隧道内联络通道口支撑装置的设计方法及设计装置与流程

本发明属于隧道设计技术领域，具体涉及一种隧道内联络通道口支撑装置的设计方法及一种隧道内联络通道口支撑装置的设计装置。

背景技术：

在隧道区间设置有用于紧急疏散和排水的联络通道，为了保证联络通道的安全性，需要在联络通道口设计符合强度要求和稳定度要求的支撑装置。

技术实现要素：

本发明提供一种隧道内联络通道口支撑装置的设计方法及设计装置，能够得到符合强度要求和稳定度要求的隧道内联络通道口支撑装置，通过该设计方法和设计装置设计的支撑装置能够对所述联络通道口形成有效的支撑，起到控制联络通道口变形的作用。

本发明提供的隧道内联络通道口支撑装置的设计方法，包括：根据所述隧道内联络通道口的特征信息，设计架设在所述联络通道口的支撑装置；分析所设计的支撑装置的受力情况，以确定对所述支撑装置的验算项目；对所述支撑装置的各验算项目进行验算，得到验算结果；判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内联络通道口支撑装置的施工设计。

优选地，所述隧道内联络通道口的特征信息包括：所述隧道内联络通道口的形状和尺寸。

优选地，设计架设在所述联络通道口的支撑装置包括：设计所述支撑装置的具体结构和安装位置。

优选地，所述支撑装置为预应力支架结构，所述支撑装置的受力情况包括均匀受力情况和不均匀受力情况；所述支撑装置的验算项目包括：各预应力支架的强度验算、各焊接节点的强度验算、以及各栓接节点的强度验算。

优选地，对所述支撑装置的各验算项目进行验算，得到验算结果，包括：采用预设算法生成所述各预应力支架的受力模型，进行各预应力支架的强度验算，以获得各预应力支架的强度验算结果；采用预设算法生成所述各焊接节点的受力模型，进行各焊接节点的强度验算，以获得各焊接节点的强度验算结果；采用预设算法生成所述各栓接节点的受力模型，进行各栓接节点的强度验算，以获得各栓接节点的强度验算结果。

优选地，所述设计方法还包括：在某一项或几项验算项目的验算结果不符合预设施工要求的情况下，对所述支撑装置进行设计优化，对设计优化后的所述支撑装置的各验算项目进行再次验算，得到优化后验算结果；判断各验算项目的优化后验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述支撑装置的施工设计；在某一项或几项验算项目的优化后验算结果不符合预设施工要求的情况下，重复执行设计优化、验算和判断的步骤，直到各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求，完成对所述支撑装置的施工设计。

另一方面，本发明还提供一种隧道内联络通道口支撑装置的设计装置，所述设计装置包括：处理器，用于：根据所述隧道内联络通道口的特征信息，设计架设在所述联络通道口的支撑装置；分析所设计的支撑装置的受力情况，以确定对所述支撑装置的验算项目；对所述支撑装置的各验算项目进行验算，得到验算结果；判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内联络通道口支撑装置的施工设计。

优选地，所述隧道内联络通道口的特征信息包括：所述隧道内联络通道口的形状和尺寸。

优选地，设计架设在所述联络通道口的支撑装置包括：设计所述支撑装置的具体结构和安装位置。

优选地，所述支撑装置为预应力支架结构，所述支撑装置的受力情况包括均匀受力情况和不均匀受力情况；所述支撑装置的验算项目包括：各预应力支架的强度验算、各焊接节点的强度验算、以及各栓接节点的强度验算。

优选地，对所述支撑装置的各验算项目进行验算，得到验算结果，包括：采用预设算法生成所述各预应力支架的受力模型，进行各预应力支架的强度验算，以获得各预应力支架的强度验算结果；采用预设算法生成所述各焊接节点的受力模型，进行各焊接节点的强度验算，以获得各焊接节点的强度验算结果；采用预设算法生成所述各栓接节点的受力模型，进行各栓接节点的强度验算，以获得各栓接节点的强度验算结果。

