7.1 荷载分类和荷载代表值

7.1.1 沉管法隧道结构上作用的荷载可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载，其分类应符合表7.1.1的规定。

表7.1.1 沉管法隧道作用荷载分类

续表7.1.1
7.1.1

7.1.2 荷载应根据隧道功能、地质特征、埋置深度、结构特征、环境条件和施工方法等因素确定。

7.1.3 永久荷载标准值确定应符合下列规定：

1 隧道结构自重应按结构设计尺寸、压舱混凝土厚度、防锚层厚度及材料重度标准值计算；

2 隧道顶板以上覆土压力应按覆土厚度按全土柱重计算，侧向地层压力应按静止土压力计算，土体重度应按有效重度取值。

7.1.4 可变荷载标准值应按下列规定计算：

1 车辆荷载及其动力作用应按现行国家相关标准确定；

2 变动水压力应根据设计水位与常水位差计算；

3 温度应力应根据常年气象和水温统计资料确定的温差变化数据计算；

4 其他可变荷载应根据施工过程及其特点，涵盖施工中的各种最不利情况。

7.1.5 偶然荷载应按下列规定计算：

1 地震作用应按本标准第16章规定确定；

2 爆炸荷载应仅计算一辆车自身油箱燃油爆炸作用；

3 车辆撞击荷载大小及作用位置高度应按现行国家相关标准确定；

4 隧道内人防荷载应根据隧道使用功能及人防部门要求确定；

5 沉船荷载和锚击应根据规划航道等级、隧道顶板覆土厚度、水深等因素确定。

7.1.6 结构设计时，荷载代表值应按下列方法选取：

1 永久荷载应采用标准值作为代表值；

2 可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为其代表值；

3 偶然荷载应根据沉管法隧道使用功能确定其代表值。

7.1.7 承载能力极限状态或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应采用荷载组合值或标准值作为其荷载代表值，可变荷载组合值应为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。

7.1.8 正常使用极限状态按频遇组合设计时，应采用可变荷载频遇值或准永久值作为其荷载代表值；按准永久组合设计时，应采用可变荷载准永久值作为其荷载代表值。可变荷载频遇值应为可变荷载标准值乘以频遇值系数；可变荷载准永久值应为可变荷载标准值乘以准永久值系数。

条文说明

7.1.1 作用于隧道结构上的可变荷载及偶然荷载应根据工程特点及隧道功能按实际情况考虑。如：隧道不作为人防工程时，可不考虑人防荷载；不设行人或非机动车道时，可不考虑人群荷载；对无航运要求河道中的沉管法隧道也可不考虑沉船和锚击荷载等。

永久荷载与可变荷载是根据荷载随时空变化分类的，如在隧道设计基准期内荷载的大小、作用位置及作用方向恒定不变时为永久荷载，否则定义为可变荷载。

地面超载是指隧道岸上段结构除考虑覆土压力外的其他荷载，如隧道位于道路下方时的地面车辆行人荷载或受地面临近建（构）筑物基础扩散压应力影响时的扩散压应力。
基本可变荷载主要是运营期隧道承受的可变荷载，而其他可变荷载属于施工过程的施工荷载。

静水压力根据历史观测记录的常水位计算确定，水压力变化值根据最低、最高水位与常水位的变化幅度值确定，而最低、最高水位可根据隧道设计基准期内可能出现的极端情况值确定。

7.1.3 隧道结构自重应包括结构墙（板）自重、隧道内压舱混凝土自重、顶板防锚击混凝土层自重、隧道内装修材料自重、固定设备自重等。

由于隧道顶板覆土一般较薄且为后期回填形成的新填土，因此，顶板以上覆土压力计算时不考虑覆土承载拱作用，而应根据覆土厚度按全土柱重计算；沉管隧道位于水下，周围的回填层均为透水层，因此隧道侧墙外侧土压力按水土分算。

7.1.4 隧道内部车辆荷载、车辆对隧道侧墙或隔墙的撞击力应根据隧道使用性质分别按相关标准的规定确定。

隧道的温差作用表现在如下两个方面：一是结构纵向温差作用，表现在管节预制阶段与运营期的温差作用；二是横向温差作用，表现在隧道沉放后，结构内外侧环境温度是不同的，隧道内侧温度高，隧道外侧温度低。

如隧道内设有非机动车道或人行道，考虑到高峰时段人群集中因素，人群荷载可按4kN/㎡~6kN/㎡考虑。

其他可变荷载中的水流力、系缆力大小可参照现行行业标准《港口工程荷载规范》JTS 144-1采用。

7.1.5 隧道内车辆爆炸荷载属于特殊偶然荷载，目前国外仅考虑公路沉管法隧道任一交通洞内发生一次独立爆炸的影响，且隧道内车辆爆炸荷载仅考虑车辆碰撞等因素引起的车辆自身油箱燃油爆炸作用，不考虑运输爆炸物品等特种车辆或车队爆炸引起的爆炸作用，荷载大小一般可按50kN/㎡~100kN/㎡取值。

对沉船荷载需同时考虑沉舶吨位及沉管法隧道顶板覆土厚度或水深的缓冲作用，如广州珠江沉管隧道规划通航为5000t级，沉船荷载按50kN/㎡取值；日本东京港沉管法隧道规划通航为70000t级，沉船荷载按130kN/㎡取值；港珠澳沉管法隧道根据沉舶吨位及沉管法隧道顶板覆土厚度或水深分别按58.5kN/ ㎡和95kN/㎡取值；在进行沉管法隧道横向计算时，沉船荷载应按左右单洞最不利布置，进行整体计算时可按管节长度跨中均匀布置。
船舶搁浅或靠泊时的锚击荷载与船型、浪高、吃水深度等多种因素有关，锚击荷载应按局部荷载考虑。当无船锚资料时，其作用范围可按如下考虑：万吨级船的作用范围为1m×1m，10万吨级为2.5m×2.5m，10万吨以上级为4m×4m；也可参考国外做法按30kN/㎡~50kN/㎡取值。

偶然荷载为小概率事件，多个偶然荷载同时发生更是极小概率事件，因此荷载组合时可仅选取作用效应最大者参与组合。

沉管法隧道一般不作为人防工程，但当需要作为人防设施时，须按人防部门要求的人防等级计算人防荷载。

7.1.6 本标准参照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的荷载标准值、组合值、频遇值或准永久值作为其代表值，并根据各荷载的变异特性和统计分位值来确定其大小。
7.1.8 荷载标准值是荷载在结构设计基准期内可能出现的最大值，它没有反应荷载的随机变异特性。为便于设计使用，本条规定在进行变形、裂缝等正常使用极限状态设计时，采取其标准值乘以根据可靠度确定的对应系数。目前要严格按可靠度来确定频遇值系数、准永久值系数还很困难，主要根据该可变荷载作用时间的持久性或临时性特点，在结合工程经验并参照国外相关规定的基础上确定。

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