管廊電力支架計算原理
一、管廊電力支架的荷載問題
管廊電力支架是在開挖完成后架設的,因此支架所受荷載是圍巖變形或破壞過程中產生的。地下結構所受的荷載不同于地面一般結構物所受的荷載,地面結構物所受的荷載一般是確定的,而地下結構所受的荷載要比地面一般結構物所受的荷載復雜的多,它不但與圍巖力學、物理性質、圍巖原始地應力狀態(tài)、支架本身的力學特性有關,而且與管廊的施工方法,管廊電力支架的架設時間、架設方法和架設質量有關,要精確地確定有一定的困難。長期以來,對地下結構所受的荷載,人們通過大量地觀察和工程實 踐,在理論上作出某些簡化假定后,推導出便于應用的簡單的荷載計算公式。這些近于經驗的計算公式,在巖土工程中起了至關重要的作用。例如,普氏理論和泰沙基理論是根據松散體假設推導出來的地下結構荷載計算公式。
它的特點是計算公式 非常簡單,便于應用。然而,人們通過使用這兩種理論進行大量 地下工程設計和施工以后,發(fā)現它存在著不少缺點,其中主要 的是這些方法考慮因素較少,不能全面地反映地下工程荷載的影 響因素。近幾十年來,人們通過現場大量的試驗和統計尋找并確 定影響荷載的各種重要因素,并進行比較科學的分類,然后根據 分類悄況給出相應的荷載計算公式,這就是圍巖分類方法。用圍 巖分類方法確定支護所受的況,制定出本行業(yè)的圍巖分類方法。應當指出,至今為止,上述 散體地壓理論和圍巖分類方法兩類計算方法在地下工程結構的設 計中起到f重要作用。
管廊電力支架在荷載作用下產生變形,如圖2-1所示。 由于正常情況下支架與圍巖 密貼,圍巖約束支架的變形 產生了對支架的反作用力, 這一反作用力的大小與圍巖 和支架變形的大小有關,我 們將這種反作用力稱為彈性 抗力。由于彈性抗力是由支 架本身變形產生的,因而這 類荷載是一種被動荷載,這 是地下結構受力的一個重要 特征。