优选地，所述处理器还用于：在某一项或几项验算项目的验算结果不符合预设施工要求的情况下，对所述支撑装置进行设计优化，对设计优化后的所述支撑装置的各验算项目进行再次验算，得到优化后验算结果；判断各验算项目的优化后验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述支撑装置的施工设计；在某一项或几项验算项目的优化后验算结果不符合预设施工要求的情况下，重复执行设计优化、验算和判断的步骤，直到各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求，完成对所述支撑装置的施工设计。

本发明提供的隧道内联络通道口支撑装置的设计方法和设计装置，根据隧道内联络通道口的特征信息，设计架设在联络通道口的支撑装置，通过分析所设计的支撑装置的受力情况，确定对支撑装置的验算项目，并分别对各个验算项目进行验算，保证支撑装置符合强度和稳定度要求，在验算结果符合预设施工要求的情况下完成对支撑装置的施工设计。通过本发明提供的隧道内联络通道口支撑装置的设计方法和设计装置，能够得到符合强度要求和稳定度要求的隧道内联络通道口支撑装置，通过该设计方法和设计装置设计的支撑装置能够对所述联络通道口形成有效的支撑，起到控制联络通道口变形的作用。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施方式的隧道内联络通道口支撑装置的设计方法的步骤流程图；

图2是根据本发明实施方式的隧道内联络通道口支撑装置为预应力支架结构的横截面示意图；

图3是根据本发明实施方式的隧道内联络通道口支撑装置在均匀受力情况下的横截面示意图；

图4是根据本发明实施方式的隧道内联络通道口支撑装置在不均匀受力情况下的横截面示意图。

附图标记说明

1口字型支架2三角形支架

3支撑装置的底部4联络通道口内壁底部

5支撑装置的上部6支撑装置的侧面

7联络通道口内壁侧面

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。

如图1所示，本发明提供的隧道内联络通道口支撑装置的设计方法，包括：根据所述隧道内联络通道口的特征信息，设计架设在所述联络通道口的支撑装置；分析所设计的支撑装置的受力情况，以确定对所述支撑装置的验算项目；对所述支撑装置的各验算项目进行验算，得到验算结果；判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内联络通道口支撑装置的施工设计。

在隧道区间设置有联络通道，用于紧急疏散和排水，为了保证联络通道的安全，需要在联络通道口设计支撑装置，所述支撑装置需要符合强度和稳定度要求，从而保证联络通道的使用安全。

根据本发明的技术方案，首先，需要根据所述隧道内联络通道口的特征信息，设计架设在所述联络通道口的支撑装置，使得设计的支撑装置能够对联络通道口形成有效的支撑，保证联络通道的使用安全。

具体地，所述隧道内联络通道口的特征信息包括：所述隧道内联络通道口的形状和尺寸。本发明的技术方案根据所述隧道内联络通道口的形状和尺寸设计所述支撑装置，使得所述支撑装置的形状能够与所述隧道内联络通道口的形状贴合，所述支撑装置的尺寸能够与所述隧道内联络通道口的尺寸相适应，以符合具体施工环境的要求，达到有效的支撑效果。

根据本发明的一种实施方式，优选地，设计架设在所述联络通道口的支撑装置包括：设计所述支撑装置的具体结构和安装位置，使得所述支撑装置的形状能够与所述隧道内联络通道口的形状贴合，所述支撑装置的尺寸与所述隧道内联络通道口的尺寸相适应，以达到有效的支撑效果；并通过设置适合的安装位置，使得所述支撑装置对所述隧道内联络通道口形成有效的支撑。

根据本发明的一种实施方式，所述支撑装置为预应力支架结构，优选地，在所述隧道内联络通道口架设两榀预应力支架结构，所述两榀预应力支架结构相距预定距离设置。根据一种实施方式，所述预定距离选择为3.6米，使得两榀预应力支架能够形成稳定的支撑空间，对联络通道口形成有效的支撑，也可以根据实际情况选择所述两榀预应力支架结构之间的距离。

