U型鋼可縮性地下管廊裝配式支架作為管廊巷道的主要支護(hù)方式之一,其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)圍巖作用于支架上的壓力達(dá)到一定值時(shí),支架產(chǎn)生縮動,縮動的結(jié)果使圍巖的壓力下降,避免圍巖的壓力大于支架的承載能力而破壞。因此,良好的縮動性能是U型鋼可縮性支架能否發(fā)揮可縮性特點(diǎn)的關(guān)鍵。通是在縮動之前失穩(wěn)和破壞,有的則是支架未承受多大的荷載就提前縮動。達(dá)不到應(yīng)有的效果,因此探討U型鋼可縮性支架的縮動條件,對支架縮動過程中內(nèi)力的變化情況進(jìn)行分析,以優(yōu)化設(shè)計(jì)支架形式,合理選擇支護(hù)參數(shù)(如卡纜預(yù)緊力,搭接部分的位置等)對避免支架的提前縮動、拒縮和不穩(wěn)定縮動,充分發(fā)揮U 型鋼可縮性支架承載能力有重要的意義。
第二節(jié)U型鋼可縮性裝配式支架搭接部分的傳力特點(diǎn)
U型鋼可縮性管廊支架搭接部分一般由上型鋼、下型鋼和卡纜組 成,而卡纜形式有多種多樣,典型的雙槽夾板卡纜是由上槽形 板、下槽形板和螺栓組成,如圖4-5所示。
圖4-5搭接部分結(jié)構(gòu)
U型鋼可縮性管廊支架搭接部分各構(gòu)件之間的傳力是比較復(fù)雜 的,但它又是支架縮動的關(guān)鍵,因此,研究其傳力特點(diǎn)是非常有意義的。搭接部分各構(gòu)件之間的傳力是空間問題,但如果將U型鋼可縮性支架作為平面問題研究,則搭接部分各構(gòu)件間的傳力可分為平面外傳力和平面內(nèi)傳力兩部分。為討論方便,這里分截面上傳力和平面上傳力兩種情況。
一、搭接部分地下管廊裝配式支架截面上的傳力特點(diǎn)
目前國內(nèi)生產(chǎn)的U也可分為三種,如圖4-6所示,圖中(a)是耳定位式卡纜, 即當(dāng)擰緊蜾栓后,卡纜的下槽形夾板與U型鋼橫截面上的腰耳接觸傳力;圖中(6)為腰定位式和腰底定位式卡纜。下面 討論”管廊支架型鋼及其卡纜是腰耳定位式樣情況。
圖4 – 7是腰耳定位式的7型鋼和卡纜夾板的受力情況。 從圖4-7看出,I型鋼與U型鋼、卡纜夾板與U型鋼的接觸力可分為兩種:一種是支架平面外的接觸力,即腰部接觸力r2; 另一部分是支架平面內(nèi)的接觸力,即耳部或底部接觸力,可表 示為為討論方便見,這里僅考慮搭接部分上端C點(diǎn)接觸力的情 況,對于下端有接觸力的情況,也有相類似的討論。
如果用VS表示上、下卡纜所受的拉力(或上、下卡 纜對U型鋼的壓力),T2分別表示上、下卡纜處兩支U型鋼之間的接觸力,若在U型鋼可縮性支架受力之前對卡纜施加有預(yù)緊力。