殷凱　何李

摘 要：地鐵區(qū)間風井以其顯著的三維效應，成為地鐵設計中的一個特殊環(huán)節(jié)。目前廣泛采用的仍是截取斷面，按照常規(guī)加載方式計算其內(nèi)力。文章研究發(fā)現(xiàn)，該方法計算結(jié)果過于保守，同時提出對其荷載進行折減處理的方法，并通過三維分析，對荷載折減法進行對比，得出荷載折減法的結(jié)果偏安全且不過分保守。文章結(jié)論對實際工程設計具有重要的參考意義。

關鍵詞：地鐵區(qū)間風井；結(jié)構(gòu)設計；計算研究

引言

當區(qū)間過長時，為滿足區(qū)間通風要求，需要在區(qū)間設置風井。風井結(jié)構(gòu)給設計帶來了很大不便，通過三維計算雖然可以較為全面的掌握風井受力特性，但是其耗時巨大且計算結(jié)果尚未廣泛應用到具體設計中，因此通常不被設計采用。目前廣泛采用的仍是截取斷面，按照常規(guī)加載方式計算其內(nèi)力。然而，本文研究發(fā)現(xiàn)，該截取斷面法未考慮與計算截面平行的側(cè)墻的重力，導致模型底部水浮力大于實際情況，使得計算結(jié)果過于保守，造成大量浪費。基于上述原因，本文提出對風井荷載進行折減處理的方法，即將模型底部水浮力減去與計算斷面平行的側(cè)墻的重力后作為新的水浮力。最后通過與三維模型對比，得出該方法結(jié)果偏安全且不過分保守。本文結(jié)論對實際工程設計具有重要的參考意義。

武漢軌道交通6號線一期工程江城大道站～老關村站區(qū)間（后簡稱江老區(qū)間）風井位于武漢市漢陽區(qū)太子湖北路與規(guī)劃道路交叉口處。風井主體結(jié)構(gòu)為四層三跨箱型結(jié)構(gòu)。風井底板埋深28.7m左右，頂板以上覆土約4.9m。本區(qū)間風井中心里程為右K5+065.041。結(jié)構(gòu)采用明挖法施工；風井所處位置主要有道路及空地，地表高程21.2～21.7m。風井結(jié)構(gòu)底板位于10-2角礫層中。如圖1所示。

圖1 風井地質(zhì)剖面圖

巖土物理力學參數(shù)如表1所示。

1 常規(guī)分析方法

按照常規(guī)分析方法，其計算結(jié)果如下圖所示。按該常規(guī)方法計算，其最大彎矩達到1551kN·m/m，其最大剪力達到1354kN/m，其結(jié)果數(shù)值偏大，甚至對配筋造成很大不便。

2 荷載折減處理方法及對比

本節(jié)對風井荷載進行折減處理，即將模型底部水浮力減去與計算斷面平行的側(cè)墻的重力后作為新的水浮力，并與三維計算結(jié)構(gòu)進行對比，結(jié)果如圖5所示。通過對比發(fā)現(xiàn)該簡化方法與三維計算結(jié)果變化規(guī)律相似，受到柱軸力影響，僅在柱截面位置，相差較大，三維計算結(jié)構(gòu)較為平滑。

二者彎矩數(shù)值對比如下表所示。通過對比發(fā)現(xiàn)，荷載折減處理方法較為安全，但并不偏于保守。彎矩對比如表2所示。

表2 彎矩對比圖

3 結(jié)束語

（1）常規(guī)計算中未考慮與計算截面平行的側(cè)墻的重力，導致模型底部水浮力大于實際情況，計算結(jié)果過于保守，造成大量浪費。（2）簡化計算與三維計算結(jié)果變化規(guī)律近似，僅受柱軸力影響處差別較大，簡化計算較為安全，但并不偏于保守。

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作者簡介：殷凱，男，湖北武漢人，助理工程師，碩士。