地铁施工中钢支撑受力及变形因素的分析_人体下支撑稳定的因素及其方法
时间：2019-05-17 03:28:57 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】： 科学地采用予加轴力的钢支撑，对保护环境、节约造价和缩短工期具有明显优势。但钢支撑的采用，必须具备钢支撑加工和安装的技术条件，并需要一定的施工经验。钢支撑应力变化主要来自基坑开挖深度的变化下，土体对基坑围护结构压应力的变化，在不同阶段各道撑所受应力有增大或减小的变化。
关键词：钢支撑；受力；温度应力；变形
【 abstract 】 : the science to add axial force of steel support, to protect the environment and save cost and shorten the construction period has obvious advantages. But steel support adoption, and must be able to support the processing and installation of steel technology conditions, and need certain construction experience. Steel support the stress changes from the main pit excavation depth change, the foundation soil retaining structure of compressive stress changes in different stage each word stress support have increase or decrease the changes.
Keywords: steel support; Stress; Temperature stress; deformation
中图分类号：U231+.3 文献标识码：A文章编号：
一、钢支撑的受力特点
支撑体系在软弱地层的基坑工程中，支撑结构是承受地下墙所传递的土压力，水压力的结构体系。支撑结构体系包括围檩、支撑、临时立柱及其他附属构件。
挡土的应力传递路径是：围护结构→围檩（冠梁）→支撑，本工程采用钢支撑体系，垂直对称布置。适用于长条形基坑，其特点为安装、拆除施工方便，可周转使用，支撑中可预加应力，可调整轴力而有效控制围护墙变形；其施工工艺在基坑施工中是技术要求较高的一项技术工艺，如节点和支撑结构处理不当，施工支撑不及时不准确，会造成基坑失稳。
二、钢支撑的应力变化规律
钢支撑在基坑不同阶段所受内力是不同的，由于基坑开挖深度的增加钢支撑逐渐架设。本工程中二号线横撑的轴力监测从8月13日加设第一道支撑开始，轴力最大达到60~70吨力，之后轴力值随基坑的开挖逐渐增大，在8月21日挖至二道撑下时，轴力达到75~95吨力；在架设二道撑后，由于二道撑的作用，使第一道撑的作用力有所减小，并随着三、四道撑的施加第一道撑轴力的增加就不十分明显。
三、钢支撑受温度的影响
由于钢支撑自身受物理变形的影响，产生热胀冷缩的变化，从而支撑应力也会随着温度发生数值变化，尤其在较长的支撑中更加明显。
本工程在1号线南端基坑施工45m宽基槽施工中，架设钢支撑长度达到45m，6月19日当第一道支撑架设完成后，通过钢支撑轴力计监测发现钢支撑上下午的数值差异很大，轴力差距达到12吨力，由于该处基坑距金禧大酒店仅有6m，因而引起高度重视，增加监测频率由上下午各一次改为每日4次，在量测过程中详细记录钢支撑温度，并对钢支撑受温度变化引发的变形加以计算。
（1）计算
a.计算参数的选取由相关规范及设计要求确定
b.钢支撑温度应力
西南角钢支撑属于超静定结构，因此在温度变化时将产生内力及温度应力形式见（图5.5-4）。
参照计算简图设想拆除右端支座，允许杆件自由胀缩，当温度变化为ΔT时，钢支撑的温度变形为ΔIT=αΔT×1（b）
然后再在右端作用RB，杆件因RB而产生的缩短是Δl=RBl/EA（c）
实际上，由于两端直接作用在维护结构上，钢支撑长度几乎没有变化，必须有ΔlT=Δl（d）
将（b）、（c）代入上式，得αΔT*1=RBLl/EA
可得：RB=EaαΔT
温度应力：δT=RB/A=αEΔT=12×10-6×206×103=19.776N/mm2
则由于温度变化致使钢支撑轴力增加值为
ΔN=δT×A=19.776×25760.56=509440.83N=51t
说明：温度对于钢支撑内部应力影响非常大，此计算仅为理论值，具体温差应以实测值为准。
c.钢支撑在轴力60t时强度、刚度、稳定性的验算（按轴心抗压考虑）
抗压强度
δ=N/A=60×104/25760.56=23.29N/mm21/1000（即初始挠度为13.5mm）
可见不能满足按轴心抗压构件整体稳定性计算的前提假设，必须按压弯构件验算。
f.钢支撑在轴力60t时强度、刚度、稳定性的验算（按压弯构件考虑）
强度
N/A+M/ιWn=600000/25760.56+86.42×10000/（1.15×2830980.04）=23.56N/mm2
压弯强度满足要求。
刚度
压弯构件的刚度验算和轴心受力构件刚度验算的方法相同。
Ιmax=L/i=18.5/0.207241=89.27
