- •Заочный факультет подводные тоннели, сооружаемые щитовым способом
- •Введение
- •1. Состав и содержание проекта
- •2. Продольный профиль и план тоннелей
- •3. Проектирование тоннельных обделок кругового очертания
- •3.1. Внутреннее очертание обделок
- •3.2. Выбор конструкций обделок
- •Зависимость типа обделки от геологических условий
- •3.3. Конструирование обделок кругового очертания
- •3.3.1. Определение основных параметров обделок
- •3.3.2. Обделки из чугунных тюбингов
- •3.3.3. Железобетонные обделки
- •4. Статический расчет тоннельных обделок кругового очертания
- •4.1. Определение нагрузок
- •Выбор коэффициента надежности по нагрузке
- •4.2. Статический расчет обделок
- •4.3. Прочностные расчеты сборных круговых обделок . Общие положения
- •Проверка прочности сечений железобетонных обделок и расчет армирования
- •5. Производство работ по сооружению тоннеля щитовым способом
- •5.1. Общая организация работ
- •5.2. Выбор схемы проходческого щитового комплекса
- •5.2.1. Общие положения
- •5.2.2. Выбор типа щита
- •5.2.3. Конструирование и расчет щита
- •Размеры элементов корпуса щита
- •5.2.4. Выбор типа укладчика тоннельной обделки
- •5.3. Организация и комплексная механизация работ по сооружению тоннеля
- •5.3.1. Проходка тоннелей немеханизированными щитами в различных инженерно-геологических условиях
- •5.3.2. Проходка тоннелей механизированными щитами
- •5.3.3. Погрузка и транспортировка грунта
- •5.3.4. Возведение тоннельных обделок
- •5.3.5. Первичное и контрольное нагнетание раствора, гидроизоляция стыков и отверстий
- •5.3.6. Циклограмма на сооружение участка тоннеля
- •Библиографический список
- •Приложение
- •Значения расчетных характеристик грунтов
- •Технические характеристики щитов
- •Технические характеристики роторных щитов с активным пригрузом забоя
- •Технические характеристики щитовых проходческих комплексов
- •Содержание
4. Статический расчет тоннельных обделок кругового очертания
Расчету подлежит вариант обделки, согласованный с руководителем проектирования.
Главной задачей статического расчета конструкций тоннельных обделок кругового очертания является оценка их несущей способности. В основу этой оценки положен расчет обделок по предельным состояниям. Для этого необходимо определить напряженно-деформированное состояние конструкции, то есть рассчитать величины внутренних усилий и деформаций в обделке. Полученные величины этих усилий сравниваются с предельно допустимыми, т.е. оценивается прочность наиболее напряженных сечений обделки.
4.1. Определение нагрузок
Расчет конструкций обделок следует производить на наиболее невыгодное, но реальное сочетание нагрузок и воздействий, которые могут действовать одновременно при строительстве или эксплуатации сооружения. При этом следует рассматривать основные и особые сочетания нагрузок.
Основные сочетания состоят из постоянных нагрузок и воздействий (нагрузок от горного давления, наружного гидростатического давления, собственного веса конструкции и насыпного грунта, сохраняющихся усилий от предварительного обжатия обделки); длительно действующих временных нагрузок (нагрузок от морозного пучения грунта, от температурных деформаций, от усадки бетона и т. д.) и кратковременных нагрузок (от веса транспортного и монтажного оборудования, давления щитовых домкратов, нагнетания раствора за обделку и т. п.).
Особые сочетания состоят из постоянных нагрузок и воздействий, наиболее вероятных временных и одной из особых нагрузок (сейсмического или взрывного воздействия; нагрузок, вызванных неравномерными деформациями основания и т. п.).
Все нагрузки, входящие в состав основных и особых сочетаний, являются нормативными. В соответствии с действующими нормами статический расчет тоннельных обделок по первой группе предельных состояний (на прочность) производят на расчетные нагрузки, которые определяются умножением их нормативных значений на коэффициенты надежности по нагрузке (см. табл. 4.1).
В курсовом проекте допускается расчет только на основные сочетания нагрузок.
При расчете обделок, сооружаемых щитовым способом при глубоком заложении тоннеля, учитывают следующие постоянные силовые воздействия: нагрузки от горного давления, гидростатическое давление (в водонасыщенных грунтах), собственный вес конструкции.
Нагрузки от горного давления являются главным внешним силовым фактором. При расчете конструкций, работающих в режиме заданных нагрузок, величина нагрузки от горного давления определяется как вес грунта в объеме возможной зоны разрушения грунта в окрестности незакрепленной выработки и в значительной степени зависит от несущей способности вышележащих грунтов [7]. При этом горное давление представляется в виде внешней вертикальной q и горизонтальной p нагрузок на конструкцию обделки. Эти нагрузки, в зависимости от глубины заложения тоннеля и свойств окружающих грунтов, определяют либо в соответствии с гипотезой сводообразования, либо от веса всей толщи грунтов над тоннелем.
Таблица 4.1