竖井计算书概论Word文档下载推荐.docx
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杂色,成分为石英砂岩碎、块石,浅部多充填角砾或混粘性土,密实。
个别钻孔揭示呈块石或大块滚石,或块径0.5m~数米的岩块堆积体(块石取芯饱和抗压强度241~277MPa),底部揭示到破碎角砾、残坡积粘性土层(如SQJZ3-Ⅲ14-补10钻孔);
部分钻孔取芯断续出现3~10cm短柱、半圆状岩芯,或显示该地层块石含量高;
多数块状岩芯表面或裂隙面可见铁质渲染痕迹或见泥膜渲染。
该层在隧道通过地段分布情况如下:
右线隧道,右DK9+380(盾构位置)~右DK9+395,长度约15m(按左右线该层出露的情况估计,实际影响长度可能略有变化),相关钻孔依次为SQJZ3-Ⅲ14-补10、SQJz3-Ⅲ10-15、SQJZ3-Ⅲ14-补8,揭示碎、块石层顶高程+9.93~+4.2m,厚度4.4~14.3m。
左线隧道,左DK9+370(盾构位置)~左DK9+420,长度约50m,相关钻孔依次为SQJC3-Ⅲ10-7、SQJZ3-Ⅲ14-补01、SQJz3-Ⅲ14-补02、SQJz3-Ⅲ10-16、SQJz3-Ⅲ14-补03,揭示碎、块石层顶高程+14.89~+4.58m,厚度4.7~9.6m。
(13)粘性土混砾石(Qel+dl2)
褐红色,密实状态,混砾砂及石英质角砾,砾石含量约15~25%;
该层仅为SQJZ3-Ⅲ14-补10钻孔揭示,埋深27.2m,厚度3.4m。
(20c-1)强风化泥岩、泥质砂岩(S)
褐黄色、瓦灰色,岩芯呈土柱状,粘土化作用明显,夹碎块、片块状硬质风化岩块;
埋深14.5~45.0m,揭示厚度2.3~17.1米,靠王家湾古河道侧埋深大。
(20c-2)中风化泥岩、泥质砂岩(S)
褐黄色、褐灰色,岩芯呈短柱状、碎块状,部分呈长柱状,薄至中厚层状;
部分钻孔岩芯为砂质泥岩或泥质砂岩交互分布。
埋深16.8~51.8m,靠王家湾古河道侧埋深大。
(20d-1)强风化石英砂岩、砂岩(S)
灰色,岩芯呈角砾状,易钻,采芯率约35%;
该层仅为SQJZ3-Ⅲ14-补10钻孔揭示,埋深30.6m,厚度1.9m。
(20d-2)中风化石英砂岩、砂岩(S)
灰色,浅红色,岩芯多呈3~10cm短柱、半圆状,少量10~20cm短柱、柱状,部分呈3~8cm碎块状;
岩芯裂隙发育,较多裂隙面见铁质渲染痕迹,随深度增加岩芯裂隙侵染面相对减弱,取芯相对完整;
钻探深度内岩芯采芯率55~70%,RQD约10%,岩体完整性差呈破碎岩体。
埋深15.0~32.5m,岩面起伏较大,于墨水湖北路路口至王家湾方向约70m带宽地段呈近东西向分布。
暗挖隧道基底主要位于10-2粘土层、12-2碎块石层。
地基土层为中压缩性-中偏低压缩性土。
2.2区间范围土层及其物理力学参数
2.3场地地下水文
(1)根据含水层的岩性、埋藏条件、地下水的赋存条件、水力特征,场区地下水类型可分为上层滞水、第四系松散层孔隙水、基岩裂隙水等。
上层滞水主要赋存于人工填土中,无统一自由水面,接受大气降水和供、排水管道渗漏水垂直下渗补给,水量有限。
第四系松散层孔隙水主要赋存于砂砾层中,为本场区主要含水层。
从场地地貌特征及含水层分布、地下水补给情况,第四系松散层孔隙水赋存于汉阳高阶地王家湾古河道,主要位于勘区线路尾段,靠近王家湾车站附近。
汉阳王家湾古河道沿王家湾~十里铺一带与本路线垂直呈条带状分布、基岩质V型河槽。
钻探揭示含水层为含粘性土细砂(含砂质粉质粘土)及其下的中粗砾砂、卵石层,含水层埋深30~40米,最大厚度大于40m,含水层顶面在路线右AK9+570~AK10+288分布宽度约700~800m,向南微倾。
据前期勘察资料该地下水具有承压性,其承压水位标高约17.49m。
基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中,补给方式主要为上覆含水层的下渗补给,其水量及渗透性主要由基岩裂隙的密集程度及贯通性控制。
(2)地下水水质及腐蚀性评价:
根据相邻工程水质分析结果判断,地下水对混凝土结构有微腐蚀性;
对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。
2.4、地震基本烈度及抗震设防烈度
根据国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001,2008版)附录A第A.0.15条第2款和武震办[2007]4号文,武汉地区的建筑抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,所属设计地震分组为第一组。
