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原文传递一种地下综合管廊抗浮结构及其抗浮验算方法

专利名称：	一种地下综合管廊抗浮结构及其抗浮验算方法
摘要：	本发明适用于综合管廊技术领域，提供了一种地下综合管廊抗浮结构及其抗浮验算方法。地下综合管廊抗浮结构包括设置在地下岩土体中的综合管廊箱型主体及布置其底板两侧的等长或不等长的压重板。综合管廊箱型主体及压重板均为钢筋混凝土结构，压重板与综合管廊箱型主体的底板同步浇筑，两者为一体结构。本发明的综合管廊箱型主体的底板两侧设置有压重板，可利用压重板上方土体自重来抵抗水浮力，相比于传统采用钻孔灌注桩、锚杆抗浮的方式，本发明具有更好的经济性和施工便利性，且稳定可靠，有效解决地下综合管廊的抗浮问题，此外，本发明所提出的抗浮验算方法不仅包括整体抗浮稳定性验算，还包括纵横向局部抗浮稳定性验算，可用于指导工程设计。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	深圳市综合交通设计研究院有限公司
发明人：	曹诗定;王伟;李军;韦彬;周倩茹;周华龙
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910528629.6
公开号：	CN110258630A
代理机构：	深圳市华腾知识产权代理有限公司
代理人：	彭年才
分类号：	E02D29/045(2006.01);E;E02;E02D;E02D29
申请人地址：	518000 广东省深圳市罗湖区田贝四路9号
主权项：	1.一种地下综合管廊抗浮结构，包括设置在地下岩土体中的综合管廊箱型主体，所述综合管廊箱型主体为钢筋混凝土结构；其特征在于，所述综合管廊箱型主体的底板两侧设置有等长或不等长的压重板，所述压重板也为钢筋混凝土结构，其与所述综合管廊箱型主体的底板同步浇筑，两者为一体结构。 2.如权利要求1所述的地下综合管廊抗浮结构，其特征在于，所述压重板为悬挑结构的压重板，压重板的顶面设置有横向受力钢筋，其底面设置有横向构造钢筋，所述压重板的顶面、底面均设置有纵向分布钢筋，所述横向受力钢筋、横向构造钢筋均伸入所述综合管廊箱型主体的底板内，并且，所述横向受力钢筋、横向构造钢筋伸入综合管廊箱型主体底板的长度满足锚固要求。 3.如权利要求2所述的地下综合管廊抗浮结构，其特征在于，所述压重板的悬臂端厚度不小于0.2m，所述压重板悬臂根部厚度根据所需压重重量要求及截面抗弯、抗剪强度经计算后确定。 4.如权利要求2所述的地下综合管廊抗浮结构，其特征在于，所述横向受力钢筋、横向构造钢筋的混凝土保护层的厚度不小于50mm。 5.如权利要求2所述的地下综合管廊抗浮结构，其特征在于，所述压重板沿所述综合管廊箱型主体纵向方向延伸。 6.如权利要求5所述的地下综合管廊抗浮结构，其特征在于，所述综合管廊箱型主体沿其纵向方向的两端设置有变形缝，在所述变形缝两侧0.3～0.5m宽度范围内不设置所述压重板，预留用于安装外贴式止水带的安装位。 7.一种如权利要求1至6中任意一项的地下综合管廊抗浮结构的抗浮验算方法，其特征在于，抗浮验算以变形缝为分界，以单个节段为单位，至少包括以下步骤： S1、取一延米为单位，计算所述综合管廊箱型主体的水浮力Fw及其合力作用点： Fw＝∑γw×Vi Lw1＝(∑γw×Vi×Lwi)/Fw Lw2＝L-Lw1 式中Fw为水浮力，γw为水重度，Vi为位于地下水位以下综合管廊箱型主体各组成构件外包体积，Lw1为水浮力合力至综合管廊箱型主体最左侧结构边缘距离，Lwi为综合管廊箱型主体各组成构件水浮力至综合管廊箱型主体最左侧边缘距离，Lw2为水浮力合力至综合管廊箱型主体最右侧结构边缘距离，L为综合管廊箱型主体总宽度； S2、取一延米为单位，计算所述综合管廊箱型主体的自重G及其合力作用点： G＝∑γc×Vic Lg1＝(∑γc×Vic×Lgi)/G