地下管廊可调式支架的计算原理
图3-1平面刚架计算模型 图3-2 U钢支架的搭接
较前节概 述
综合管廊支架
综合管廊成品支架
地下管廊可调式支架由于结构简单，具有较好的缩动性能，对动压的适应性强，在国内外得到广泛的应用。但到目前为止，对U型钢可缩性支架的设计、选用及其参数的确定仍然停留在经验 上，对地下管廊可调式支架的力学分析一般只能作一些定性的分 析，有的文献也试图进行定量计算，将U型钢可缩性支架简化成为一平面刚架，按刚性支架计算模型进行设计计算，例如对直腿半圆拱型钢可缩性支架简化成如图3-1所示的平面刚架计算简图，然后用第二章的刚性金属支架计算模型进行计算。
实际上，一个地下管廊可调式支架是由若干段U型钢装配而 成。一段U型钢与另一段U型钢采用搭接，用卡缆连接起来， 如图3-2所示。
正是由于这些搭接段，地下管廊可调式支架能够在一定的条件下实现缩动。而前面介绍的平面刚架计算模型忽略了搭接部分的存在，这种简化存在着以下的问题：(1) 搭接部分是由两节U型钢的端部与卡缆组成，因此搭 接部分的刚度、强度与单节U型钢有很大的不同，其计算结果 与实际情况有较大的差异，不能反映实际情况。
(2) 这种平面刚架模型不能计算出卡缆的受力大小，因而也不能对卡缆进行内力和强度计算。
(3) 这种计算模型不能反映卡缆预紧力产生的支架内力。
(4) 不能定量分析支架的缩动条件和缩动后的支架的内力变 化。
因此，U型钢可缩性支架的力学计算应提出一种能包含搭接 部分在内的计算简图。
第二节U型鈉可缩性支架计算简图
对U型钢可缩性支架进行力学计算与分析的目的是：计算支架各杆件的内力，包括卡缆、缧栓的内力，以便进行支架选 型、设计和支架强度以及德定性验算；研究支架在与围岩相互作 用中，即在外荷载作用下卡缆及搭接部分的力学行为，以便研究 支架的缩动性能及承载能力达到优化支架形式及支护参数的目 的。
地下管廊可调式支架所受的荷载包括以下几部分：
(1) 围岩对支架产生的主动压力，即由于围岩的变形、破坏 产生的对支架的压力。
(2) 围岩对支架产生的弹性抗力，由于支架在外荷载作用下 产生变形，围岩约束支架的变形产生的弹性约束力。
(3) U型钢可缩性支架安装时，必需拧紧卡缆，因而对支架 产生预应力。
(4) 地下管廊可调式支架在外荷载作用下，当外荷载达到一定程度，支架产生缩动，因此产生相应的装配应力。
以上荷载在进行U型钢可缩性支架的力学分析时，都应该考虑进去。因此，如果简单地应用图3-1的计算简图，显然是 不能考虑由于卡缆预紧力产生的支架内力以及由于支架缩动产生 的装配应力，也就不能讨论卡缆预紧力对支架缩动的影响和支架 缩动后的承载能力等问題。