黄土地区隧道内钢拱架支护稳定性研究

谌文玉

（中铁十六局集团铁运工程有限公司，河北 高碑店 074000）

0 引言

钢拱常用于巷道松散破碎条件下的初步支护，或单独支护，或与喷混凝土网联合支护，或与管顶联合支护形成预支护体系；钢拱由于其受力本领的优势，钢拱架成为预防和加固隧道强度的重要举措，为隧道施工安全提供了必要保障。但是在项目实施应用过程中发现在隧道施工中仍然存在很大的问题，一方面是由于钢拱的架设的不合理所导致，另一方面是由于施工企业管理层缺乏相关的本领导致钢拱不能完全发挥作用。这样不仅使得材料不能充分利用，并且使得安全措施形同虚设。本文对钢拱支架的稳定性进行了分析，为其他同行采用钢拱框架提供了参考，具有十分重要的工程实践意义。

1 钢拱架失稳原因分析

针对钢拱架的特点要求在对其安装设计时要完全符合设计要求，钢拱架的尺寸特点严格而言为高度大，宽度小等特点。这类构件在主平面上具有较大的抗弯承载力，由于其结构特点的影响就决定了其对侧向的抵抗力较小，对扭矩也缺乏抵抗力[1]。钢拱的稳定与其所在截面的承载的力息息相关，所受的力越小钢拱就越稳定，反之就是力越大，钢拱的侧向支撑薄弱时，钢拱将处于主平面内。在达到挠度之前，突然发生横向弯曲甚至扭转，使钢拱失去承载力而发生破坏，即钢拱发生横向弯扭屈服或整体失稳。这种情况的破坏的特点和轴心破坏的特点极为相似，其破坏特点就是随着轴向力的施加的力度越大就会产生在刚度较小的方向发生横向变形，产生附加弯矩，侧向变形加剧，侧向稳定是提高钢拱整体稳定性的有效方法。……