根据本发明的一种实施方式，如图2所示，每榀所述预应力支架结构包括：设置在中部的口字型支架1和在所述口字型支架四边与所述联络通道口内壁之间设置的三角形支架2，所述口字型支架1和所述三角形支架2均由型钢焊接制成，使得所述口字型支架1和所述三角形支架2形成稳定的支撑装置。

根据本发明的一种实施方式，在两榀预应力支架之间采用20号槽钢连接，使得所述两榀预应力支架与所述槽钢共同形成空间稳定的结构体系。

根据本发明的一种实施方式，所述口字型支架通过预埋在所述联络通道口内壁的预埋件固定，所述预应力支架的各个支点由螺旋千斤顶提供预应力，施加预应力最大为500kn。

根据本发明的技术方案，进一步地，分析所设计的支撑装置的受力情况，以确定对所述支撑装置的验算项目。所述验算项目是考核所设计的支撑装置是否符合强度和稳定度要求的重要项目，通过所述验算项目的验算，能够判断所述支撑装置是否符合强度和稳定度的设计要求，以保证所述联络通道的使用安全。

根据本发明的一种实施方式，所述支撑装置的受力情况包括均匀受力情况和不均匀受力情况。如图3所示，所述均匀受力情况为：所述支撑装置的底部3与所述联络通道口内壁底部4固定，使得所述支撑装置的上部5受力均匀；如图4所示，所述不均匀受力情况为：所述支撑装置的侧面6与所述联络通道口内壁侧面7固定，使得所述支撑装置的上部5受力不均匀。

根据本发明的方案，所述支撑装置的验算项目包括：各预应力支架的强度验算、各焊接节点的强度验算、以及各栓接节点的强度验算。

根据本发明的一种实施方式，进行各预应力支架的强度验算，首先选取所述支撑装置的以下强度验算相关参数：所述支撑装置材料为q235；自重计算增大系数为1.20；刚度增大系数为1.00；钢结构净截面面积与毛截面面积比为0.85；钢结构阶形柱的计算长度折减系数为0.800；钢结构受拉柱容许长细比为200；钢结构受压柱容许长细比为150；柱顶容许水平位移/柱高为l/150等。

根据所述支撑装置处于均匀受力情况(如图3所示)，所述支撑装置下部为各固定支点，上部处于均匀受力情况，所述支撑装置的顶点受力最大，上部各对称支点受力大小相同，方向相反；采用预设算法分别生成所述各预应力支架的受力模型，进行各预应力支架的强度验算，以获得各预应力支架的强度验算结果。

根据所述支撑装置处于不均匀受力情况(如图4所示)，所述支撑装置单侧为各固定支点，另一侧处于不均匀受力情况；采用预设算法分别生成所述各预应力支架的受力模型，进行各预应力支架的强度验算，以获得各预应力支架的强度验算结果。

对所述支撑机构进行各焊接节点的强度验算，各焊接节点包括：所述口字型支架的各焊接节点；所述三角形支架的斜撑和横梁的各焊接节点。

根据本发明的一种实施方式，进行所述口字型支架的各焊接节点的强度验算，首先选取所述口字型支架的以下强度验算相关参数：所述口字型支架的材料为q235；连接方式：采用四面围焊角焊缝，焊脚高度8mm；采用预设算法生成所述各焊接节点的受力模型，进行各焊接节点的强度验算，以获得各焊接节点的强度验算结果。

进行所述三角形支架的斜撑和横梁的各焊接节点的强度验算，首先选取所述三角形支架的以下强度验算相关参数：所述三角形支架的材料为q235；角焊缝焊脚高度为hf＝9mm、有效高度为he＝6.3mm；取正面角焊缝强度设计值增大系数βf＝1.22；采用预设算法生成所述各焊接节点的受力模型，进行各焊接节点的强度验算，以获得各焊接节点的强度验算结果。

