Конструкция обделки железнодорожного транспортного тоннеля
Требования к внутреннему очертанию тоннеля. Проектирование конструкции тоннельной обделки. Конструкция чугунной тюбинговой обделки кругового очертания. Расчет нагрузки от горного и гидростатического давления, от собственного веса, постоянные нагрузки.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 18.10.2017 |
Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Московский государственный университет путей сообщения (МГУПС (МИИТ))
Институт пути, строительства и сооружений
Кафедра “ Подземные сооружения”
Курсовая работа
По дисциплине: «Тоннельные пересечения на транспортных магистралях»
На тему: «Конструкция обделки железнодорожного транспортного тоннеля»
Выполнил: студент группы СТП - 325
Рассадкин Михаил Андреевич
Проверил: Титов Евгений Юрьевич
Москва 2013
Содержание
1. Требования к плану и продольному профилю
1.1 Требования к внутреннему очертанию тоннеля
1.2 Основные требования, предъявляемые к сборным тоннельным обделкам
2. Проектирование конструкции тоннельной обделки
2.1 Внутреннее очертание обделки
2.2 Внешнее очертание обделки
2.3 Проектирование лотковой части обделки
2.4 Камеры и ниши
2.5 Описание конструкции портала
2.6 Общие принципы проектирования сборных тоннельных обделок
2.7 Конструктивная схема чугунного тюбинга
2.8 Конструкция чугунной тюбинговой обделки кругового очертания
2.9.1 Обделка из чугунных тюбингов с плоским железобетонным лотковым элементом
3. Расчёт тоннельных обделок
3.1 Постоянные нагрузки и воздействия (монолитный)
3.2 Нагрузка от горного давления
3.3 Нагрузка от гидростатического давления
3.4 Нагрузка от собственного веса
3.5 Постоянные нагрузки и воздействия (сборный)
3.6 Нагрузка от гидростатического давления
3.7 Нагрузка от собственного веса
3.8 Расчётная схема и основная система
4. Основы статического расчета обделки горного тоннеля
Список используемой литературы
1. Требования к плану и продольному профилю
тоннель чугунный гидростатический давление
План и профиль пути в тоннеле проектируют по нормам, установленным для открытых участков трассы с учётом особенностей, связанных с расположением линии в подземной выработке.
Рекомендуется располагать тоннели на прямых участках пути, т.к. тоннели, расположенные на кривых, имеют существенные недостатки.
Необходимость в устройстве тоннелей часто возникает на напряжённых ходах, прокладываемых с максимально возможным уклонам трассирования: руководящим уклоном или уклоном кратной тяги, уменьшенным на размер удельного сопротивления на кривых.
Если уклон местности превышает допустимый уклон трассирования, приходится прибегать и искусственному развитию линии, т.е. удлинять ее, чтобы преодолеть разность высот начальной и конечной точек. При этом трассу прокладывают по горным склонам с использованием рельефа местности.
1.1 Требования к внутреннему очертанию тоннеля
Внутреннее очертание тоннеля нужно проектировать с учётом следующих требований:
1. Требование габарита. Транспортные тоннели строятся с использованием габарита приближения строений тоннеля. Для двухпутного железнодорожного тоннеля применяется габарит приближения строений «С».
2. Эксплуатационные требования. В соответствие с этими требованиями между внутренним очертанием обделки и габаритами внутреннего строения должны располагаться устройства и оборудования, обеспечивающие нормальную эксплуатацию тоннеля: светофор, освещение, подсветка контактного провода, трубопроводы, аварийные сигнализации, другие устройства.
3. Строительные требования. В соответствие с этими требованиями при проектировании тоннельного очертания внутренней обделки необходимо обеспечить зазор между критическими точками габарита и внутренним очертанием. Этот запас учитывает большие неточности, а так же осадки. В зависимости от инженерно-геологических условий принимаем 150мм и 350мм.
4. Требования безопасности. В соответствие с этими требованиями в ж.д. тоннелях для укрытия рабочего персонала при прохождение поезда устраиваются ниши через каждые 60 метров и камеры через 300 метров в шахматном порядке для техники.
5. Экономические требования . Использовать как можно более дешевые и качественные элементы тоннеля.
6. Минимальный объем работы. Искать более актуальные типы проходки ,то есть минимальность выработки.
