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4.3 可变作用标准值和准永久值系数

4.3.1 沉井顶板和平台的活荷载标准值应根据实际情况确定。当无特殊要求时可取4.0kN/m2,准永久值系数可取0.4。

4.3.2 地面活荷载作用在沉井壁上的侧压力标准值应按下列规定确定:
    1 地面活荷载可分为地面堆积荷载和地面车辆荷载;
    2 地面堆积荷载作用在沉井壁上的侧压力标准值,可折算为等效的土层厚度进行计算。当无明确要求时,地面堆积荷载标准值可取10kN/m2
    3 地面车辆荷载作用在沉井壁上的侧压力标准值,应为该荷载标准值传递到计算深度处的竖向压力标准值乘以计算深度处土层的主动土压力系数;
    4 地面堆积荷载和地面车辆荷载作用在沉井井壁上的侧压力标准值取二者中的较大值,准永久值系数可取0。

4.3.3 地下水(包括上层滞水)对沉井作用的标准值和准永久值系数应符合下列规定:
    1 沉井侧壁上的水压力标准值应按静水压力计算;
    2 计算地下水压力标准值的设计水位,应按施工阶段和使用阶段当地可能出现的最高和最低水位采用;
    3 水压力标准值的相应设计水位,应根据对结构的作用效应确定取最低水位或最高水位。当取最低水位时,相应的准永久值系数应取1.0;当取最高水位时,相应的准永久值系数可取平均水位与最高水位的比值;
    4 地下水对沉井浮托力的标准值,应按最高水位乘以浮托力折减系数确定。浮托力折减系数,对非岩质地基取1.0;对岩石地基按其破碎程度确定,当基岩面设置滑动层时取1.0。

4.3.4 当沉井位于江心时,作用在沉井上的流水压力标准值,应根据设计水位按下式计算确定(图4.3.4)。流水压力的准永久值系数,应按本节第4.3.3条第3款的规定确定。

    式中:Fdw,k——流水压力标准值(kN);
          kf——作用在沉井上的水流力系数,可按表4.3.4-1采用;
          nd——淹没深度影响系数,按表4.3.4-2采用,对于非淹没式应为1.0;
          γw——水的重度(kN/m3);
          vw——水流最大设计流速沿井垂直面的平均流速(m/s);
          g——重力加速度(m/s2);
          A——沉井的阻水面积(m2),深度计算至最低冲刷线处。


图4.3.4 作用在沉井上的流水压力
1-沉井中心;2-设计水位;3-河床线;4-最低冲刷线

表4.3.4-1 水流力系数kf

沉井体型 方形 矩形 圆形 尖端形 长圆形
kf 1.47 1.28 0.78 0.69 0.59


表4.3.4-2 淹没深度影响系数nd

d0/Hd 0.50 1.00 1.50 2.00 2.25 2.50 3.00 3.50 4.00 5.00 ≥6.0
nd 0.70 0.89 0.96 0.99 1.00 0.99 0.99 0.97 0.95 0.88 0.84

    注:d0-沉井中心至水面的距离;Hd-沉井最低冲刷线至井顶的距离。

4.3.5 河道内融流冰块作用在沉井上的压力标准值,可按下列规定确定:
    1 作用在沉井上的融流冰块压力标准值可按下式计算:

    式中:FIK——沉井上融流冰块的压力标准值(kN);
          mh——沉井迎冰流面的体型系数,矩形时取1.0;圆形时取0.9,尖端形时按表4.3.5采用;
          f1——冰的极限抗压强度(kN/m2),初融流冰水位时按750kN/m2采用;
          b——作用面宽度(m);
          tI——冰厚(m),按实际情况确定。

表4.3.5 尖端形沉井体型系数mh

沉井迎水流面的角度 45° 60° 75° 90° 120°
mh 0.60 0.65 0.69 0.73 0.81

    2 融流冰块压力的准永久值系数,对东北地区和新疆北部地区可取0.5;对其他地区可取0。

4.3.6 当沉井作为顶管工作井时,作用在沉井上的顶力标准值应按国家现行有关标准或当地的经验公式确定,其准永久值系数可取0.6。

4.3.7 对于有顶盖的江心沉井,在设计时应考虑使用中可能形成的真空压力。真空压力的标准值可根据使用条件确定,其准永久值系数可取0。