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混凝土连拱式组合拱结构

288 2021-11-03 13:25:34

连拱式组合拱结构是在桩墙式围护结构的基础上重新排列发展而成的一种新的围护结构型式,但它有别于桩墙式围护结构,完全是一种新的概念∶不仅受力合理,而且有更好的截面效能。它的刚度和强度比相同质量的桩(墙)式结构大得多。在不加撑锚条件下比桩墙式结构能支护更深的基坑。其经济效益也很显著。1.连拱式组合拱结构构造及工作原理连拱式组合拱结构的构造如图9.2-14所示。

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连拱式组合拱结构由大直径的钢筋混凝土钻孔灌注桩(拱脚支持桩)和小直径灌注桩排列呈拱型共同组合成一个组合截面,拱截面内各桩之间的间隙用高压旋喷桩加固,一方面可以加固桩间土使其在受力过程中能传递压力。另一方面也可作为止水帷幕。桩顶部用钢筋混凝土圈梁连接成整体。如果开挖深度较大,可沿深度方向适当距离增加钢筋混凝土加劲肋,详见图9.2-15。

连拱式组合拱结构的工作原理是将桩墙式结构的垂直受力状态转化为拱结构的水平受力状态,即将垂直于拱截面的水土压力产生的弯拉力转化为没拱轴方向的轴压力,因而可以利用混凝土受压强度高的特性,充分发挥材料的作用。在竖直方向虽然仍存在剪力和倾覆力矩,但可由拱的空间效应——调整跨度或矢高和被动区土压力来平衡。如果开挖深度过深,而提高拱矢高 f有困难时(场地限制),也可在拱脚大桩适当加设支撑以平衡水土压力引起的不平衡力。

2.连拱式组合拱结构的设计计算

工程实践中仍将空间结构简化为平面结构计算。分两部分∶其一为水平向计算,主要计算由小直径桩组成的拱截面的内力和应力以及拱传给拱脚桩的力系;其二为竖向计算,主要计算组合拱作为悬臂构件在竖向水土压力作用下的内力、强度和稳定性。

取一构造单元作为计算单元,计算图示详见图9.2-16a。小直径灌注桩组成的不规则拱截面可换算为相同截面积的等厚度连续拱截面,见图 9.2-16b。

求出组合拱的截面积、截面惯性矩、抗弯截面模量,然后根据竖向计算的数据,对截面进行强度、变形和稳定性验算。

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