按《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008),拟建工程抗震设防类别为重点设防类(乙类)。
地震作用按6度考虑,应按7度加强其抗震措施。
本区间段地震小区划分为ⅡB。
2.5、场地土类型与建筑场地类别
依据《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)进行场地土类型的判别,场区覆盖层中(10-1)层属中软土,(10-2)、(11-1)、(11-1a)层属中硬土。
根据各土层剪切波速测试分层统计结果及部分土层剪切波速经验值,依据《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)进行场地土类型的判别,场区覆盖层中(1-3)层属软弱土,(6-1)、(10-1)层属中软土,(10-2)、(11-1)、(11-1a)层属中硬土。
场地类别按铁路抗震规范采用场地计算深度内土层等效剪切波速Vse值,计算深度取隧道底以下10米,按表2.5.1进行划分。
表2.5.1场地类别划分标准
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Vse>500m/s
250m/s<Vse≤500m/s
150m/s<Vse≤250m/s
Vse≤150m/s
综合判定本场地类别为Ⅲ类场地,属可进行建设的一般场地。
3施工竖井结构设计
3.1结构形式
本竖井采用倒挂井壁法施工,井壁支护结构采用350mm(500mm)喷锚支护。
3.2结构计算
图3-1竖井剖面图
竖井结构计算平面简图如下图所示。
图3-2荷载平面计算简图
3.2.1断面1(取8.5m深平面)
1)内力计算结果
地面超载取20Kpa,工字钢型钢钢架竖向间距0.5m。
8.5m深侧压力静止土压力强度P0=0.5×
【0.5×
(8.5×
10+20)+10*8.5】=69kPa。
(按一榀钢架受力进行计算),取分项系数1.25进行内力组合。
型钢钢架采用工25b,内支撑采用工25b。
计算结果如下:
图3-3-1侧壁支护弯矩图
图3-3-2侧壁支护剪力图
图3-3-3侧壁支护轴力图
2)型钢钢架强度验算
设计值:
M=60.71KN.m,V=124.1KN,N=139.1KN,安全系数1.1
1输入数据
1.1基本信息
计算目标:
截面验算
截面受力状态:
复合受力状态
材料名称:
Q345
材料抗拉强度(N/mm2):
310.0
材料抗剪强度(N/mm2):
180.0
轴心力N(kN):
153.100
剪切力Fx(kN):
0.000
剪切力Fy(kN):
136.600
弯矩Mx(kN-m):
67.000
弯矩My(kN-m):
1.2截面信息
截面类型:
工字钢(GB706-88):
xh=I25b(型号)
截面抵抗矩
Wx1(cm3):
423.000Wx2(cm3):
423.000
Wy1(cm3):
52.400Wy2(cm3):
52.400
截面塑性发展系数
γx1:
1.05γx2:
1.05
γy1:
1.20γy2:
1.20
截面半面积矩
Sx(cm3):
247.900Sy1(cm3):
48.053Sy2(cm3):
44.928
截面剪切面积
Ax(cm2):
53.540Ay(cm2):
53.540
截面惯性矩
Ix(cm4):
5280.000Iy(cm4):
309.000
截面附加参数
参数名参数值
xh:
I25b(型号)
-------------------------------------------------------------------------
2分析结果
最大正应力σ:
179.445(N/mm2)
平均剪应力τ:
25.514(N/mm2)
Fx作用下的剪应力最大值τmax:
0.000(N/mm2)
Fy作用下的剪应力最大值τmax:
64.135(N/mm2)
注意:
本程序计算未考虑合成剪力最大剪应力值
|σ=179.4|≤f=310.0(N/mm2)|f/σ|=1.728满足
|τ=64.1|≤fv=180.0(N/mm2)|fv/τ|=7.055满足
3)内支撑强度验算
轴力设计值:
N=287.4KN,安全系数1.1
1.1基本输入数据
构件材料特性
Q235
构件截面的最大厚度:
13.00(mm)
设计强度:
215.00(N/mm2)
屈服强度:
235.00(N/mm2)
截面特性
截面名称:
工字钢型号:
