钢管混凝土拱架在地铁隧道中的应用研究-市政工程专业论文.docxVIP

论文题目：钢管混凝土拱架在地铁隧道中的应用研究 专 业：市政工程 硕 士 生：刘皓东 （签名） 指导老师：谷拴成 （签名） 摘 要 钢管混凝土结构具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、经济效益显著等优点， 该结构已在我国得到了广泛的应用，并在高层建筑、桥梁、地下结构及港口工程等建设 中取得了巨大效益。目前，国内外学者对钢管混凝土结构进行了大量研究，但是对钢管 混凝土拱架应用于地下工程支护方面的研究却很少，因此开展钢管混凝土拱架的研究具 有重要的理论意义和工程实用价值。本文对城市地铁隧道初期支护中的钢管混凝土拱架 进行了研究，主要包括以下几个方面： （1）以拱架的截面为研究对象，基于钢管混凝土结构典型 N N uo ??M M u 强度关 系曲线，推导适合钢管混凝土拱架的承载力计算公式。使用本文推导公式计算钢管混凝 土构件的极限承载力，将计算结果与相关文献的试验数据以及国家相应钢管混凝土规程 的计算结果进行比较，以验证本文推导公式的可靠性。 （2）由于岩土体质量和结构、地下水、洞室形状和尺寸、初始地应力等因素的影 响，作用在地铁隧道结构上的荷载形式是不同的。本文探讨了不同地质条件下作用在地 铁隧道结构上的荷载形式，并归纳总结相应荷载的大小计算方法。 （3）建立钢管混凝土拱架的内力计算模型，推导拱架各截面的内力计算公式。将 钢管混凝土拱架的计算看作平面问题，用荷载结构法对其进行研究得到内力计算表，为 钢管混凝土拱架的设计计算提供理论依据。 （4）以工程算例为研究背景，将钢管混凝土拱架与型钢拱架进行比较，当支护材 料都达到极限承载能力时计算二者的支护成本，通过计算说明钢管混凝土拱架优越的经 济性能。 钢管混凝土拱架作为一种新型地下结构支护形式具有广阔的发展前景。本文在已有 研究成果的基础上开展了对钢管混凝土拱架的研究，推导了适合钢管混凝土拱架的承载 力计算公式。研究结果对钢管混凝土拱架的设计计算和工程应用具有一定参考价值。 关 键 词：钢管混凝土；拱架；承载力；地铁隧道；荷载；支护 研究类型：应用基础研究 Subject : Study on Application of Concrete-filled Steel Tube Frames in Metro Tunnel Specialty : Municipal Engineering Name : Liu Haodong （Signature） Instructor : Gu Shuangcheng （Signature） ABSTRACT Concrete-filled steel tubes have been widely applied due to their excellent properties such as high strength,high ductility,construction convenience and cheap price,and have achieved great benefit in tall buildings,bridges,underground structures and port engineering. Domestic and overseas scholars have done a lot of concrete-filled steel tubes,but there is rarely research on concrete-filled steel tube frames which are used in underground support. Research concrete-filled steel tube frames has important theoretical signifiance and practical engineering value. Concrete-filled steel tube frames in primary support system of metro tunnel were studied in the paper.The main work includes: The cross section of concrete-filled steel tube frames is chosen to be studied. Bearing capacity formula of concrete-filled steel tube frames is derive based on the classic N N uo ??M M u curves of concrete-filled st