文档介绍：地铁端头井的设计计算方法探讨
摘要:简要介绍地铁设计的基本方法,着重介绍端头井的结构类型、端头井计算的模型和计算中存在的问题,,对于端头井结构,,在计算模型上适当做出一定程度的简化,对构件的主要受力特征作了分析和总结,通过和平面结构的对比,,:地铁; 端头井; 设计
1地铁设计的基本方法
目前地铁设计中,基本计算方法如下.
,只是一种浅基坑(支撑层数少)和支撑刚度很大情况的近似,支撑层数越多、地层越软、墙体刚度越大,计算结果与实际出入越大,已较少采用.
,,结合某些重大工程技术问题的处理,把它作为一种辅助的计算手段.
(也称竖向弹性地基梁的基床系数法).土抗力法假定墙体两侧的土压力随开挖过程变化,在开挖侧和迎土侧的墙上均设有土体弹簧,并规定迎土侧土压力随墙体向基坑一侧的变形增大而减小,,按侧向地基上的结构计算,用压缩刚度等效的土体弹簧,模拟地层对墙体变形的约束.
土抗力法中,基本方法有总量法(总和法)和增量法(叠加法).总量法可直接求得当前施工阶段完成后体系的实际内力及位移;在用增量法计算时,,增量法是解决非线性受力继承性问题的有效手段, ,增量法也可应用于线性受力问题的分析,,基坑支护受力问题大多可视为线性的,,除了一般所指的构件材料和地层为弹性体外,还包括在受力的各个阶段,结构构件的刚度(或结构型式)构件组成不发生改变的情况.
2 端头井的计算
在地铁结构中,端头井(也称作盾构工作井)作为地铁区间隧道施工时供盾构拼装、拆卸或掉头的空间,是典型的空间结构(图1).端头井需要满足盾构施工要求(如净空要求、吊装净尺寸要求及掉头空间要求等),大部分情况下必须在施工过程中,在楼板预留吊装孔(如始发井),或者端头井内框架柱和框架梁必须后浇(如掉头井).地铁车站标准段一般为狭长型,以平面变形为主,因此标准段可以按平面框架进行受力分析计算[1].
,支撑结构一般采用斜向布置,支撑长短不一,变形的大小也不尽相同,,特别是在转角处,“L”型、“T”型和“Z”型墙幅同时呈现出弯曲和扭曲的情况.
当结构楼板有大开洞的情况时,楼板无法对侧墙提供支撑,,并在楼板开洞处对应的侧墙位置设置水平框架梁,水平框架梁和壁柱共同组成壁式框架与纵横向的框架梁形成支撑结构,形成侧向放置的楼盖.
当端头井内框架柱必须后浇时,对于顶板结构,因框架柱浇筑以前已经存在较大覆土荷载及地面车辆荷载,对顶板框架梁和板的设计提出了较高要求;对于底板结构,因水反力尚未形成,可以考虑将部分底板框架梁下翻,预留箍筋连接器,待框架柱后浇时同时施工底板框架梁上翻部分.
平面框架计算的方法无法完成端头井的特殊受力计算要求,一般采用的计算工具均为有限元软件,如SAP和ANSYS等.

一般的地铁结构均分为围护结构和主体结构两部分,按照围护结构的不同可以分为密排桩围护(如钻孔灌注桩排、人工挖孔灌注桩排及SMW工法等)和板桩围护(如连续墙等).在目前设计中,围护结构基本上均作为主体结构的一部分参与整体受力.
a. 当围护结构与内衬墙结合面粘结好,能承受剪力时,采用复合墙计算法,墙体计算厚度取内外墙厚度之和,如连续墙围护.
b. 当内外墙之间设有防水层或两者结合差, 不能传递剪力时,按重合结构计算,但要考虑围护结构与内衬墙之间有、无地下水压力工况,如密排桩围护.
密排桩围护受力较为简单,,由于在内外墙之间存在剪应力,使得结构受力状态有较大改变,作者主要针对连续墙围护的端头井计算.
对于连续墙围护结构,当采用柔性接头时,,无论对于侧墙结构还是壁柱或是水平框架梁,当背土面结构受拉时(正弯矩),接头为受压状态,此时的构件截面为全截面,