1.2 Основные требования, предъявляемые к сборным тоннельным обделкам
Сборные тоннельные обделки должны обладать высокой прочностью, достаточной для того, чтобы успешно воспринимать все нагрузки и воздействия, возникающие в процессе строительства и эксплуатации тоннеля. В соответствии с требованиями нормативных документов, транспортные тоннели должны эксплуатироваться в течение ста лет после введения в эксплуатацию без проведения капитальных ремонтов и реконструкции, поэтому обделки тоннелей должны обладать достаточной для обеспечения этого срока долговечностью.
Одним из неблагоприятных факторов, усложняющих условия эксплуатации тоннеля и сокращающих межремонтные сроки, является обводнённость тоннеля. Для обеспечения благоприятных условий эксплуатации тоннеля, его обделка должна быть водонепроницаемой.
Особые требования предъявляются к тоннельным обделкам с точки зрения их огнестойкости. Обделка тоннеля не должна разрушаться под действием открытого огня и высоких температур, во всяком случае, в течение такого времени, которого будет достаточно для эвакуации людей из аварийного тоннеля.
Конструкция сборной тоннельной обделки должна быть экономичной, состоять из минимального числа типоразмеров элементов, удобно и безопасно монтируемых в кольцо
2. Проектирование конструкции тоннельной обделки
2.1 Внутреннее очертание обделки
Обделка по своему внутреннему очертанию и конструкции должна быть, по возможности, однотипной по всей длине тоннеля. В качестве материала тоннельной обделки может быть использован сборный железобетон, монолитный бетон и железобетон. Конструирование тоннельной обделки начинают с определения ее внутреннего очертания. Особенностью бетона, как основного материала для сооружения тоннельных конструкций, является небольшое сопротивление растяжению. Для лучшего использования прочности материалов и получение более экономичного решения следует стремиться к заданию очертания оси свода конструкции близкого по форме к рациональной. Для вертикальной нагрузки такая ось имеет вид квадратной параболы.
Форма и размеры поперечного сечения тоннеля определяются, прежде всего, его назначением. Внутри транспортного тоннеля должно быть свободное пространство, достаточное для пропуска подвижного состава, прохода людей, размещения необходимого оборудования и устройств. Поэтому проектируемое сечение должно удовлетворять утвержденному габариту приближения строений.
Для железнодорожного тоннеля применяется габарит приближения строений «С». Высоту габарита «С» принимаем Н=6400 (при подвеске с несущим тросом), ширину поверху - b=2040 мм.
На кривых участках требуется увеличение габарита. При минимальном радиусе кривой 1000м принимаем горизонтальное смещение точек габарита: Д1=Д5=Д6=40мм, Д2=440мм, Д3=810мм, Д4=170мм. Координаты т.4'': х=190мм, у=6620мм (где (0,0) - пересечение оси пути и УГР), ?м=600 мм.
2.2 Внешнее очертание обделки
После того как определено внутреннее очертание обделки, следует назначать его толщину. Предварительное (до расчёта) назначение размеров сечений обделки производится по приближённым формулам, полученным на основе опыта проектирования. Высота сечения обделки в замке dз (м) для однопутного железнодорожного тоннеля:
Dз = 0,6 - 0,07* f
Dз = 0,6 - 0,07* 7 = 0,11 м
Толщину стены dст определяют, при f ?6:
Dст= (1,0) * dз = 0,11 м.
Внешнее очертание сводовой и верхней половины стеновой части обделки повторяют ее внутреннее очертание. Минимальная толщина стен должна быть Dст =0,2 м, следовательно принимаем толщину стен Dст = Dз =0,2 м.
2.3 Проектирование лотковой части обделки
При проектировании тоннеля большое внимание уделяется вопросу выбора конструкции нижней (лотковой) части обделки. Выбираем обделку с обратным сводом, так как её целесообразно проектировать в неустойчивых (песчаных, глинистых, нарушенных скальных) и особенно в водонасыщенных породах, оказывающих на обделку всестороннее давление. Кривизну свода задают так, чтобы в нижней части сечения можно было разместить водоотводные лотки, а толщина балластного слоя под шпалами была не менее 25 см.
Двухпутные железнодорожные тоннели проектируются с двумя водоотводными лотками, размещёнными у стен.
