汽車-土-地下水共同作用下地下箱形混凝土結構受力分析研究.pdf

1、目前，我國針對城市水電工作井之類的道路中小型地下箱形混凝土結構的設計中，現有的設計方法還比較粗糙，設計時一般采用簡化的設計理論按平面結構進行設計，并未考慮其空間效應;汽車荷載被等效為簡化的靜力荷載（考慮動力系數）施加在結構上;在結構設計時覆土厚度對汽車荷載效應的影響沒有充分考慮。因此，對現有的設計方法進行改進是有必要的。
　　本文在現有研究成果的基礎上，以實際工程中的地下電纜檢修工作井為例，研究土壓力、水壓力、汽車移動荷載共同作用

2、下地下淺埋箱形混凝土結構的實際受力情況，并提出設計建議。借助ABAQUS大型有限元軟件，建立了同時考慮上述三種因素共同作用的三維有限元模型，且考慮施工過程基坑的開挖與回填順序，并通過已有文獻數據對結果的正確性進行論證。主要結論如下:
　　(1)按箱涵結構理論計算出的彎矩標準值明顯大于有限元所求得的彎矩值，約為有限元結果的2.2～3.5倍，側墻跨中彎矩比值最大，達7倍以上?？梢娕c考慮空間效應的有限元分析相比，采用平面分析的箱涵結構算

3、法的結構具有較大的安全儲備。當出現超載或更大的汽車通行時，共同受力對結構的安全性是有利的。
　　(2)汽車水平移動荷載對路面下電纜井箱形結構的影響較小，設計人員結構設計時，對汽車荷載僅考慮豎向荷載、忽略水平荷載的做法是可取的。當路況較好即路面較平整時，車速越高，電纜井彎矩（絕對值）越小，因此，當路面較平整時，結構設計時把汽車動載按靜載設計是安全的。
　　(3)在相同汽車荷載作用下，覆土深度所引起的上部土體恒載增大效應大于其引

4、起的汽車活載減小效應，因此覆土越厚，電纜井彎矩（絕對值）越大。且當覆土深度大于1m時，車載引起的電纜井彎矩變化值趨于穩(wěn)定，此時彎矩增大較明顯。因此，設計人員對電纜井或類似地下箱形結構選擇埋深時，在滿足實際施工條件的情況下，盡量淺埋，且覆土深度可在1m以內選取。
　　(4)地下水位的變化對電纜井箱形結構的頂板跨中、側墻跨中及底板支座彎矩影響較大。因此，若地下箱形結構處于水位時常變化地區(qū)時，設計人員應考慮地下水位升降對結構受力的影響。