天津市市政工程设计研究院天津市300392
摘要：由于井壁厚度较大时，二次衬砌本身的自重较大，当全部自重作用在井底马头门时，作用力较大，所以常需设置壁座分担井壁的自重。常见的竖井井壁壁座的形式有单锥形和双锥形，本文根据壁座的形状和受力特点，利用ANSYS分析不同形状的壁座受力特点，选择最优的壁座形式。
关键词：竖井；壁座；形状优化；
0前言
随着我国经济的蓬勃发展，交通运输系统的日益完善，公路隧道的规模也越来越大，同时隧道通风竖井的规模也越来越大，井壁厚度也随之增大，由于井壁厚度较大时，二次衬砌本身的自重较大，当全部自重作用在井底马头门时，作用力较大，所以常需设置壁座分担井壁的自重，这就需要设计出最优的壁座形状来支撑井壁的受力。
1.壁座最小宽度计算
壁座结构受力图如图3.85，相邻壁座间的井壁衬砌的长度为L，厚度为H、壁座的内侧高度为、外侧高度、壁座宽度以及壁座底面与水平面的夹角，根据壁座下围岩的极限抗压强度计算壁座结构宽度的最小值。
本文选择衬砌厚度为45cm，壁座间距为50m，衬砌混凝土的重度为25000kN/m3。当浇筑混凝土量相同的时候，即壁座截面面积相同，选取壁座截面面积为1m2，当采用单锥形壁座时，壁座的最小宽度分别如表。
表1壁座最小宽度
当壁座宽度为0.75m，高度为2.5m，倾角为40°时，评价指标K值最大，即此时单位体积壁座能支撑的高度最大，经济性最好。
4.结语
通过对不同围岩级别下的壁座形状进行受力分析，得出不同围岩级别下的最优壁座形式为（1）Ⅲ级围岩双锥形壁座宽度为0.75m，倾角为40°，壁座高度h1为2.5m；（2）Ⅳ级围岩双锥形壁座宽度为0.75m，倾角为40°，壁座高度h1为2.5m；（3）Ⅴ级围岩双锥形壁座宽度为0.75m，倾角为40°，壁座高度h1为2.5m。
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