2.4 Камеры и ниши
Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала в железнодорожных тоннелях предусматриваются ниши, располагаемые через 60 м с каждой стороны в шахматном порядке.
Для хранения ремонтного оборудования и укрытия путевой дрезины через каждые 300 м по обеим сторонам железнодорожного тоннеля сооружаются камеры.
Геометрическим параметрам задают следующие значения:
-при проектировании ниш; через каждые 60 м.
-при проектировании камер; через каждые 300м.
2.5 Описание конструкции портала
Переход тоннеля к выемке осуществляется при помощи портала для обеспечения устойчивости лобового и боковых откосов выемки, отвода воды с лобового откоса и архитектурного входа в тоннель. Портал тоннеля устраивается врезным с торцовой подпорной стеной.
Кроме торцовой стены, в состав портала входят водоотводная канава и первое кольцо обделки, в наибольшей степени подвергающееся выветриванию и иногда облицовываемое кладкой из естественного камня.
Торцовая стена связывается с первым кольцом обделки с помощью арматуры или отрезков прокатных профилей и опирается непосредственно на боковые откосы выемки, в которые заделывается на необходимую глубину.
Вода, стекающая с лобового откоса, перехватывается поперечной водоотводной канавой. Дно канавы располагают не ниже, чем на расстоянии 1,5 м от верха тоннельной обделки.
Ввиду возможного падения камней с лобового откоса и для предотвращения попадания их на пути, расстояние от низа лобового откоса до портальной стены принимают не менее 1.5 м, а парапет стены не менее чем на 0,5 м выше верха канавы.
2.6 Общие принципы проектирования сборных тоннельных обделок
Сборная обделка тоннеля представляет собой ряд последовательно установленных в подземной выработке колец, которые, в свою очередь, состоят из отдельных элементов Сборные элементы (сегменты) кольца обделки называются тюбингами или блоками.
Сборная тоннельная обделка
Как было указано выше, форма поперечного сечения сборной тоннельной обделки определяется, прежде всего, формой поперечного сечения проходческого щита, а размеры тоннеля зависят от его назначения. В данной работе Dвн=8800, Dв=9500
В некоторых случаях сборные обделки выполняют из композитных материалов (армометаллоблоки). Выбор материала для элементов сборной тоннельной обделки зависит в первую очередь от иженерно-геологических и гидрогеологических условий заложения тоннеля, разумеется, с учётом экономических факторов.
Кроме внутреннего диаметра тоннельной обделки (Dвн), определяемого назначением тоннеля, необходимо установить оптимальные размеры отдельных элементов её кольца, а именно: размер элемента вдоль оси тоннеля (b-ширина кольца обделки); центральный угол (б) элемента, определяющий его размер по дуге и толщину элемента (h). При назначении этих параметров сборной обделки следует руководствоваться следующими соображениями: чем больше размеры элементов, тем меньше швов между элементами обделки, а, следовательно, и меньше объём работ по их гидроизоляции; меньше операций по монтажу обделки; но вместе с тем вес каждого элемента возрастает, что требует применения более мощного монтажного оборудования; размеры элемента также увеличиваются, затрудняя условия их доставки и установки в кольцо обделки; возрастают значения изгибающих моментов в серединных сечениях элементов. Разумеется, что толщина элемента сборной обделки (правильнее называть этот размер «высотой сечения») уточняется в соответствии с результатами статических расчётов.
На начальном этапе проектирования все выше перечисленные параметры назначаются исходя из опыта проектирования аналогичных тоннелей. Высоту сечения элемента предварительно назначают, используя простые эмпирические формулы. Например:
h = kDвн (1.1.)
где, k - коэффициент, учитывающий материал обделки и конструкцию продольного стыка (k = 0,02 - 0,065).
Для данной обделки Dвн=8800, Dв=9500,h=350, к=0,04
2.7 Конструктивная схема чугунного тюбинга
Чугунный тюбинг представляет собой литой элемент.
Кольцо сборной чугунной обделки монтируется из ребристых элементов, называемых тюбингами. На рисунке представлено аксонометрическое изображение чугунного тюбинга.
