CN111339584B - 地下钢筋混凝土连续墙清除装置的扭矩计算方法 - Google Patents

Abstract

地下钢筋混凝土连续墙清除装置的扭矩计算方法，包括如下步骤：步骤一，确定全套管全回转钻机对中新旧墙交叉点，确定钢套管内部位置处的钢筋分布情况；步骤二，将扭矩分为三个部分，分别为钢筋混凝土的扭矩T1，钢套管侧面与土的摩擦力产生的扭矩T2，钢套管底部上下土之间的摩擦力产生的扭矩T3；步骤三，钢套管内的钢筋混凝土截面扭转过程可看成钢筋混凝土梁的扭转过程，计算钢筋混凝土的扭矩T1；步骤四，计算钢套管侧面与土的摩擦力产生的扭矩T2；步骤五，计算钢套管底部上下土之间的摩擦力产生的扭矩T3；步骤六，对所求各项扭转力进行相加即为要施加的总扭矩值T。本发明能使施工准备充分，有效控制工期和费用。

Description

地下钢筋混凝土连续墙清除装置的扭矩计算方法

技术领域

本发明涉及超深地下连续墙或其它整体性钢筋混凝土地下障碍物清除装置的扭矩计算方法。

背景技术

我国地下连续墙工程量大，新建的地下连续墙有时需要穿插旧的地下连续墙，要进行新旧连续墙交接处清除工作。减小施工难度，采用全回转全套筒清障装置进行清除，但对装置所施加的扭矩值没有进行计算，增加了施工费用、延长了工期，故针对地下钢筋混凝土连续墙清除装置提供了一种高效清除装置的扭矩计算方法。

发明内容

为了克服现有技术的上述问题，本发明提供一种对基于清除地下超深钢筋混凝土结构物的全套管全回转清障装置的扭矩计算方法，是一种适用的计算方法，该方法提供了装置所需提供的最小扭矩，间接的降低了造价减少了施工工期。

本发明的技术解决方案如下：

地下钢筋混凝土连续墙清除装置的扭矩计算方法，其特征在于包括：把装置的扭矩计算分为三个部分，第一部分为全套管全回转清障装置钢套管内部需清除的钢筋混凝土连续墙的扭矩，其可简化为钢筋混凝土梁的扭矩计算；第二部分为钢套管侧面与土的摩擦力产生的扭矩，摩擦系数可直接通过文献资料查询得到；第三部分为钢套管底部上下土之间的摩擦力产生的扭矩，上下土体的摩擦系数可直接通过文献资料查询得到，简单易算。在这一过程中只需建立相对应的计算简图，进行计算得出结果，选择合适大小的扭矩数值进行施工。

本发明包括对地下连续墙体进行计算，为扭矩计算公式提供参考依据。本发明的地下钢筋混凝土连续墙清除装置的扭矩计算方法，包括如下步骤：

步骤一，确定全套管全回转钻机对中新旧墙交叉点，确定钢套管内部位置处的钢筋分布情况；

步骤二，将扭矩分为三个部分计算，分别为钢筋混凝土的扭矩T1，钢套管侧面与土的摩擦力产生的扭矩T2，钢套管底部上下土之间的摩擦力产生的扭矩T3；

步骤三，钢套管内的钢筋混凝土截面扭转过程可看成钢筋混凝土梁的扭转过程，这一部分扭矩计算公式可以用钢筋混凝土梁的扭转公式，扭矩T1按下式进行计算：

其中，

式中:

ξ——受扭构件纵筋与箍筋的配筋强度比,其值不应小于0.6,当大于1.7时，取1.7。

A_stl———受扭计算中取对称布置的全部纵向普通钢筋截面面积

A_st1———受扭计算中沿截面周边配置的箍筋单肢截面面积

f_yv——受扭箍筋的抗拉强度设计值，其值不大于360N/mm²

f_y——纵向钢筋抗拉强度

f_t——混凝土抗拉强度

W_t——为受扭构件的截面受扭抵抗矩，矩形截面，

u——简化后矩形截面核心部分的周长，u＝2(b+h),b、h分别为简化后箍筋内表面范围内截面核心部分的短边、长边尺寸。

A_con混凝土截面部分,A_con＝b×h

s——受扭箍筋间距

步骤四，计算钢套管侧面与土的摩擦力产生的扭矩T2，扭矩T2按下式进行计算：

式中：

τ_p钢管与周围土的侧摩擦阻力

l需清除的连续墙墙体的垂直高度

D为钢套管外直径

u_p钢管的周长，u_p＝πD

步骤五，计算钢套管底部上下土之间的摩擦力产生的扭矩T3，扭矩T3按下式进行计算：

式中：

A_s横截面土的面积

D为钢套管外直径

τ为土的剪切强度，此处，σ、/>c分别为土的正应力，内摩擦角，黏聚力，其中σ＝γl,γ为钢套管底部以上土的平均重度，l为需清除的连续墙墙体的垂直高度。

步骤六，对所求各项扭转力进行相加即为要施加的总扭矩值T，扭矩T按下式进行计算：

T＝T1+T2+T3

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过对装置的扭矩计算，给出较为精确的数值，做到施工准备充分，有效控制钻进扭断数值，可实现在一定工期内完成地下连续墙清除施工；

