地下管廊可調(diào)式支架的計(jì)算原理
圖3-1平面剛架計(jì)算模型 圖3-2 U鋼支架的搭接
較前節(jié)概 述

綜合管廊支架

綜合管廊成品支架

地下管廊可調(diào)式支架由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較好的縮動(dòng)性能，對(duì)動(dòng)壓的適應(yīng)性強(qiáng)，在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。但到目前為止，對(duì)U型鋼可縮性支架的設(shè)計(jì)、選用及其參數(shù)的確定仍然停留在經(jīng)驗(yàn) 上，對(duì)地下管廊可調(diào)式支架的力學(xué)分析一般只能作一些定性的分 析，有的文獻(xiàn)也試圖進(jìn)行定量計(jì)算，將U型鋼可縮性支架簡(jiǎn)化成為一平面剛架，按剛性支架計(jì)算模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，例如對(duì)直腿半圓拱型鋼可縮性支架簡(jiǎn)化成如圖3-1所示的平面剛架計(jì)算簡(jiǎn)圖，然后用第二章的剛性金屬支架計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算。

實(shí)際上，一個(gè)地下管廊可調(diào)式支架是由若干段U型鋼裝配而 成。一段U型鋼與另一段U型鋼采用搭接，用卡纜連接起來， 如圖3-2所示。
正是由于這些搭接段，地下管廊可調(diào)式支架能夠在一定的條件下實(shí)現(xiàn)縮動(dòng)。而前面介紹的平面剛架計(jì)算模型忽略了搭接部分的存在，這種簡(jiǎn)化存在著以下的問題：(1) 搭接部分是由兩節(jié)U型鋼的端部與卡纜組成，因此搭 接部分的剛度、強(qiáng)度與單節(jié)U型鋼有很大的不同，其計(jì)算結(jié)果 與實(shí)際情況有較大的差異，不能反映實(shí)際情況。

(2) 這種平面剛架模型不能計(jì)算出卡纜的受力大小，因而也不能對(duì)卡纜進(jìn)行內(nèi)力和強(qiáng)度計(jì)算。

(3) 這種計(jì)算模型不能反映卡纜預(yù)緊力產(chǎn)生的支架內(nèi)力。

(4) 不能定量分析支架的縮動(dòng)條件和縮動(dòng)后的支架的內(nèi)力變 化。

因此，U型鋼可縮性支架的力學(xué)計(jì)算應(yīng)提出一種能包含搭接 部分在內(nèi)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。

第二節(jié)U型鈉可縮性支架計(jì)算簡(jiǎn)圖

對(duì)U型鋼可縮性支架進(jìn)行力學(xué)計(jì)算與分析的目的是：計(jì)算支架各桿件的內(nèi)力，包括卡纜、縲栓的內(nèi)力，以便進(jìn)行支架選 型、設(shè)計(jì)和支架強(qiáng)度以及德定性驗(yàn)算；研究支架在與圍巖相互作 用中，即在外荷載作用下卡纜及搭接部分的力學(xué)行為，以便研究 支架的縮動(dòng)性能及承載能力達(dá)到優(yōu)化支架形式及支護(hù)參數(shù)的目 的。

地下管廊可調(diào)式支架所受的荷載包括以下幾部分：

(1) 圍巖對(duì)支架產(chǎn)生的主動(dòng)壓力，即由于圍巖的變形、破壞 產(chǎn)生的對(duì)支架的壓力。

(2) 圍巖對(duì)支架產(chǎn)生的彈性抗力，由于支架在外荷載作用下 產(chǎn)生變形，圍巖約束支架的變形產(chǎn)生的彈性約束力。

(3) U型鋼可縮性支架安裝時(shí)，必需擰緊卡纜，因而對(duì)支架 產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。

(4) 地下管廊可調(diào)式支架在外荷載作用下，當(dāng)外荷載達(dá)到一定程度，支架產(chǎn)生縮動(dòng)，因此產(chǎn)生相應(yīng)的裝配應(yīng)力。

以上荷載在進(jìn)行U型鋼可縮性支架的力學(xué)分析時(shí)，都應(yīng)該考慮進(jìn)去。因此，如果簡(jiǎn)單地應(yīng)用圖3-1的計(jì)算簡(jiǎn)圖，顯然是 不能考慮由于卡纜預(yù)緊力產(chǎn)生的支架內(nèi)力以及由于支架縮動(dòng)產(chǎn)生 的裝配應(yīng)力，也就不能討論卡纜預(yù)緊力對(duì)支架縮動(dòng)的影響和支架 縮動(dòng)后的承載能力等問題。