地铁区间隧道的结构设计-0325.ppt

《地铁区间隧道的结构设计-0325.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、地下铁道结构计算设计流程选定设计断面荷载计算框架内力计算结构配筋计算设计图绘制绘制指导性施工方法图用于理论计算的力学模型：作用与反作用模型：亦可称为荷载——结构模型。或简称为结构力学方法。如弹性地基框架、全部支承或部分支承弹性地基圆环等。连续介质模型：这种类型亦可称为地层与结构模型。或简称为连续介质力学方法。包括解析法和数值法。解析法又可分为封闭解和近似解。数值法以有限元法为主。用于设计的模型：以工程类比法为依据的经验设计法以现场量测和室内试验为主的实用设计法，如以隧道洞周围岩变形量测为依据的约束与收敛法。1.作用在地下铁道结构上的荷载

2、采用荷载-结构模型进行地下铁道结构静、动力计算时，首先要确定作用在结构上荷载的量值及分布规律。地铁设计规范中按荷载作用状况将其分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载3大类。（1）荷载分类结构的计算荷载应根据上述3类荷载同时存在的可能性进行最不利组合。一般来说，对于浅埋地下铁道结构物以基本组合（仅考虑永久荷载和可变荷载）最具有工程意义。只有在特殊情况下，如7度以上地震区，或有战备要求等才有必要按照偶然组合即将3类荷载都进行考虑来验算。（2）地层压力计算方法1）浅埋石质隧道浅埋石质隧道的衬砌作用与拱顶上覆的岩体高度相关，具体可参阅《铁路隧道设计规

3、范》（TB10003-2005）中的计算方法。2）深埋石质隧道（2）地层压力计算方法2）土质隧道竖向压力：侧向压力：土压力计算时对水压力的不同计算方法（2）路面活荷载计算方法（1）弹性力学解法（2）根据马斯顿（Marston）及波士顿规范（BostonCode）法分析的方法，活荷载向下传递时，假定荷载板的边缘垂直呈α角度扩散，且认为压力均匀分布在该面积上。（3）克格勃法，假定荷载板下的压力强度是均匀的，而其在外扩散角β的范围内，直线地逐渐减为0。（3）自重计算方法1）侧墙自重计算：梗肋部分的重量不考虑；侧墙高度采用计算轴线长度；侧墙厚度

4、采用节点的中心厚度。2）侧墙自重计算：梗肋部分的重量不考虑；顶板或中间楼板的纵梁作为柱的自重考虑；底板纵梁的重量不考虑；柱的长度为结构顶梗肋下面至结构底板上表面之间的距离；柱的断面尺寸采取节点间的尺寸。结构内部主要荷载有轨道自重、列车荷载、站内人群荷载、变电所或电气室等的机械荷载。轨道自重和列车荷载，普通情况下不考虑，但是对不直接加于地基上而作用在楼板上的列车荷载，则应计算在内。在车站结构内的中间2层楼乘降站台等的人群荷载，一般按5~6kPa左右计算。关于机械荷载，希望尽可能采取实际重量。（4）作用在结构内部的荷载（5）作用在结构底面的

5、荷载路面荷载土体荷载人防荷载顶板自重顶板荷载：土压力水压力人防荷载侧墙顶部压力：土压力水压力人防荷载侧墙底部压力：底板自重顶板传递荷载侧墙传递荷载底板所承受荷载：顶板纵梁传递荷载主动荷载模型1.区间隧道衬砌结构静力计算（1）结构与地层共同作用的处理方法主动荷载加地层弹性约束模型地层实地量测荷载模型（1）和（3）模型中的基底反力以及（2）模型中的弹性抗力如何计算？（2）明挖框架结构关于框架结构基底反力，通常可以采用两种计算方法：（1）假设结构是刚性体，则基底反力的大小和分布即可根据静力平衡条件求得。（2）假设结构为温克勒地基上的框架结构，

6、根据地基变形运用公式（10.11）计算基底每一点的反力。若采用矩阵位移法分析框架结构内力，这两种计算基底反力的方法可以用同一的程序解决。（1）将框架的上部划分为普通等截面直梁单元，将框架底板划分为弹性地基上等截面直梁单元。（2）计算整体坐标系下的普通等直梁单元的刚度矩阵。（3）计算整体坐标系下弹性地基上等直梁单元的刚度矩阵，仅考虑方向弹性抗力时，公式如下：假设切向弹性抗力亦符合温氏假定：因切向弹性抗力仅与轴力和轴向位移有关，因此只要对前述公式中有关轴力和轴向位移项进行以下修正即可：（4）将分布荷载按静力等效的原则离散为等效节点力。（5）

7、按直接刚度法原理组装结构体系的总体刚度矩阵和荷载列阵，形成结构体系的刚度方程：（6）对刚度方程引入必要的位移约束条件。对于弹性地基上的平面框架，可假设其底板中点的水平位移为零。（7）求解刚度方程，得到结构体系的节点位移：（8）根据各单元节点的位移和底板各节点的竖向位移计算各单元的内力和基底竖向反力：（1）将框架全部划分为普通等值梁单元；（2）根据静力平衡条件求出基底反力的大小和分布，并将其视为外荷载按静力等效的原则离散为等效的节点力；（3）除了假设底板中点水平位移为0外，还需要增加边墙中点的竖向约束。（3）矿山法隧道衬砌结构计算弹性地基

8、梁模型1）初期支护受力弹性支承链杆模型（1）将折线拱的全部杆件均视为普通等直梁单元。（2）将脱离区以外的分布的弹性抗力用一些离散的弹性支承链杆来代替，并作用在折线的节点处。其方向为沿结构轴线的法向，如需考虑