2、本发明扭矩计算方法计算所得的结果会减少了钛合金刀头的磨损，节省了材料费用。

附图说明

图1是本发明地下钢筋混凝土连续墙清除装置的扭矩计算方法的连续墙横向截面图。

图2是本发明地下钢筋混凝土连续墙清除装置的扭矩计算方法的连续墙横向截面简化图。

图3是本发明地下钢筋混凝土连续墙清除装置的扭矩计算方法的连续墙竖向剖面配筋图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步地说明。

如图1、2所示，当装置进行工作时，对钢管内的钢筋混凝土截面进行简化成矩形计算，水平向钢筋作为外围箍筋计算，分别为简化后矩形截面部分的短边、长边尺寸，u为矩形截面的周长；该扭矩

如图3所示；钢套管外周围受外部土的摩擦力产生的扭矩T₂＝τ_p·l·u_p；钢套管底部横截面处上下土的摩擦力产生的扭矩

本发明对地下连续墙体进行计算，为扭矩计算公式提供参考依据。地下钢筋混凝土连续墙清除装置的扭矩计算方法，包括如下操作：

步骤一，确定全套管全回转钻机对中新旧墙交叉点，确定钢套管内部位置处的钢筋分布情况；

步骤二，将扭矩分为三个部分计算，分别为钢筋混凝土的扭矩T1，钢套管侧面与土的摩擦力产生的扭矩T2，钢套管底部上下土之间的摩擦力产生的扭矩T3；

步骤三，钢套管内的钢筋混凝土截面扭转过程可看成钢筋混凝土梁的扭转过程，这一部分扭矩计算公式可以用钢筋混凝土梁的扭转公式，扭矩T1按下式进行计算：

其中，

式中:

ξ——受扭构件纵筋与箍筋的配筋强度比,其值不应小于0.6,当大于1.7时，取1.7。

A_stl——受扭计算中取对称布置的全部纵向普通钢筋截面面积

A_st1——受扭计算中沿截面周边配置的箍筋单肢截面面积

f_yv——受扭箍筋的抗拉强度设计值，其值不大于360N/mm²

f_y——纵向钢筋抗拉强度

f_t——混凝土抗拉强度

W_t——为受扭构件的截面受扭抵抗矩，矩形截面，

u——简化后矩形截面核心部分的周长，u＝2(b+h),b、h分别为简化后箍筋内表面范围内截面核心部分的短边、长边尺寸。

A_con混凝土截面部分,A_con＝b×h

s——受扭箍筋间距

步骤四，计算钢套管侧面与土的摩擦力产生的扭矩T2，扭矩T2按下式进行计算：

式中：

τ_p钢管与周围土的侧摩擦阻力

l需清除的连续墙墙体的垂直高度

D为钢套管外直径

u_p钢管的周长，u_p＝πD

步骤五，计算钢套管底部上下土之间的摩擦力产生的扭矩T3，扭矩T3按下式进行计算：

式中：

A_s横截面土的面积

D为钢套管外直径

τ为土的剪切强度，此处，σ、/>c分别为土的正应力，内摩擦角，黏聚力，其中σ＝γl,γ为钢套管底部以上土的平均重度，l为需清除的连续墙墙体的垂直高度。

步骤六，对所求各项扭转力进行相加即为要施加的总扭矩值T，扭矩T按下式进行计算：

T＝T1+T2+T3

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (1)

1.地下钢筋混凝土连续墙清除装置的扭矩计算方法，包括如下步骤：

步骤一，确定全套管全回转钻机对中新旧墙交叉点，确定钢套管内部位置处的钢筋分布情况；

步骤二，将扭矩的大小分为三个部分计算，分别为钢筋混凝土的扭矩T1，钢套管侧面与土的摩擦力产生的扭矩T2，钢套管底部上下土之间的摩擦力产生的扭矩T3；

步骤三，钢套管内的钢筋混凝土截面扭转过程可看成钢筋混凝土梁的扭转过程，这一部分扭矩计算公式可以用钢筋混凝土梁的扭转公式，扭矩T1按下式进行计算：

其中，

式中:

ξ——受扭构件纵筋与箍筋的配筋强度比,其值不应小于0.6,当大于1.7时，取1.7；

A_stl———受扭计算中取对称布置的全部纵向普通钢筋截面面积

A_st1———受扭计算中沿截面周边配置的箍筋单肢截面面积

f_yv———受扭箍筋的抗拉强度设计值，其值不大于360N/mm²

f_y——纵向钢筋抗拉强度

f_t——混凝土抗拉强度

W_t——为受扭构件的截面受扭抵抗矩，矩形截面，

u——简化后矩形截面核心部分的周长，u＝2(b+h),b、h分别为简化后箍筋内表面范围内截面核心部分的短边、长边尺寸；

A_con混凝土截面部分,A_con＝b×h

s——受扭箍筋间距

步骤四，计算钢套管侧面与土的摩擦力产生的扭矩T2，扭矩T2按下式进行计算：

式中：

τ_p钢管与周围土的侧摩擦阻力

l需清除的连续墙墙体的垂直高度

D为钢套管外直径

u_p钢管的周长，u_p＝πD

步骤五，计算钢套管底部上下土之间的摩擦力产生的扭矩T3，扭矩T3按下式进行计算：

式中：

A_s横截面土的面积

D为钢套管外直径

τ为土的剪切强度，此处，σ、/>c分别为土的正应力，内摩擦角，黏聚力，其中σ＝γl,γ为钢套管底部以上土的平均重度，l为需清除的连续墙墙体的垂直高度；

步骤六，对所求各项扭转力进行相加即为要施加的总扭矩值T，扭矩T按下式进行计算：

T＝T1+T2+T3。