直墙圆拱明洞衬砌计算

(整期优先)网络出版时间:2018-06-16
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直墙圆拱明洞衬砌计算

王德银

吉林省东丰县城建局(退休)高级工程师吉林东丰136300

摘要:目前国内外直墙圆拱明洞衬砌常计算采用CH纳乌莫夫法,因其无拱圈轴线数学表达式,故只能求得内力的近似值。本文在拱圈轴线参数方程的基础上用直接积分法,首次研究出求衬砌的形变位、载变位及内力的精确值,供同仁参考应用。

一、概述

荷载不对称结构不对称(包括对称结构),这种衬砌简称为明洞。对称荷载对称结构衬砌计算,已在参考文献1中詳细阐述了。本文只对明洞的计算方法进行论述。

目前国内外明洞计算采用C?H?纳氏法较多,纳氏法求得衬砌内力为近似值。

本文在参考文献1给出拱圈轴线参数方程的基础上,用直接积分法,可求得形变位,载变位和内力的精确值。

衬砌静力计算时,拱圈按弹性拱,边墙按弹性地础梁分别计算,但考虑它们之间相互影响,本文只討论拱圈的计算。

2.正则方程

将衬砌从顶点切开,顶点有三个未知力,即弯矩X?,轴向力X?和剪力X?。

使拱圈成为三次超静定结构的悬臂曲梁。如图—1所示。

B段拱圈

垂直三角形荷载作用下内力计算同参考文献1。

側向荷载作用下内力计算:

側向水平均布荷载和側向水平三角荷载内力计算同参考文献1

側向垂直均布分力和垂直三角形荷载分力计算同参考文献1。

参考文献:

[1]王德银,《直曲墙圆拱衬砌计算研究》,哈尔滨:哈尔滨出版社,2016年。

[2]铁道部第二勘测设计院设计处隧道组,第七勘测设计队编,北京,人民铁道出版社,1972年。

[3]湖南大学数学力学系工程力学教研组,《结构力学》,北京,人民教育出版社,1961年。