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        地鐵區(qū)間風井斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計計算研究

        2014-02-19 16:59:30殷凱何李
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年6期
        關(guān)鍵詞:風井側(cè)墻端頭

        殷凱 何李

        摘 要:地鐵區(qū)間風井以其顯著的三維效應(yīng),成為地鐵設(shè)計中的一個特殊環(huán)節(jié)。目前廣泛采用的仍是截取斷面,按照常規(guī)加載方式計算其內(nèi)力。文章研究發(fā)現(xiàn),該方法計算結(jié)果過于保守,同時提出對其荷載進行折減處理的方法,并通過三維分析,對荷載折減法進行對比,得出荷載折減法的結(jié)果偏安全且不過分保守。文章結(jié)論對實際工程設(shè)計具有重要的參考意義。

        關(guān)鍵詞:地鐵區(qū)間風井;結(jié)構(gòu)設(shè)計;計算研究

        引言

        當區(qū)間過長時,為滿足區(qū)間通風要求,需要在區(qū)間設(shè)置風井。風井結(jié)構(gòu)給設(shè)計帶來了很大不便,通過三維計算雖然可以較為全面的掌握風井受力特性,但是其耗時巨大且計算結(jié)果尚未廣泛應(yīng)用到具體設(shè)計中,因此通常不被設(shè)計采用。目前廣泛采用的仍是截取斷面,按照常規(guī)加載方式計算其內(nèi)力。然而,本文研究發(fā)現(xiàn),該截取斷面法未考慮與計算截面平行的側(cè)墻的重力,導致模型底部水浮力大于實際情況,使得計算結(jié)果過于保守,造成大量浪費?;谏鲜鲈?,本文提出對風井荷載進行折減處理的方法,即將模型底部水浮力減去與計算斷面平行的側(cè)墻的重力后作為新的水浮力。最后通過與三維模型對比,得出該方法結(jié)果偏安全且不過分保守。本文結(jié)論對實際工程設(shè)計具有重要的參考意義。

        武漢軌道交通6號線一期工程江城大道站~老關(guān)村站區(qū)間(后簡稱江老區(qū)間)風井位于武漢市漢陽區(qū)太子湖北路與規(guī)劃道路交叉口處。風井主體結(jié)構(gòu)為四層三跨箱型結(jié)構(gòu)。風井底板埋深28.7m左右,頂板以上覆土約4.9m。本區(qū)間風井中心里程為右K5+065.041。結(jié)構(gòu)采用明挖法施工;風井所處位置主要有道路及空地,地表高程21.2~21.7m。風井結(jié)構(gòu)底板位于10-2角礫層中。如圖1所示。

        圖1 風井地質(zhì)剖面圖

        巖土物理力學參數(shù)如表1所示。

        1 常規(guī)分析方法

        按照常規(guī)分析方法,其計算結(jié)果如下圖所示。按該常規(guī)方法計算,其最大彎矩達到1551kN·m/m,其最大剪力達到1354kN/m,其結(jié)果數(shù)值偏大,甚至對配筋造成很大不便。

        2 荷載折減處理方法及對比

        本節(jié)對風井荷載進行折減處理,即將模型底部水浮力減去與計算斷面平行的側(cè)墻的重力后作為新的水浮力,并與三維計算結(jié)構(gòu)進行對比,結(jié)果如圖5所示。通過對比發(fā)現(xiàn)該簡化方法與三維計算結(jié)果變化規(guī)律相似,受到柱軸力影響,僅在柱截面位置,相差較大,三維計算結(jié)構(gòu)較為平滑。

        二者彎矩數(shù)值對比如下表所示。通過對比發(fā)現(xiàn),荷載折減處理方法較為安全,但并不偏于保守。彎矩對比如表2所示。

        表2 彎矩對比圖

        3 結(jié)束語

        (1)常規(guī)計算中未考慮與計算截面平行的側(cè)墻的重力,導致模型底部水浮力大于實際情況,計算結(jié)果過于保守,造成大量浪費。(2)簡化計算與三維計算結(jié)果變化規(guī)律近似,僅受柱軸力影響處差別較大,簡化計算較為安全,但并不偏于保守。

        參考文獻

        [1]丁春林.地鐵車站端頭井受力計算模型研究[J].同濟大學學報(自然科學版),2007(5):621-625.

        [2]李治,安危.地鐵車站端頭井計算方法與分析研究[A].第五屆中國國際隧道工程研討會文集,2011.

        [3]李銘軍.地鐵車站端頭井內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體計算[J].地下工程與隧道,2006(2):826-830.

        [4]高志宏.盾構(gòu)端頭井結(jié)構(gòu)設(shè)計中的若干問題研究[J].四川建筑,2010,30(2):153-155.

        作者簡介:殷凱,男,湖北武漢人,助理工程師,碩士。

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