Lg2＝L-Lg1 式中G为综合管廊箱型主体自重合力，γc为钢筋混凝土重度，Vic为综合管廊箱型主体各结构构件的体积，Lg1为综合管廊箱型主体自重合力至综合管廊箱型主体最左侧边缘距离，Lgi为综合管廊箱型主体各结构构件自重至综合管廊箱型主体最左侧边缘距离，Lg2为综合管廊箱型主体自重合力至综合管廊箱型主体最右侧边缘距离； S3、取一延米为单位，计算综合管廊箱型主体顶板上方土体压重Fd及其合力作用点： Fd＝∑Fdi Fdi＝∑γ’cj×Hj×Bi Ld1＝(∑Fdi×Ldi)/Fd Ld2＝L-Ld1 式中Fd为综合管廊箱型主体顶板上方土体压重合力，Fdi为不同标高的各区段综合管廊箱型主体顶板上方土体压重，γ’cj为各土层计算重度，当土层位于地下水位以下时采用浮容重，Hj为综合管廊箱型主体顶板上方各土层厚度，Bi为不同标高的综合管廊箱型主体各顶板横向宽度，Ld1为综合管廊箱型主体顶板上方土体压重合力至综合管廊箱型主体最左侧边缘距离，Ldi为综合管廊箱型主体不同标高的各区段顶板上方土体压重至综合管廊箱型主体最左侧边缘距离，Ld2为综合管廊箱型主体顶板上方土体压重合力至综合管廊箱型主体最右侧边缘距离； S4、取一延米为单位，计算左右两侧的压重板上方土体压重： Fk2＝∑γ’cj×Hj×Lk2 Fk3＝∑γ’cj×Hj×Lk3 式中Fk2为左侧压重板上方土体压重，Fk3为右侧压重板上方土体压重，γ’cj为压重板上方各土层计算重度，当土层位于地下水位以下时采用浮容重，Hj为压重板上方各土层厚度，Lk2为左侧的压重板横向宽度，Lk3为右侧的压重板横向宽度； S5、取一延米为单位，计算左右两侧的压重板的有效压重抗浮承载力： Fk’2＝min(2×M2/Lk2，Q2，Fk2) Fk’3＝min(2×M2/Lk3，Q3，Fk3) 式中F’k2为左侧压重板有效压重抗浮承载力，F’k3为右侧压重板有效压重抗浮承载力，M2为左侧压重板根部截面抗弯承载力，M3为右侧压重板根部截面抗弯承载力，Q2为左侧压重板根部截面抗剪承载力，Q3为右侧压重板根部截面抗剪承载力； S6、对综合管廊箱型主体进行整体抗浮验算： Kz＝∑Fk/∑Fw 当管廊结构、土层分布、覆土厚度、地下水位等在纵向无显著变化时，可取一延米为单位进行整体抗浮验算，此时： Kz＝∑Fk/∑Fw＝(G+Fd+Fk’2+Fk’3)/Fw≥Kf 式中Fk为每延米抗浮力，Fw为每延米水浮力，Kz为整体抗浮验算安全系数，Kf为国家规范要求的结构抗浮安全系数，不考虑外墙与土层间侧摩阻力时Kf不小于1.05； S7、对综合管廊箱型主体进行横向局部抗浮验算： Kh1＝Mkh1/Mfh1 Kh2＝Mkh2/Mfh2Kh＝min(Kh1，Kh2)≥Kf 当管廊结构、土层分布、覆土厚度、地下水位等在纵向无显著变化时，可取一延米为单位进行横向局部抗浮验算，此时： Kh1＝Mkh1/Mfh1＝(G×Lg1+Fd×Ld1+Fk’2×Lk2/2+Fk’3×(L-Lk3/2))/(Fw×Lw1) Kh2＝Mkh2/Mfh2＝(G×Lg2+Fd×Ld2+Fk’3×Lk3/2+Fk’2×(L-Lk2/2))/(Fw×Lw2) 式中Mkh1、Mkh2分别为抗浮力绕最左、最右侧结构边缘的转动力矩，Mfh1、Mfh2分别为水浮力绕最左、最右侧结构边缘的转动力矩，Kh为横向局部抗浮安全系数，Kh1为绕最左侧结构边缘转动稳定性安全系数，Kh2为绕最右侧结构边缘转动稳定性安全系数，Kf为国家规范要求的结构抗浮安全系数，不考虑外墙与土层间侧摩阻力时Kf不小于1.05； S8、对综合管廊箱型主体进行纵向局部抗浮验算： Kl＝Mkl/Mfl Kl≥Kf 式中Mkl为抗浮力绕结构变形缝的转动力矩，Mfl为水浮力绕结构变形缝的转动力矩，Kl为纵向局部抗浮安全系数，Kf为国家规范要求的结构抗浮安全系数，不考虑外墙与土层间侧摩阻力时Kf不小于1.05。
所属类别：	发明专利