地下管廊可調(diào)式支架的計算原理
圖3-1平面剛架計算模型 圖3-2 U鋼支架的搭接
較前節(jié)概 述

綜合管廊支架

綜合管廊成品支架

地下管廊可調(diào)式支架由于結(jié)構(gòu)簡單，具有較好的縮動性能，對動壓的適應性強，在國內(nèi)外得到廣泛的應用。但到目前為止，對U型鋼可縮性支架的設計、選用及其參數(shù)的確定仍然停留在經(jīng)驗 上，對地下管廊可調(diào)式支架的力學分析一般只能作一些定性的分 析，有的文獻也試圖進行定量計算，將U型鋼可縮性支架簡化成為一平面剛架，按剛性支架計算模型進行設計計算，例如對直腿半圓拱型鋼可縮性支架簡化成如圖3-1所示的平面剛架計算簡圖，然后用第二章的剛性金屬支架計算模型進行計算。

實際上，一個地下管廊可調(diào)式支架是由若干段U型鋼裝配而 成。一段U型鋼與另一段U型鋼采用搭接，用卡纜連接起來， 如圖3-2所示。
正是由于這些搭接段，地下管廊可調(diào)式支架能夠在一定的條件下實現(xiàn)縮動。而前面介紹的平面剛架計算模型忽略了搭接部分的存在，這種簡化存在著以下的問題：(1) 搭接部分是由兩節(jié)U型鋼的端部與卡纜組成，因此搭 接部分的剛度、強度與單節(jié)U型鋼有很大的不同，其計算結(jié)果 與實際情況有較大的差異，不能反映實際情況。

(2) 這種平面剛架模型不能計算出卡纜的受力大小，因而也不能對卡纜進行內(nèi)力和強度計算。

(3) 這種計算模型不能反映卡纜預緊力產(chǎn)生的支架內(nèi)力。

(4) 不能定量分析支架的縮動條件和縮動后的支架的內(nèi)力變 化。

因此，U型鋼可縮性支架的力學計算應提出一種能包含搭接 部分在內(nèi)的計算簡圖。

第二節(jié)U型鈉可縮性支架計算簡圖

對U型鋼可縮性支架進行力學計算與分析的目的是：計算支架各桿件的內(nèi)力，包括卡纜、縲栓的內(nèi)力，以便進行支架選 型、設計和支架強度以及德定性驗算；研究支架在與圍巖相互作 用中，即在外荷載作用下卡纜及搭接部分的力學行為，以便研究 支架的縮動性能及承載能力達到優(yōu)化支架形式及支護參數(shù)的目 的。

地下管廊可調(diào)式支架所受的荷載包括以下幾部分：

(1) 圍巖對支架產(chǎn)生的主動壓力，即由于圍巖的變形、破壞 產(chǎn)生的對支架的壓力。

(2) 圍巖對支架產(chǎn)生的彈性抗力，由于支架在外荷載作用下 產(chǎn)生變形，圍巖約束支架的變形產(chǎn)生的彈性約束力。

(3) U型鋼可縮性支架安裝時，必需擰緊卡纜，因而對支架 產(chǎn)生預應力。

(4) 地下管廊可調(diào)式支架在外荷載作用下，當外荷載達到一定程度，支架產(chǎn)生縮動，因此產(chǎn)生相應的裝配應力。

以上荷載在進行U型鋼可縮性支架的力學分析時，都應該考慮進去。因此，如果簡單地應用圖3-1的計算簡圖，顯然是 不能考慮由于卡纜預緊力產(chǎn)生的支架內(nèi)力以及由于支架縮動產(chǎn)生 的裝配應力，也就不能討論卡纜預緊力對支架縮動的影響和支架 縮動后的承載能力等問題。