Чугунный тюбинг: 1-спинка тюбинга; 2-продольный (радиальный) борт; 3 - поперечный (кольцевой) борт; 4 - дополнительное ребро жёсткости; 5 - болтовые отверстия; 6 - отверстие для нагнетания растворов за обделку.
В спинке тюбинга устраивается отверстие 6 для нагнетания растворов за обделку после её монтажа.
Тюбинги изготавливаются путём отливки в земляных формах. После отливки борта тюбинга обрабатываются на строгальном станке и в них по кондуктору просверливаются болтовые отверстия.
При больших нагрузках, действующих на обделку, в конструкцию тюбинга могут быть введены дополнительные продольные и поперечные рёбра жёсткости
Тюбинги с дополнительными рёбрами жёсткости: 1- спинка тюбинга; 2- болтовые отверстия; 3- продольный борт; 4- чеканочная канавка; 5- отверстие для нагнетания; 6- дополнительные продольные рёбра жёсткости; 7- поперечный борт; 8- дополнительное поперечное ребро жёсткости.
2.8 Конструкция чугунной тюбинговой обделки кругового очертания
Кольцо представленной чугунной обделки состоит из элементов трёх типов. Наибольшее число элементов имеют один типоразмер и поэтому эти элементы называют «нормальными» и обозначают буквой Н. Для удобства монтажа кольца под защитой хвостовой оболочки проходческого щита, в конструкцию обделки вводятся ещё два типа элементов. Два тюбинга типа С имеют скошенный под углом градусов внутрь кольца продольный борт («скошенные» или «смежные» элементы), а один тюбинг К имеет клиновидную форму с продольными бортами, скошенными сторону наружной поверхности обделки («замковый» или «ключевой» элемент). Этот тюбинг монтируется в последнюю очередь, заводясь в кольцо изнутри тоннеля в радиальном направлении. По мере монтажа кольца обделки тюбинги соединяются между собой болтовыми связями в продольных бортах. Соединение колец чугунной обделки между собой осуществляется при помощи болтовых связей, устанавливаемых по кольцевым (поперечным) бортам.
Как правило, в продольных (радиальных) стыках чугунных тюбинговых обделок устанавливаются болтовые связи, однако, в определённых условиях продольные стыки бывают шарнирными, цилиндрической формы и без болтовых связей. Для обеспечения правильного взаимного расположения тюбингов в кольце обделки, в конструкцию шарнирного стыка вводятся монтажные шпильки.
Количество тюбингов в кольце обделки зависит, в основном, от диаметра тоннеля, так как линейные размеры тюбинга, по условиям их отливки, ограничены величиной 2 метра. Зная внутренний диаметр обделки и конструкцию продольного стыка можно предварительно назначить высоту борта тюбинга hб, затем определяется диаметр разбивочной линии (Dразб.= Dвн + hб), по которой будут располагаться болтовые отверстия в поперечных (кольцевых) бортах. Рекомендуется устанавливать болтовые связи по кольцевому борту с шагом 400 - 450 мм. Учитывая, что размер тюбинга по дуге рекомендуется принимать не более 2000 мм, по кольцевому борту каждого тюбинга располагают 3 или 4 болтовых отверстия (см.рисунок)
Таким образом, число длину тюбингов в кольце обделки можно определить по формуле:
L= =1.95 м
Ширина кольца обделки, то есть размер тюбинга по продольному борту b, в отечественных чугунных обделках принят равным 1,0 м. для обделок перегонных тоннелей и 0,75 м для станционных тоннелей метрополитенов.
2.9.1 Обделка из чугунных тюбингов с плоским железобетонным лотковым элементом
Соединение лоткового элемента со смежными с ним предлотковыми тюбингами обеспечивается благодаря установке в железобетонный элемент закладных деталей, обеспечивающих установку болтовых связей
Соединение железобетонного лоткового элемента с чугунным тюбингом: 1- железобетонный элемент; 2- чугунный тюбинг; 3- четырёхгранник на головке болта; 4 - болт; 5- шайба; 6- чеканочная канавка; 7- закладная втулка с гайкой; 8 -анкер.
Ширина плоской поверхности лоткового элемента Bл и соответственно его центральный угол определяются удобством расположения на этой плоскости двух откаточных путей. В существующих конструкциях обделок с плоским лотковым элементом Вл находится в пределах 2,2 - 2,7 метра.
