[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

说明书

本发明涉及一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法及施工方法，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、车站挠度计算模型和既有车站拱顶荷载值得到，采用本发明的方法能够从理论上获取新建车站所受垂直荷载，便于对新建车站的支护设计进行指导，保证了工程进度。

技术领域

本发明涉及轨道交通工程技术领域，具体涉及一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法及施工方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前地铁施工过程中，新开线路与既有线路相交的情况屡屡出现，其中不乏新建车站与既有车站互为换乘车站的情况，但换乘车站施工环境更为复杂，因为目前一般都会采用新建地铁车站暗挖近距离下穿既有车站的修建方法。在下穿施工设计时，新建洞室上方会受到来自既有车站和中夹土的附加荷载作用，如果不根据上部传来的附加荷载进行新建洞室支护设计，若是衬砌等支护力不足的话，就会降低既有车站的稳定性，引起车站下沉。对此，应该确定附加荷载的计算方法，并以此来设计下部隧道的支护结构以及辅助支护结构，比如衬砌和管棚等。但目前新建洞室所受荷载的计算方法多是在上方没有既有车站的情况下提出的，针对近距离下穿既有车站工况，新建车站的结构设计工作多采用经验确定，缺乏相应的理论支撑，未有针对近距离下穿既有车站这一特殊情况下新建车站的受力计算方法，严重影响了施工进程。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法，为新建车站的支护方案设计提供了理论支撑，保证了施工进程和工程的安全性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案

本发明的实施例提供了一种下穿施工中新建车站垂直荷载获取方法，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、车站挠度计算模型和既有车站拱顶荷载值得到。

可选的，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车站挠度计算模型；

根据中夹土沉降计算模型、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。

可选的，将中夹土和既有车站设定为半无限地基梁模型，将半无限地基梁模型的设定尺寸数值带入中夹土沉降计算模型、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荷载数值，得到中夹土荷载计算模型中的设定系数值。

可选的，根据太沙基理论结合中夹土荷载计算模型及中夹土荷载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。

可选的，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。