【碩士】地鐵車站洞樁法施工過程力學(xué)機理分析【2007】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：北京交通大學(xué)　　學(xué)位年度： 2007年　　北京地鐵車站目前已經(jīng)逐漸興起洞樁法施工，這是一個將傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)施工方法和暗挖法進行有機結(jié)合起來的新型方法。洞樁法在提前施作好的邊樁、中柱和拱部初支的保護下，暗挖土體并施作二襯結(jié)構(gòu)。與過去所采用的淺埋暗挖法相比，洞樁法施工靈活，能較好的控制地表沉降，滿足城市復(fù)雜的工程環(huán)境的要求，具有很大的技術(shù)優(yōu)勢?！　〉?，由于對洞樁法三個具體工法即順作、局部順作和逆作存在著一些認識上的模糊，同時施工過程中圍巖體已經(jīng)形成的力學(xué)平衡多次被改變，與二次襯砌結(jié)構(gòu)共同變形重新達到新的平衡，使得圍護結(jié)構(gòu)、二次襯砌結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換復(fù)雜，造成一系列的工程問題，因此需要對其進行深入研究并引起足夠重視。　　本文將主要研究如下內(nèi)容：　　一、通過結(jié)合北京典型地質(zhì)條件和洞樁法標準截面結(jié)構(gòu)尺寸，建立有限差分法三維計算模型，即所謂地層．結(jié)構(gòu)模型計算，對洞樁法施工進行全程力學(xué)分析，著重關(guān)注圍巖應(yīng)力、地表沉降和塑性區(qū)在三種具體工法中的不同變化過程，比較三種工法的優(yōu)劣和結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換的主要控制階段，并且重新審視設(shè)計工作中的支護理念，讓新奧法的優(yōu)點能切實的展現(xiàn)出來，如：極力防止圍巖松動；讓圍巖巖體作為隧道承載的主要部分充分發(fā)揮作用。　　二、由地層．結(jié)構(gòu)模型計算結(jié)果可以得出的諸多數(shù)據(jù)，均表明負二層開挖是各個值變化最大的階段，并得出對拱部結(jié)構(gòu)影響的三個重要階段：負一層結(jié)構(gòu)施作完畢、負二層開挖、負二層結(jié)構(gòu)施作完畢，以此為依據(jù)，進行荷載．結(jié)構(gòu)模型的計算，目的是想確認局部順作和逆作中這三個階段拱部二襯的內(nèi)力變化情況，結(jié)果顯示與地層．結(jié)構(gòu)模型計算結(jié)果基本一致，即負二層的土體己開挖、結(jié)構(gòu)完成之前這一階段對拱部二襯最為不利，彎矩值最大。　　三、為了能改善二襯受力性能，避免或減小施工階段出現(xiàn)裂縫，有必要進行優(yōu)化方案的設(shè)計。由保持住拱形形狀可以減小彎矩的這一思路而提出了在二襯兩個邊拱拱腳設(shè)置鋼筋拉桿以限制拱腳向外滑移的方案。這一方案在荷載-結(jié)構(gòu)模型的驗算下{導(dǎo)到一定的驗證，使施工過程更為可靠。對今后在不同的工程條件下采用淺埋暗挖洞樁法設(shè)計和施工具有一定的理論指導(dǎo)意義。　　

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