[发明专利]一种下穿施工的新建车站垂直荷载获取方法及施工方法

权利要求书

1.一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取既有车站下方中夹土的地质参数和新建车站的结构参数；

根据获取的中夹土的地质参数和新建车站的结构参数，结合预先建立的新建车站顶部压力计算模型得到新建车站的顶部所受的垂直荷载；

新建车站顶部压力计算模型根据中夹土沉降计算模型、既有车站挠度计算模型和既有车站拱顶荷载值得到。

2.如权利要求1所述的一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法，其特征在于，新建车站顶部压力计算模型的获取方法的具体步骤为：

获取既有车站拱顶荷载计算模型及中夹土荷载计算模型，并根据中夹土荷载计算模型得到中夹土沉降计算模型；

预先获取既有车站的结构参数，根据获取的结构参数获取既有车站挠度计算模型；

根据中夹土沉降计算模型、既有车站挠度计算模型结合既有车站上下方力学平衡关系及既有车站拱顶所受荷载值得到中夹土荷载计算模型中的设定系数值；

根据获取的设定系数值得到新建车站顶部压力计算模型。

3.如权利要求2所述的一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法，其特征在于，将中夹土和既有车站设定为半无限弹性地基梁模型，将半无限弹性地基梁模型的设定尺寸数值带入中夹土沉降计算模型、既有车站挠度计算模型以及车站拱顶荷载计算模型，结合既有车站上下方力学平衡关系以及既有车站拱顶所受荷载值，得到中夹土荷载计算模型中的设定系数值。

4.如权利要求2所述的一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法，其特征在于，根据太沙基理论结合夹土计算模型中的设定系数值，得到新建车站顶部压力计算模型。

5.如权利要求1所述的一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法，其特征在于，中夹土沉降计算模型的获取方法为：

设定中夹土为半无限弹性地基梁模型，根据胡克定理，得到任一点相对于中夹土的半无限弹性地基梁模型中点的相对沉降计算模型，结合挠曲线微分方程得到中夹土荷载计算模型，根据中夹土荷载计算模型得到中夹土沉降计算模型。

6.如权利要求5所述的一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法，其特征在于，根据相对沉降计算模型和挠曲线微分方程得到四阶积分计算模型，采用级数法，四阶积分计算模型展开为幂函数模型，对幂函数模型进行简化，得到中夹土荷载计算模型。

7.如权利要求1所述的一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法，其特征在于，车站挠度计算模型的获取方法为：

根据车站拱顶荷载计算模型得到既有车站任一点的弯矩计算模型；

根据弯矩计算模型结合挠曲线近似微分方程，得到转角计算模型，根据转角计算模型得到包含常数项的挠度计算模型；

根据包含常数项的挠度计算模型结合边界条件，得到既有车站挠度计算模型。

8.如权利要求1所述的一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法，其特征在于，地质参数包括土体的厚度、弹性模量、泊松比、重度和摩擦系数，既有车站和新建车站的结构参数包括车站的弹性模量、惯性矩和尺寸。

9.如权利要求1所述的一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法，其特征在于，既有车站拱顶荷载值根据既有车站结构参数和上方土体地质参数获取。

10.一种下穿施工的新建车站的施工方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的方法获取新建车站所受的垂直荷载，根据得到的垂直荷载确定支护方案，新建车站施工时利用确定的支护方案施工支护结构。