基于传递矩阵的平顶直墙地铁车站横向管棚受力变形计算方法研究

摘要

平顶直墙地铁车站PBA工法施工可以采用管棚先行支护.针对PBA法暗挖平顶直墙地铁车站密布横向管棚结构,通过总结管棚"荷载-梁模型"中弹性地基梁、简支梁、固支梁3种简化方法及其计算原理,以北京地铁19号线平安里站工程为背景,采用上述3种模型计算管棚受力变形,并与实测值进行比较分析,然后针对不同工程参数和地质参数进行受力变形影响分析.结果表明:1)弹性地基梁模型计算弯矩和跨中挠度处于固支梁模型和简支梁模型计算结果之间,其中弹性地基梁模型和简支梁模型计算结果较符合实测数据;但简支梁模型和固支梁模型无法体现导洞侧壁处挠度,且无法体现地层参数的影响以及钢管壁厚对受力的影响.2)最大弯矩值出现在简支梁的跨中,建议在设计时以简支梁模型计算跨中弯矩进行包络,以保证施工安全.3)开挖跨度和覆土厚度(荷载)对弯矩和挠度影响较大,其中跨度影响最大.4)基床系数和钢管壁厚对管棚弯矩影响较小,但对减小挠度有一定作用.