Основным недостатком рассмотренной конструкции является невозможность осуществления перевязки продольных стыков, что приводит к снижению жёсткости обделки относительно предыдущего варианта. Однако, если в конструкцию обделки ввести ещё один тип тюбинга, можно добиться перевязки продольных стыков обделки за исключением стыков между лотковым элементом и смежными с ним тюбингами. Тюбинг этого типа равен половине нормального тюбинга и поэтому получил название «половинного» П. Половинный тюбинг устанавливается рядом с лотковым элементом поочерёдно то слева, то справа от него, благодаря чему все продольные стыки смещаются то в одну, то в другую сторону относительно вертикальной оси тоннеля (см.рисунок)
При определении количества «длинных» тюбингов в кольце обделки с плоским лотком следует иметь в виду, что длина разбивочной линии Lразб. определяется без учёта длины дуги, приходящейся на лотковый элемент, а если в обделке предусмотрена перевязка продольных стыков, необходимо учесть ещё два болтовых отверстия половинного тюбинга.
L половинного тюбинга =1,95/2=97,5м
3. Расчёт тоннельных обделок
Конструкции подземных сооружений рассчитывают на наиболее невыгодные (основные и особые) сочетания нагрузок и воздействий.
Основные сочетания включают: собственный вес конструкции, горное и гидростатическое давление, длительно действующие временные нагрузки и факторы, кратковременные нагрузки от наземного и внутритуннельного транспорта, а также воздействия, возникающие в процессе сооружения тоннеля.
Особые сочетания состоят из постоянных нагрузок, наиболее вероятных временных и одной из особых (сейсмической или другой) нагрузок или воздействий.
Вес железнодорожного подвижного состава в устойчивых грунтах передается непосредственно на грунт, а при наличии обратного свода - через него.
В обоих случаях воздействие подвижного состава в малой степени влияет на усилие в верхней, наиболее напряженной части обделки.
Нормативные строительные нагрузки принимают в соответствии с конкретными характеристиками используемого при сооружении тоннеля оборудовании.
Расчетные нагрузки получают умножением нормативных нагрузок на коэффициенты перегрузки n, значение которых принимается с учетом характера влияния данной обделки (нагрузки) на работу конструкции.
3.1 Постоянные нагрузки и воздействия (монолитный)
Постоянный -вес грунта или горное давление ,гидростатическое давление, собственный вес, вес от сооружения на поверхности.
3.2 Нагрузка от горного давления
Определим величину пролёта свода обрушения:
L = B + 2*h*tg(45° - цк/2)
L = 6+ 2*8,5*tg(45-(arctg7)/2) = 7,2м.
arctg7=81,86989764
где к - значение кажущегося угла внутреннего трения грунтового массива в пределах сечения тоннельной обделки. Определим высоту свода обрушения:
h1 = L/ (2*f)
h1 = 7,2/ (2*7)=0,51 м
Нормативное горное давление - вертикальное и горизонтальное - определяется по формулам:
qн=*h1=2,8*0,51 =1,4 тс/м2
рн в = 2,8*(0,51 +0,5*8,5)*tg2 (4,06) = 0,064 тс/м2.
-плотность грунта,, h1- высота свода обрушения
Определим расчётные значения горного давления:
qрасч = qн*з = 1,4*1,2 = 1,65 тс/м2;
рр в= рн в*з=0,064*1,5=0,097 тс/м2
3.3 Нагрузка от гидростатического давления
Гидростатическое давление следует учитывать при расчете конструкций тоннеля или его части, расположенных ниже уровня подземных вод.
qн = гw*hw; hw-
qнв = 1*(31,5) = 31,5 тс/м2;
qнн= 1*(40) = 40 тс/м2;
qрасчв = qнв*з =31,5*1,1=34,65 тс/м2
qрасч н= qнн*з =40*1,1 = 44 тс/м2.
3.4 Нагрузка от собственного веса
Нагрузка от собственного веса определяется по проектным размерам конструкции и объёмному весу материала.
Вертикальная нагрузка от собственного веса обделки по предварительно заданным размерам сечений (удельный вес бетона гб = 24 кН/м3) суммируется с вертикальной нагрузкой от горного давления.
