KN/m 计。

3） 附加荷载：施工荷载一一盾构千斤顶推力，不均匀注浆压力，相邻隧道施工影 响等。

4） 特殊荷载：地震力一一按抗震基本烈度为7度计算，人防荷载按六级人防计算， 按动载化为静载计算。

五、 内力计算1、一般地段：地质条件较差、埋深较大地段（地面超载 20KN/m ）:里程YCK5+990地面超载压力基底竖向反力修正惯用设计法计算模型计算模型节点划分选取地质钻孔为MEZ2-A073隧道埋深约33.9m,地下水位在地面下5.0m。

地层由上至下分别为<1>-7.3m； <5-1>-39.2m ; <5-2>-20m。

隧道所穿过地层为<5-2>。

隧道横断面与地层关系如下图所示：<!> [<5- 1 >O<5 —2>隧道横断面与地层关系2、列车通过地段：地面超载 40KN/m，里程YCK6+050选取地质钻孔为 MEZ2-A166隧道埋深约35.5m,地下水位在地面下12.5m。