地铁结构荷载计算.pptx

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1、地下铁道地铁结构荷载计算 地铁结构荷载计算2主要内容：1.荷载类型2.框架结构荷载计算3.拱形结构荷载计算4.圆形结构荷载计算3 永久荷载长期作用的恒载地层压力结构自重基底附加应力静水压力及浮力混凝土收缩和徐变力预加应力设备重量侧向地层抗力及反力 可变荷载作用期变化的荷载基本可变荷载长期经常作用的变化荷载地面车辆荷载及冲击力 地面车辆荷引起的侧向土压力地铁车辆荷载(冲击力、摇摆力、离心力)人群荷载其它可变荷载非经常作用的变化荷载温度变化施工荷载(施工机具力、注浆压力等)列车加速或减速产生的纵向力地震力爆炸力又称特载 偶然荷载偶然、非经常作用的荷载 荷载组合同时存在的可能性进行最不利组合以基本组

2、合(永久荷载和可变荷载)最有意义在特殊情况下才有必要按偶然组合来验算荷载类型框架结构拱形结构圆形结构4主要内容：1.荷载类型2.框架结构荷载计算3.拱形结构荷载计算4.圆形结构荷载计算地铁结构荷载计算地面车辆荷载单个轮压传递的竖向压力qaz(a 1.4Z)(b 1.4Z)00 q两个以上轮压传递的竖向压力Z地面q 010.710.7p 0 z0.7Za0.7Z0.7Zb0.7Zp 0z0.710.71q 0地面Z单轮压p0 z地面d 2d 110.7b0.7Zb0qq0Z0q10.70.7Zba0.7Z0.7Z0zq0.710.71q0地面Z两个以上轮压azn0 q0n-1i=1q=(a+1.

3、4Z)(nb+di+1.4Z)覆盖厚度小局部均布浅埋暗挖法10kPa均布无覆盖层时集中力考虑5注意：荷载类型框架结构拱形结构圆形结构垂直荷载垂直土压力道路铺砌的重量地下水位以上土的重量地下水位以下土的重量q =i hi（1）i道路铺砌水位以上土体水位以下土体水压力水土分算H1H2wH2 H1 H2H2H1 H1 s H2水土合算水、土压力合计计算适用于粘性土 i iwii s水、土压力分开计算适用于砂性土顶板特载根据人防工程的相关规范，按照不同的防护等级来确定荷载类型框架结构拱形结构圆形结构6itaz q ii 顶h h qq t顶qa z，q土，q水 垂直荷载作用于作用于结结构构顶顶板上的板

4、上的总总的垂直外荷的垂直外荷载载大小大小：q=q+q+q+qtnaz土水n荷载类型框架结构拱形结构圆形结构7 水平荷载地面荷载引起的侧压力：水平荷载总大小：aozozax q2 e tan45 q2侧向土压力：e土 a(i hi)i侧向水压力：e hw特载：q t侧q侧 eaz e土 e qt侧结构自重：沿结构横断面轴线均匀分布的荷载内部荷载：轨道自重、电车荷载、站内人群荷载等底板荷载：即地基反力L底q底 q顶 qtQ特殊荷载：由结构防护等级决定其他荷载：地震、温度的变化和混凝土收缩等影响荷载类型框架结构拱形结构 其余类型荷载圆形结构8主要内容：1.荷载类型2.框架结构荷载计算3.拱形结构荷载

5、计算4.圆形结构荷载计算9地铁结构荷载计算地层压力是其主要承受的荷载。由于影响地层压力分布、大小和性质的 因素众多，要准确确定十分困难。地铁设计规范规定：岩质隧道根据围岩分级，按铁路隧道设计规范确定土质隧道根据地质、水文和覆土厚度，结合土体卸载拱作用计算土层隧道按全部土柱质量考虑。计算方法参见隧道工程教材荷载类型框架结构拱形结构圆形结构10主要内容：1.荷载类型2.框架结构荷载计算3.拱形结构荷载计算4.圆形结构荷载计算11地铁结构荷载计算对于地铁工程，所述的圆形结构是指采用盾构法施工的管片衬砌结构圆形结构荷载计算包括两个阶段：施工阶段管片拼装阶段的受力和盾构千斤顶顶推时的推力使用阶段除水土压

6、力外，其他荷载计算与框架结构基本相同本讲仅针对使用阶段圆形结构的荷载计算方法顶部竖向地层压力侧向压力水压力荷载类型框架结构拱形结构圆形结构12不能形成承载拱全土柱需考虑路面荷载和特载顶部竖向地层压力浅埋深埋R地表gH hH+2R10(h+2R)v2 v110hH地下水位可形成承载拱普氏法不需考虑路面荷载和特载vftgq h B B荷载类型框架结构拱形结构圆形结构 H?e Bh=B f h hh0r地下水位45-?/213 侧向压力可按库仑公式或兰金公式求得侧压力系数取0.30.8之间地层组成、施工方法、衬砌结构 刚度等对主动侧压力影响较大按径向分布情况计算不透水地层，按不透水层面上的垂直荷载地下水中的土体浮重度 水压力R地表ghHH+2R10(h+2R)v2 v110hH地下水位q wwv (h 2R)（底部中央）w hw(顶冠）荷载类型框架结构拱形结构圆形结构14