Площадь сечения обделки щ вычисляем по формуле
щ = (рRІн/2) - (рRІвн/2)
щ = (3,14•3,0І/2) - (3,14•2,8І/2) =14,13 - 12,3088 = 1,82 мІ,
где Rн - наружный радиус свода обделки;
Rвн - внутренний радиус свода обделки.
где - вес 1 п.м. свода обделки, - пролет свода
qн = (2,4*1,82)/7,2 = 0,6 тс/м2.
qрасч = qн*nq = 0,6 *1,2 = 0,72 тс/м2
3.5 Постоянные нагрузки и воздействия (сборный)
Определим величину пролёта свода обрушения:
L=Dн*(1+2tg(45- цк /2))=9,5*(1+2tg(45-81,86989764/2))=10,85м
цк = arctg7=81,86989764
Определим высоту свода обрушения:
h1 = L/ (2*f)
h1 = 10,85/ (2*7)=0,77 м
Нормативное горное давление - вертикальное и горизонтальное - определяется по формулам:
qн=*h1=2,8*0,77 =2,0 тс/м2
рн в = 2,8*(0,77 +0,5*9,5)*tg2 (4,06) = 0,075 тс/м2
Определим расчётные значения горного давления:
qрасч = qн*з = 2,0*1,2 = 2,4 тс/м2;
рр в= рн в*з=0,075*1,5=0,1125 тс/м2
3.6 Нагрузка от гидростатического давления
Гидростатическое давление следует учитывать при расчете конструкций тоннеля или его части, расположенных ниже уровня подземных вод.
qн = гw*hw
qнв = 1*(30,5) = 30,5тс/м2;
qнн= 1*(40) = 40 тс/м2;
qрасчв = qнв*з =30,5*1,1=33,22 тс/м2
qрасч н= qнн*з =40*1,1 = 44 тс/м2
3.7 Нагрузка от собственного веса
Нагрузка от собственного веса определяется по проектным размерам конструкции и объёмному весу материала.
Вертикальная нагрузка от собственного веса обделки по предварительно заданным размерам сечений (удельный вес бетона гб = 24 кН/м3) суммируется с вертикальной нагрузкой от горного давления.
Площадь сечения обделки щ вычисляем по формуле
щ = (рRІн) - (рRІвн) = (3,14•4,75І/2) - (3,14•4,4І/2) =70,88 - 60,82 = 10,06 мІ
где Rн - наружный радиус свода обделки;
Rвн - внутренний радиус свода обделки.
где - вес 1 п.м. свода обделки, - пролет свода
qн = (2,4*10,06)/10,85 = 2,22 тс/м2.
qрасч = qн*nq = 2,22 *1,2 = 2,66 тс/м2.
3.8 Расчётная схема и основная система
Монолитные тоннельные обделки являются статически неопределимыми конструкциями. Поэтому их напряженное состояние сильно зависит от смещений пятовых сечений сводов, которые в связи с этим следует рассматривать как упруго заделанные в грунт или стены.
Расчетную схему обделки выбирают в соответствии с характером конструкции и ее окружающих грунтов, а также в зависимости от условий работ, на всех этапах производства которых обделка в целом или ее отдельные части должны обладать достаточной прочностью и устойчивостью.
Свод в упругой среде. Под действием внешних активных нагрузок тоннельная обделка деформируется, изменяя своё положение относительно контура выработки. На той части контура, где перемещения обделки происходят в сторону выработки, обделка деформируется свободно, не взаимодействуя с грунтом. Эта часть контура носит название безотпорного участка и характеризуется возникновением значительных изгибающих моментов. На остальной части контура тоннельная обделка смещается в сторону грунта, вызывая с его стороны сопротивление - упругий отпор, ограничивающий деформации конструкции и возникающие в ней изгибающие моменты.
В обделках замкнутого очертания стены жестко связаны концами обратного свода, покоящегося на упругом основании. В этом случае упругую среду заменяют упругими опорами на всем контуре взаимодействия обделки с грунтом.
4. Основы статического расчета обделки горного тоннеля
Расчет тоннельных обделок выполняется по методу заданных нагрузок с учетом гипотезы Фаусса-Ванклера местных деформаций.
Под действием внешних активных нагрузок, тоннельная обделка рис.5 деформируется, изменяя свое положение относительно контура выработки.
