考虑冗余度的管廊施工支护结构优化设计

发布时间：2021-01-01 18:04

　　针对传统管廊施工支护结构优化设计方法存在支护安全稳定性差、工程造价较高的问题,设计一种考虑冗余度的管廊施工支护结构优化设计方法,根据基坑挖掘深度与支护结构变形之间的关系,计算支护结构变形的地表坑外最大沉降值与最大位移。构建管廊施工支护结构有限元模型,利用该模型模拟管廊施工支护结构。根据具体数值模拟结果,制订冗余度管廊施工支护结构实施优化设计方案,实现管廊施工支护结构优化设计。经试验验证,所提方法用于管廊施工支护结构优化设计后,与文献方法相比,能显著提升管廊施工支护结构的最大弯矩,增强支护受力结构的稳定性,且工程造价最低。 

【文章来源】：粉煤灰综合利用. 2020年05期

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

函数关系图

沿基坑旁的建筑对支护桩进行布置，对支护结构的间距规格、桩长、冠梁截面、圈梁截面、支撑截面、连杆截面、内支撑、立柱型钢格构钢截面、斜撑钢格构钢截面进行设置，从而构建管廊施工支护结构有限元模型的斜撑钢格构钢梁单元、立柱单元、混凝土圈梁单元、混凝土冠梁单元、支护桩单元、内支撑单元[13]。模型的具体网格划分如图2所示。利用MIDAS?GTS软件对管廊施工支护结构有限元模型实施有限元数值模拟[14]。

为了验证本文设计的考虑冗余度的管廊施工支护结构优化方法的支护安全稳定性，分别采用本文方法、文献[1]方法、文献[2]方法优化设计后支护受力结构，以及未优化前的最大弯矩和最大锚支撑力进行对比，对比结果如图3、图4所示。分析图3各条曲线可知，3种方法优化后支护受力结构的最大弯矩排序为:本文方法>文献[1]方法>文献[2]方法，且均优于未优化前，说明3种方法均可对管廊施工支护结构进行优化设计，但本文方法的优化程度较高，能显著提升管廊施工支护结构的最大弯矩，增强支护受力结构的稳定性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊层次分析法的北京西山基坑工程支护方案选择研究[J]. 卢瀚,张勇,程英建.  结构工程师. 2019(02)
[2]高应力下大型硬岩地下洞室群稳定性设计优化的裂化–抑制法及其应用[J]. 江权,冯夏庭,李邵军,苏国韶,肖亚勋.  岩石力学与工程学报. 2019(06)
[3]石头坪景区高边坡稳定性有限元分析及支护措施优化研究[J]. 王江荣,欧国海,梁永平.  工业安全与环保. 2019(03)
[4]深基坑支护开挖对临近地铁隧道结构的影响分析研究[J]. 章润红,刘汉龙,仉文岗.  防灾减灾工程学报. 2018(05)
[5]沿空留巷围岩受力变形特征及其支护优化设计[J]. 张宇,陈占清.  煤炭工程. 2018(10)
[6]基于HSS本构模型的瓯江特大桥钢板桩围堰数值模拟[J]. 范大波,王金昌,李兴东,范大军.  科技通报. 2018(09)
[7]复杂地下空间结构中综合管廊优化设计探讨[J]. 夏洪薇,郭路伟,龙博.  中国给水排水. 2018(16)
[8]岩质隧道开挖最大径向位移的室内模型试验[J]. 刘少峰,朱平华,胡坤,苏永华.  中国矿业大学学报. 2018(04)
[9]基于能量平衡的厚层软弱顶板巷道支护技术研究[J]. 马振乾,陶春梅,左宇军,吴桂义,刘萍.  采矿与安全工程学报. 2018(03)
[10]桩及桩板墙加固路基边坡的对比室内模型试验研究[J]. 蒲建军,梁庆国,刘璐,刘贵应.  工程地质学报. 2017(06)



本文编号：2951746