《号线龙华~云锦》PPT课件.ppt

上海轨道交通11号线北段工程 （龙华站云锦路站） 联络通道冻结法设计,中 煤 科 工 集 团 南 京 设 计 研 究 院 China Coal Technology & Engineering Group corp Nanjing Design & Reserarch Insititute,中煤科工集团南京设计研究院,,工程概况,,一、工程概况,旁通道处上、下行线盾构隧道里程为SDK38+450.000(XDK38+462.925),中心距为15.671m，上行线隧道中心标高-14.559m，下行线隧道中心标高-14.496m，地面标高约为+4.84m ，位于云锦路西侧绿地下方。 旁通道由与隧道钢管片相连的喇叭口和水平通道组成 ，采用水平冻结法加固地层，矿山暗挖法施工。 联络通道水平通道为直墙圆弧拱结构，通道采用两次衬砌，初次衬砌（钢支架喷射混凝土）厚度为200mm，通道的开挖轮廓高约为3.943m，宽约为3.300m（喇叭口处高约4.243m，宽约为3.900m）；开挖区标高范围为-12.896m-16.836m 。,一、工程概况,中煤科工集团南京设计研究院,,一、工程概况,中煤科工集团南京设计研究院,,中煤科工集团南京设计研究院,,一、工程概况,旁通道位置地层特征表,联络通道所在范围为灰色淤泥质粘土、 1a灰色砂质粉土,中煤科工集团南京设计研究院,,工程概况,中煤科工集团南京设计研究院,,二、冻土帷幕,1、冻土帷幕参数确定 根据联络通道埋置深度和旁通道位置土层性质，确定冻土帷幕厚度为：通道位置厚度1.9m，喇叭口位置厚度1.6m。 设计冻土帷幕平均温度10，设计取-10冻土的弹性模量和泊松比分别为90MPa和0.25，冻土强度指标为：抗压3.6MPa，抗折2.0MPa，抗剪1.5MPa。 静止侧压力系数，按0.7计算；土的平均重度取18.5kN/m3。,中煤科工集团南京设计研究院,,二、冻土帷幕,中煤科工集团南京设计研究院,,二、冻土帷幕,2、冻结孔布置： 冻结管采用89X8无缝钢管，共设冻结孔49个，其中冻结站对侧隧道布置7个。 设透孔4个，用于给冻结站对侧冻结管和冷冻排管供冷。冻结站对侧管片设5排冷冻排管，以保障冻土和管片交界面冻土温度和厚度。 冻结孔终孔间距：1.3m。,中煤科工集团南京设计研究院,,二、冻土帷幕,中煤科工集团南京设计研究院,,二、冻土帷幕,中煤科工集团南京设计研究院,,二、冻土帷幕,3、主要冻结技术参数,中煤科工集团南京设计研究院,,二、冻土帷幕,4、冻土强度验算有限元方法 喇叭口和水平通道冻土帷幕力学分析采用均质线弹性三维模型，其力学特性参数取冻土帷幕平均温度下的冻土力学特性值。根据旁通道对称性，取结构的1/4作为计算模型。,中煤科工集团南京设计研究院,,二、冻土帷幕,喇叭口1分布,喇叭口3分布,喇叭口位移分布,中煤科工集团南京设计研究院,,二、冻土帷幕,正常段1分布,正常段3分布,正常段位移分布,中煤科工集团南京设计研究院,,二、冻土帷幕,计算结果,二、冻土帷幕,中煤科工集团南京设计研究院,,5、冻土强度验算结构力学方法 模型简化,二、冻土帷幕,中煤科工集团南京设计研究院,,喇叭口计算结果,二、冻土帷幕,中煤科工集团南京设计研究院,,通道计算结果,二、冻土帷幕,中煤科工集团南京设计研究院,,计算结果汇总,二、冻土帷幕,小结： 综合有限元计算和经典结构力学计算两种计算方法可知：冻土应力峰值均小于冻土强度指标；喇叭口位置应力峰值安全系数偏小，相对较薄弱；节点最大位移扣除杆件压缩后均能满足相关规程要求。因此，设计采用厚冻结壁厚度1.9m（喇叭口1.6m），平均温度-10能够满足施工要求。,中煤科工集团南京设计研究院,,中煤科工集团南京设计研究院,,工程概况,三、临时支护结构,中煤科工集团南京设计研究院,,三、临时支护结构,1、旁通道内临时支架计算,计算采用北京中科院PKPM软件，按钢结构计算； 正常段支撑间距取0.60m ，喇叭口处支架计算单元间距为0.50m； 荷载根据旁通道冻结法技术规程规定，取水土压力的25%。,中煤科工集团南京设计研究院,,三、临时支护结构,中煤科工集团南京设计研究院,,正常段：,三、临时支护结构,中煤科工集团南京设计研究院,,喇叭口：,三、临时支护结构,木背板受弯构件的抗弯验算，采用东北落叶松，强度等级TC17，抗弯强度17MPa。取宽1m木背板验算，隧道内支撑间距600mm，型钢支撑间净间距：,按支架承担25水土压力计算，木背板上最大弯矩：,木背板内最大压（拉）应力：,中煤科工集团南京设计研究院,,3、木背板计算,中煤科工集团南京设计研究院,,工程概况,四、应急防护门,1、应急防护门形式,中煤科工集团南京设计研究院,,四、应急防护门,门顶处：,门底处：,则，,设计荷载：,式中： q计算水土压力，MPa； qt设计水土压力，MPa； k 冲击动力系数，1.3。,中煤科工集团南京设计研究院,,四、应急防护门,（b）门上连接螺栓强度的验算:,n=2057.020/97.92=21个，取44个，满足要求。,(c) 门框的对接焊缝强度计算,选用,大六角头8.8级高强螺栓，每个螺栓能承受的拉力为97.92kN，,则需要螺栓个数：,中煤科工集团南京设计研究院,,（a）门的强度验算,中煤科工集团南京设计研究院,,工程概况,五、预应力支架,1、预应力支架形式 在上、下行线隧道旁通道口两侧各架2榀预应力隧道支架，各榀钢支架间距2.40m，在旁通道两侧沿隧道方向对称布置。 每榀支架有8个支点，有6个OLD50螺旋千斤顶提供预应力，施加预应力最大为500KN。,中煤科工集团南京设计研究院,,五、预应力支架,中煤科工集团南京设计研究院,,五、预应力支架,2、预应力支架计算,结构计算简图,荷载图,应力比图,中煤科工集团南京设计研究院,,五、预应力支架,位移图,偏载下荷载图,偏载下应力比图,偏载下位移图,中煤科工集团南京设计研究院,,五、预应力支架,由pkpm位移计算可见，在最大荷载（每个节点受500kN）作用下，最大位移为1.9mm，可以满足变形要求。 通过计算，支架结构在正常荷载工况和偏载条件下均能满足要求。,中煤科工集团南京设计研究院,,中煤科工集团南京设计研究院,,工程概况,六、结论,通过有限元方法和结构力学计算，设计采用冻结帷幕厚度1.9m（喇叭口1.6m），平均温度-10能够满足施工要求。 临时支护结构和应急防护门能达到设计强度要求。 通过计算，隧道预应力支架在正常荷载工况和偏载条件下均能满足要求。,中煤科工集团南京设计研究院,,需要说明的几个问题,中煤国际工程集团南京设计研究院改名为中煤科工集团南京设计研究院； 取消维护冻结