На той части контура, где перемещения обделки происходит в сторону выработки, обделка деформируется свободно, не взаимодействуя с грунтом. Эта часть контура носит название безотпорного участка и характеризуется возникновением значительных изгибающих моментов. На остальной части контура тоннельная обделка смещается в сторону грунта, вызывая с его стороны сопротивление - упругий отпор, ограничивающий деформации конструкции и возникающие в ней изгибающие моменты.
Согласно гипотезе Фаусса-Ванклера напряжения и местные деформации связаны прямой пропорциональностью:
=kU
где k- коэффициент упругого отпора грунта (коэффициент Постели), кН/м3
Согласно этой гипотезе нагрузка вызывает осадки поверхности лишь в точке ее приложения (местные деформации). В действительности же при рассмотрении среды как линейно-деформируемой нагрузка, приложенная на любой площадке, вызывает осадку всей поверхности упругого массива (общие деформации).
Коэффициент упругого отпора не является физико-механической характеристикой грунта, т.к. зависит не только от его свойств, но и от целого ряда трудно учитываемых факторов (форм и размеров площади основания, интенсивности нагрузки, условий залегания грунтов, жесткости конструкции).
Таблица объёмов работ на 1 пм тоннеля(монолитный)
Показатель |
Единица измерения |
Объём |
|
Разработка породы |
м3 на 1 пм |
47,77 |
|
Гидроизоляция (бетонирование) |
м2 на 1 пм |
9,17 |
Таблица объёмов работ на 1 пм тоннеля(сборный)
Показатель |
Единица измерения |
Объём |
|
Разработка породы |
м3 на 1 пм |
70,8 |
|
Гидроизоляция (бетонирование) |
м2 на 1 пм |
10,06 |
Список используемой литературы
1) «Тоннели и Метрополитены»: учебник для ВУЗов. В.Г. Храпов, Е.А. Демешко, С.Н. Наумов и др., Под ред. В.Г. Храпова. - М.: Транспорт, 1989. 383 с.
2) СНиП II-44-78. Часть II. «Тоннели железнодорожные и автодорожные».
3) МУ «Проектирование тоннелей сооружаемых горным способом»: А.А. Гринев, А.Е. Слемзин. 1988. 32 с.
4) «Справочник инженера-тоннельщика»: Г.М. Богомолов, Д.М. Голицынский, С.И. Сеславинский и др., под ред. В.Е. Меркина, С.Н. Власова, О.Н. Макарова- М.: Транспорт, 1993. 389 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные физико-механические характеристики горной породы. Проектирование трассы горного тоннеля в профиле, конструкций обделки, порталов и дополнительных обустройств. Определение нагрузок и других параметров обделки и грунта. Статический расчет обделки.
курсовая работа [234,5 K], добавлен 27.11.2012Инженерно-геологические условия, свойства грунтов и требования к ним. Материалы конструкций обделок. Расчетное сечение 1–1. Внутренние усилия в обделке туннеля в период эксплуатации. Проверка прочности сечений. Расчет параметров железобетонной обделки.
курсовая работа [399,6 K], добавлен 01.05.2015Геометрические элементы плана трассы. Определение площади вентиляционных каналов. Расчет тоннельных обделок. Суммарный требуемый расход воздуха для вентиляции тоннеля. Назначение основных размеров обделки и определение нагрузок. Система пологого свода.
курсовая работа [462,6 K], добавлен 21.09.2011Вид конструкции тоннеля, требования к бетону и бетонируемой поверхности. Основные требования к вяжущему материалу, заполнителям, воде и смазке, к приготовлению и транспортированию бетонной смеси. Конструкция опалубки, проведение опалубочных работ.
курсовая работа [584,0 K], добавлен 08.01.2015План и продольный профиль трассы. Инженерно-геологическое изыскание тоннеля. Материалы тоннельных конструкций. Конструкция обделок, порталы, камеры и ниши, дренажные устройства, водоотводные устройства. Верхнее строение пути, вентиляция тоннелей.
курсовая работа [505,6 K], добавлен 22.04.2013Проектирование поперечного сечения, продольного профиля и плана автодорожного тоннеля. Специфика расчета конструкций. Вентиляция и водоотведение, проведение связи, электроснабжения, автоматики. Технология осуществления горных работ при сооружении тоннеля.