I25b(型号)
缀件类型:
构件高度:
3.550(m)
容许强度安全系数:
1.10
容许稳定性安全系数:
1.2荷载信息
恒载分项系数:
1.00
活载分项系数:
活载调整系数:
是否考虑自重:
考虑
轴向恒载标准值:
287.400(kN)
轴向活载标准值:
0.000(kN)
偏心距Ex:
0.0(cm)
偏心距Ey:
1.3连接信息
连接方式:
普通连接
截面是否被削弱:
否
1.4端部约束信息
X-Z平面内顶部约束类型:
简支
X-Z平面内底部约束类型:
X-Z平面内计算长度系数:
Y-Z平面内顶部约束类型:
Y-Z平面内底部约束类型:
Y-Z平面内计算长度系数:
2中间结果
2.1截面几何特性
面积:
53.54(cm2)
惯性矩Ix:
5280.00(cm4)
抵抗矩Wx:
423.00(cm3)
回转半径ix:
9.94(cm)
惯性矩Iy:
309.00(cm4)
抵抗矩Wy:
52.40(cm3)
回转半径iy:
2.40(cm)
塑性发展系数γx1:
1.05
塑性发展系数γy1:
1.20
塑性发展系数γx2:
塑性发展系数γy2:
2.2材料特性
抗拉强度:
抗压强度:
抗弯强度:
抗剪强度:
125.00(N/mm2)
密度:
785.00(kg/m3)
2.3稳定信息
绕X轴弯曲:
长细比:
λx=35.71
轴心受压构件截面分类(按受压特性):
a类
轴心受压整体稳定系数:
φx=0.951
最小稳定性安全系数:
3.81
最大稳定性安全系数:
最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:
3.550(m)
最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:
0.000(m)
绕X轴最不利位置稳定应力按《钢结构规范》公式(5.1.2-1)
绕Y轴弯曲:
λy=147.92
b类
φy=0.315
1.26
2.4强度信息
最大强度安全系数:
4.01
最小强度安全系数:
4.00
最大强度安全系数对应的截面到构件顶端的距离:
最小强度安全系数对应的截面到构件顶端的距离:
计算荷载:
287.55kN
受力状态:
轴压
最不利位置强度应力按《钢结构规范》公式(5.1.1-1)
3分析结果
构件安全状态:
稳定满足要求,强度满足要求。
3.2.2断面2(取16m深开马头门前平面):
地面超载取20Kpa。
侧压力竖井底静止土压力强度P0=0.5×
(16×
10+20)+10*16】=125kPa。
型钢钢架采用工40b,内支撑采用工36b。
图3-4-1侧壁支护弯矩图
图3-4-2侧壁支护剪力图
图3-4-3侧壁支护轴力图
M=251.8KN.m,V=326.4KN,N=593.7KN,安全系数1.1
653.200
363.900
275.900
弯矩My(kN-m):
xh=I40b(型号)
1140.000Wx2(cm3):
1140.000
96.200Wy2(cm3):
96.200
678.600Sy1(cm3):
92.704Sy2(cm3):
84.891
94.110Ay(cm2):
94.110
22800.000Iy(cm4):
692.000
I40b(型号)
299.901(N/mm2)
38.668(N/mm2)
86.647(N/mm2)
|σ=299.9|≤f=310.0(N/mm2)|f/σ|=1.034满足
|τ=86.6|≤fv=180.0(N/mm2)|fv/τ|=4.655满足
3)内支撑验算
设计轴力值:
N=523.8,安全系数1.1
6.00(mm)
无缝钢管:
d=219(mm)
无缝钢管外直径[2t≤d]:
219(mm)
无缝钢管壁厚[0<t≤d/2]:
6(mm)
523.800(kN)
40.15(cm2)
2278.74(cm4)
208.10(cm3)
7.53(cm)
1.15
λx=47.12
φx=0.924
1.49
λy=47.12
φy=0.924
1.61
536.31kN
3.2.3断面3(取16m深开马头门后):
M=158.1KN.m,V=298.8KN,N=0KN,安全系数1.1
通过参考断面2计算结果,型钢钢架可满足要求。
N=514.1,安全系数1.1
8.00(mm)
8(mm)
7.600(m)
514.100(kN)
53.03(cm2)
2955.43(cm4)
269.90(cm3)
7.47(cm)
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- 竖井 计算 概论