地铁结构荷载计算课件

《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：荷载类型框架结构荷载计算拱形结构荷载计算圆形结构荷载计算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：荷载类型框架结构荷载计算拱形结构荷载计算圆形结构荷载计算 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

)0 0

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

110.7b0.7Zb0qq0Z0q10.70.7Zba 0.7Z0.7Z0zq0.710.71q0地面Z两个以上轮压aznμ0

q0n-1i=1q =(a

+1.4Z

)(nb

+

å

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±

=

å

γi

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H1H2γwH2λγα

H1

λγα

′H2H2H1λγα

H1 λγα

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

i i

顶h

h

qq

t顶qaz，q土，q水□

垂直荷载作用于结构顶板上的总的垂直外荷载大小：q =

q +q +q +qtn az

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：a ozozax

q2

e

tan 45

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：荷载类型框架结构荷载计算拱形结构荷载计算圆形结构荷载计算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主要内内容：荷载类类型框架结结构荷荷载计计算拱形结结构荷荷载计计算圆形结结构荷荷载计计算11地铁结结构荷荷载计计算对于地地铁工工程，，所述述的圆圆形结结构是是指采采用盾盾构法法施工工的管片衬衬砌结结构圆形结结构荷荷载计计算包包括两两个阶阶段：施工阶阶段——管片拼拼装阶阶段的的受力力和盾盾构千千斤顶顶顶推推时的的推力使用阶阶段——除水土压压力外，其其他荷荷载计计算与与框架架结构构基本本相同本讲仅仅针对对使用阶阶段圆形结结构的的荷载载计算算方法顶部竖竖向地地层压压力侧向压压力水压力荷载类类型框架结结构拱形结结构圆形结结构12不能形形成承承载拱拱——全土柱需考虑路路面荷荷载和和特载顶部竖竖向地地层压压力浅埋深埋R地表gHhH+2R10(h+2R)v2v110hH地下水水位可形成成承载载拱——普氏法不需考虑路路面荷荷载和和特载vftgqhBB荷载类类型框架结结构拱形结结构圆形结结构H?eBh=Bf>hhh0r地下水水位45°°-φ?/213φ□侧向压压力可按库仑公公式或或兰金金公式式求得侧压力力系数数取0.3～0.8之间地层组组成、、施工工方法法、衬衬砌结结构刚刚度度等对主主动侧侧压力力影响响较大按径向分分布情况计计算不透水水地层层，按按不透透水层层面上上的