圓形工作井計算公式.doc

唐凡 武漢市給排水工程設(shè)計院有限公司 430034 摘要：本文針對圓形沉井工作在頂力作用下的受力特點，采用土體對井壁的反力按向心余弦曲線分布在半圓上的計算假定，推導(dǎo)了結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析計算公式，并結(jié)合算例與現(xiàn)行計算手冊進行了比較。 關(guān)鍵詞：圓形沉井 頂管 工作井 結(jié)構(gòu)分析 Round in open caisson jacking force under the action of an internal force analysis TangFan wuhan city water supply and drainage engineering to design Co., LTD. 430034 Abstract: this paper work in open caisson round top force under the action of mechanical characteristics, use of the soil wall reverse force to the heart cosine curve distribution according to the calculation of the assumption in half, the paper derives the structural internal force analysis and calculation formula, and an example and current calculation manual are compared. Keywords: circular pipe jacking in open caisson work well structure analysis 1 前言 給排水工程中，圓形沉井構(gòu)筑物的管道采用頂管法施工時，一般利用沉井的井壁做頂管的后背。利用沉井井壁做后背時，其后背的土壓力分布圖形比較復(fù)雜，較合理的假定為空間曲面分布，在結(jié)構(gòu)近似分析中一般簡化為3種反力圖形：即向心均勻分布、三角形分布和正弦或余弦曲線分布。 采用向心均勻分布假定雖然結(jié)構(gòu)分析比較簡單，但和實際工況有較大的出入。本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上，采用土體對井壁的反力按向心余弦曲線分布在半圓上的計算假定，以期對圓形沉井工作井在頂力作用下的結(jié)構(gòu)分析有所改進。反力分布假定如圖1所示，其中圖1a為井體周圍的均勻土壓力，圖1b為圓形沉井在頂力作用下，頂力所引起的圓周向不均勻土壓力，圖1c為圓形沉井在頂力作用下，頂力所引起的垂直向不均勻土壓力。 3 算例 設(shè)計條件：一圓形鋼筋混凝土沉井的平均半徑=4.00m，沉井總高度H10.00m，壁厚06m頂管中心線距沉井刃腳踏面h300m，頂管最大頂力F3 000kN，地下水位算至地面標(biāo)高下10m，土的等代摩擦角 對于在頂管中心線上下各05m范圍內(nèi)的水平截條，根據(jù)上述計算方法，可得各截面下的內(nèi)力為(已考慮土的主動土壓力)： MA344453kNmm NA639788kNm MB=76960kNmm NB=533685kNm Me6451lkNmm Nc=569053kNm 根據(jù)給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊第638節(jié)井內(nèi)頂管時后背井壁計算”，與之相對應(yīng)的內(nèi)力為： MA926641kNmm NA=1 782053kNm MB205227kNmm NB1 640582kNm MC172029kNmm Nc=1 687739kNm4 結(jié)語 對頂管頂力作用的井壁，本文采用土壓力水平向按向心余弦曲線分布、垂直向按線性變化的計算假定，提出了圓形沉井在頂管頂力作用下的水平內(nèi)力計算方法，在一定程度上較好地模擬了圓形沉井作為頂管工作井時的實際受力情況。 通過計算實例可以看出，按照本文提出的計算方法進行水平內(nèi)力計算，和現(xiàn)行手冊中的計算方法相比較，更能夠使結(jié)構(gòu)設(shè)計安全、經(jīng)濟、合理。 在頂管施工中利用圓形沉井井壁作后背時，井后背的土壓力分布比較復(fù)雜，較合理的土壓力分布模式應(yīng)為空間曲面分布。隨著計算水平的提高和計算手段的進步，在考慮結(jié)構(gòu)和土體共同作用下的整體空間分析基