在所述口字型支架的各支架连接处还设置有连接板，通过螺栓组与支架连接固定，以增强所述口字型支架的强度和稳定度。

对所述支撑机构进行各栓接节点的强度验算，首先按照所述各支架连接处的尺寸选取所述连接板的尺寸和厚度；所述螺栓组沿着所述固定支架的长度方向布置，所述螺栓组由等间隔布置的两行螺栓组件组成，采用预设算法生成所述各栓接节点的受力模型，进行各栓接节点的强度验算，以获得各栓接节点的强度验算结果。

根据本发明的技术方案，对所述支撑装置的各验算项目进行验算，得到验算结果；判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内联络通道口支撑装置的施工设计。验算结果均符合所述预设施工要求的所述支撑结构，能够满足设计强度和稳定性的要求，对所述联络通道口形成有效的支撑，起到控制联络通道口变形的作用。

根据本发明的一种实施方式，所述设计方法还包括：在某一项或几项验算项目的验算结果不符合预设施工要求的情况下，对所述支撑装置进行设计优化，对设计优化后的所述支撑装置的各验算项目进行再次验算，得到优化后验算结果；判断各验算项目的优化后验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述支撑装置的施工设计；在某一项或几项验算项目的优化后验算结果不符合预设施工要求的情况下，重复执行设计优化、验算和判断的步骤，直到各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求，完成对所述支撑装置的施工设计。

对所述支撑装置的设计，通常无法一次达到设计要求，通过设计优化调整，使得所述支撑装置能够满足设计强度和稳定性的要求，对所述联络通道口形成有效的支撑，起到控制隧道管片变形作用。

另一方面，本发明还提供一种隧道内联络通道口支撑装置的设计装置，所述设计装置包括：处理器，用于：根据所述隧道内联络通道口的特征信息，设计架设在所述联络通道口的支撑装置；分析所设计的支撑装置的受力情况，以确定对所述支撑装置的验算项目；对所述支撑装置的各验算项目进行验算，得到验算结果；判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内联络通道口支撑装置的施工设计。

优选地，所述隧道内联络通道口的特征信息包括：所述隧道内联络通道口的形状和尺寸。

优选地，设计架设在所述联络通道口的支撑装置包括：设计所述支撑装置的具体结构和安装位置。

优选地，所述支撑装置为预应力支架结构，所述支撑装置的受力情况包括均匀受力情况和不均匀受力情况；所述支撑装置的验算项目包括：各预应力支架的强度验算、各焊接节点的强度验算、以及各栓接节点的强度验算。

优选地，对所述支撑装置的各验算项目进行验算，得到验算结果，包括：采用预设算法生成所述各预应力支架的受力模型，进行各预应力支架的强度验算，以获得各预应力支架的强度验算结果；采用预设算法生成所述各焊接节点的受力模型，进行各焊接节点的强度验算，以获得各焊接节点的强度验算结果；采用预设算法生成所述各栓接节点的受力模型，进行各栓接节点的强度验算，以获得各栓接节点的强度验算结果。

优选地，所述处理器还用于：在某一项或几项验算项目的验算结果不符合预设施工要求的情况下，对所述支撑装置进行设计优化，对设计优化后的所述支撑装置的各验算项目进行再次验算，得到优化后验算结果；判断各验算项目的优化后验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述支撑装置的施工设计；在某一项或几项验算项目的优化后验算结果不符合预设施工要求的情况下，重复执行设计优化、验算和判断的步骤，直到各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求，完成对所述支撑装置的施工设计。

本发明提供的隧道内的隧道内联络通道口支撑装置的设计方法和设计装置，根据隧道内联络通道口的特征信息，设计架设在联络通道口的支撑装置，通过分析所设计的支撑装置的受力情况，确定对支撑装置的验算项目，并分别对各个验算项目进行验算，保证支撑装置符合强度和稳定度要求，在验算结果符合预设施工要求的情况下完成对支撑装置的施工设计。通过本发明提供的隧道内联络通道口支撑装置的设计方法和设计装置，能够得到符合强度要求和稳定度要求的隧道内联络通道口支撑装置，通过该设计方法和设计装置设计的支撑装置能够对所述联络通道口形成有效的支撑，起到控制联络通道口变形的作用。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。