2.3 钢支撑材料选择
U U_0@V< 钢支撑是隧道复合式衬砌的重要组成部分,常见
M,H8ZO:R 的钢支撑有钢拱架和钢格栅。虽然作用相近,但钢拱
>]~581fYf 架和钢格栅两种支撑结构在经济、刚度、承载力等方
,nteIR'?? 面存在明显差别,本文在超大跨径隧道断面情况下比
*b) (-#w3 较了二者的性能差异。
$mGzJ4& 2.3.1 计算概况
C<^i`[&P$ 分别采用工字型钢拱架和钢格栅两种结构作为钢
L1RD`qXu. 支撑,对莲塘隧道开挖和支护过程进行二维模拟,分
j? BL8E' 析开挖后围岩的稳定性和网喷混凝土的受力状况。分
Q;3`T7 别选用I20b 型工字型钢支撑和Φ28 钢格栅,按间距
n>.@@ 0.5m/榀布设钢拱架。
o!UB x<4 2.3.2 计算结果与结论
]}g\te 不同钢拱架布设方案支护施做后的拱顶最大沉降
j13-?fQ& 见表7。
X2Ak 表7 隧道拱顶最大沉降
h7E?7nR Tab.7 Maximum settlement value of tunnel vault
j67a?0<C2U 钢支撑类型 拱顶最大沉降(mm)
8` +=~S I20b 型工字钢 2.552
#(614-r/ Φ28 钢格栅 2.563
<Y"RsW9 不同钢拱架布设方案支护施做后围岩的塑性区分
kQ\ $0=6N9 布见图11、12:
ZXQ5fBx 图11 喷混—钢格栅支护施作后围岩的塑性区分布图
(9%?ik Fig .11 Distribution of plastic zone after shotcrete-steel grating
}~@/r5Zl supporting
G]aey>) 图12 喷混—型钢拱架支护施作后围岩的塑性区分布图
zy$jTqDH Fig .12 Distribution of plastic zone after shotcrete-steel arch
p4z4[=-: supporting
>WLX5i& 从表7 和图11、12 中可以看出两种钢支撑支护形
q("XS 式对初衬的刚度及强度的影响并不大,并且塑性区的
xW) 分布和发展情况相似。
QoxYzln 相比工字钢而言,钢格栅与混凝土的接触面积大、
Nxe1^F33 粘结效果好,两者能够共同变形、协同受力,结构不
ASy?^Jrs5 会出现收缩裂缝;其拱架间空隙大,喷射混凝土不容
!8UIyw 易出现较大的空洞现象;并且其钢格栅重量轻,制作
H1U$ApD 简单,运输和安装方便,工程造价低,经济性较好。
ZskX!{ 因此,建议选取钢筋格栅联合喷射混凝土及锚杆作为
V6dq8Z"h 超大断面隧道(围岩较好情况,对初始强度及刚度要
p}pRf@(`\ 求不高)的初期支护较为合适。
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