курсовая работа [425,4 K], добавлен 23.11.2013Определение расчетного уровня высоких вод, коэффициента общего и местного размыва. Выбор оптимальной схемы моста. Расчет нагрузок от собственного веса конструкции. Определение расчетного усилия на сваю от нагрузки. Схема и этапы производства работ.
курсовая работа [634,6 K], добавлен 16.03.2015Выбор конструктивной схемы и общая компоновка здания. Конструирование деревянных трехшарнирных гнутоклеёных рам. Сбор нагрузок на покрытие от собственного веса и снега. Расчет прогона на прочность. Статический расчет, усилия в раме от ветровой нагрузки.
курсовая работа [467,7 K], добавлен 04.03.2016Показатели и классификация клееных арок. Клееные арки кругового и стрельчатого очертания. Распорные системы треугольного очертания. Примеры зданий и сооружений с применением клееных арок. Принципы создания пространственных конструкций блочного типа.
презентация [6,3 M], добавлен 24.11.2013Составление схемы железобетонного моста под однопутную железную дорогу через несудоходную реку. Нормативные нагрузки на пролетное строение. Расчет балки по прочности. План и профиль тоннельного пересечения. Задачи периодических осмотров состояния тоннеля.
курсовая работа [400,3 K], добавлен 26.03.2019Проект фундаментов административного здания в 10 этажей: конструкция сооружения, нагрузки; привязка к инженерно-геологическому разрезу. Определение основных размеров, разработка конструкций свайных фундаментов; расчет стабилизационной осадки оснований.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 05.04.2011Схема расположения колонн, плит, ригелей. Выбор конструкции перекрытия. Расчет пролета панелей, нагрузки на 1 погонный метр. Конструирование колонны первого этажа, фундамента для нее. Техника безопасности при арматурных, опалубочных и бетонных работах.
курсовая работа [354,4 K], добавлен 26.03.2012Постоянные и временные нагрузки от подвижного состава и пешеходов. Горизонтальные поперечные удары. Ледовая и ветровая нагрузки, гидростатическое выталкивание. Определение нагрузки на голову сваи и несущей способности сваи. Нагрузка от толпы на тротуаре.
курсовая работа [54,9 K], добавлен 22.06.2012Конструктивная схема неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания. Сбор нагрузок на покрытие от собственного веса. Расчет по предельному состоянию первой группы на прочность, узла опирания прогона на раму.
курсовая работа [460,4 K], добавлен 03.04.2009Анализ классификации и устройства железнодорожных тоннелей, служащих для преодоления высотного или контурного препятствия: горного хребта, участка оползней, водотока. Инженерные системы, необходимые для нормального функционирования автодорожного тоннеля.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 14.12.2011Ограждающие конструкции покрытия для неотапливаемого здания. Определение нагрузки на м2 горизонтальной проекции здания. Расчет спаренного прогона, на который опирается двойной дощатый настил. Определение несущей конструкции покрытия в виде клееной балки.
курсовая работа [5,3 M], добавлен 12.03.2013Проектирование утепленной плиты для покрытия зерносклада. Определение способов укладки плиты, проведение расчета нагрузки ветровой, силовой и собственного веса. Оценка прочности и устойчивости плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов арки.
курсовая работа [418,7 K], добавлен 04.10.2010Понятие временных и подвижных нагрузок, характер их влияния на строительные конструкции. Выявление закона изменения рабочего фактора напряженно-деформированного состояния конструкции как основная задача расчета сооружения на действие подвижной нагрузки.
презентация [89,4 K], добавлен 25.09.2013Описание геометрической схемы конструкции птичника. Расчет рамы, ветровой нагрузки, проверка прочности биссектрисного сечения, конструктивный расчет. Проверка сечения арки на скалывание по клеевому шву. Меры защиты конструкций от загнивания и возгорания.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 02.10.2010Расчет веса вертикальной конструкции. Определение центра тяжести аппарата. Выбор крана по длине стрелы и грузоподъёмности. Расчет стропов, оттяжек, траверса, шарнира, монтажных штуцеров, транспортной операции. Техника безопасности при монтаже конструкции.
контрольная работа [2,4 M], добавлен 12.11.2014