Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Мосты и транспортные тоннели»

И.А. Осокин, А.С. Пермикин

Проектирование железнодорожных тоннелей

Екатеринбург Издательство УрГУПС 2016

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Мосты и транспортные тоннели»

И.А. Осокин, А.С. Пермикин

Проектирование железнодорожных тоннелей

Учебно - методическое пособие по курсовому проектированию по дисциплине «Тоннельные пересечения на железных дорогах» для студентов специальности

270201 – «Мосты и транспортные тоннели» дневной формы обучения

Екатеринбург Издательство УрГУПС 2016

Оглавление

1. Задание на курсовую работу и исходные данные 6

2. Содержание проекта 10

3. Оформление проекта 10

4. Методические рекомендации по выполнению курсового проекта 11

   1. .Общие указания 11

   2. .Проектирование плана и продольного профиля 12

   3. .Назначение поперечного сечения тоннеля 20

      1. .Внутреннее очертание обделок и габариты 20

      2. .Конструирование вентиляционных каналов 23

      3. .Расчет площади вентиляционных каналов 25

   4. .Конструирование тоннельных обделок 28

   5. .Материалы тоннельных обделок 37

5. Эскизные расчеты вариантов тоннельной обделки 39

1. Расчетные нагрузки 39

2. Внутренние усилия 44

3. Проверка прочности сечений обделки 44

4. Выбор рекомендуемого варианта обделки 47

5. Конструирование и расчет обделки рекомендуемого варианта 48

Приложение 1 49

Приложение 2 52

Литература 53

Данное методическое пособие составлено, для облегчения выполнения курсового проекта по дисциплине «Проектирование тоннелей». В методическом пособии представлены все необходимые справочные материалы, что облегчает поиск и позволяет оптимизировать время на выполнение курсового проекта, а также закрепить полученные знания на лекционных и практических занятиях.

Цель курсового проекта – углубить и закрепить учебный материал по дисциплине «Проектирование и строительство тоннелей», а также получить практические навыки при принятии проектных решений, касающихся трассирования тоннельных переходов, назначения поперечного сечения тоннеля, расчета и конструирования его обделки.

Тема курсового проекта – трассирование тоннельных переходов, назначение поперечного сечения тоннеля, расчета и конструирования его обделки.

1. Задание на курсовую работу и исходные данные

Географическое положение района строительства тоннеля принимается по заданному варианту в соответствии с табл. 1.1.

Таблица 1.1

Вариант	Наименование района строительства	Средняя температура самого холодного месяца, 0С	Глубина промерзания, м
1	Карпаты	-5	Формула 5.4, п. 5.5.4 СП 22.13330.2011
2	Урал	-18
3	Кавказ	-3
4	Алтай	-32

Технические характеристики железной дороги приведены в табл. 1.2,

1.3 и 1.4.Данные для выполнения проекта определяются в соответствии с заданным вариантом.

Таблица 1.2

Вариант	Техническая категория железной дороги	Расчетный интервал движения, мин	Расчетная скорость движения, км/ч
1	I	5	80
2	II	8	60
3	III	10	50
4	IV	15	40

Таблица 1.3

Техническая категория железной дороги	Максимальный руководящий уклон, ‰	Максимальный алгебраическая разность уклонов смежных элементов профиля, ‰	Минимальная длина элемента продольного профиля, м	Радиусы круговых кривых, м
I	15	4	250	4000 – 2500
II	20	5		4000 – 2000
III	30	7	200	4000 – 1200
IV	40	8		2000 – 1000

Исходным материалом для трассирования тоннеля служат топографические карты района строительства, представленные в приложении 1.

Начальной и конечной точками трассы являются точки, обозначенные буквами А и В.

За нулевой принимается пикет начальной точки трассы.

Каждому выполняющему проект задается один из трех вариантов состава транспортного потока, приведенных в табл. 1.4.

В настоящем проекте предусматривается, что в состав транспортных средств, проходящих тоннель, входят как односекционные, так и двухсекционные тепловозы.

Каждому из выполняющих проект предлагается два варианта горно- геологических условий в районе перевала, приведенных в табл. 1.5. Один из типов горно-геологических условий принимается для участка тоннеля со стороны пункта А, а другой – принимается для участка тоннеля со стороны пункта В в соответствии с заданием.

Исходные данные на курсовой проект шифруются шестизначным числом.

Порядок его расшифровки показан на рис. 1.2.

Район строительства

Вариант плана

Горно-геологические условия со стороны пункта В

Рис. 1.2. Шифр исходных данных

Например, изображенному на рис. 1.2 числу 121423 соответствуют: район строительства – Карпаты (см.табл. 1.1); техническая характеристика железной

дороги – по варианту 2 (см.табл. 1.2); вариант плана (см. приложение 1); горно- геологические условия со стороны пункта А – по типу пород 4 (см.табл. 1.5); горно-геологические условия со стороны пункта В – по типу пород 2 (см.табл. 1.5); качественный состав движения – по варианту 3 (см. табл. 1.4). Шифр исходных данных проставляется на стандартном бланке задания на курсовой проект (форма Б1 в приложении 2).

Таблица 1.4

Вариант	Дизельные локомотивы	Количество секций	Расход топлива на холостом ходу gs, кг/мин (для 1 секции)
1	2ТЭ116	1	0,5
	2ТЭ10	2	0,76
	2ТЭ25А	2	0,56
2	2М62	2	0,8
	2ТЭ10	1	0,76
	2ТЭ25К	2	0,56
3	2ТЭ116	1	0,5
	2М62	1	0,8
	2ТЭ10М	2	1,14
4	2ТЭ116	1	0,5
	2ТЭ10	2	0,76
	2М62	1	0,8
5	2М62	2	0,8
	2ТЭ10М	1	1,14
	2ТЭ10	2	0,76

Таблица 1.5

Тип пород	Наименование и характеристика горных пород	f	ρ	Вт	Kр*105	φ,˚	hω	kф	ε
1	Песчаник плотный	6,0	27	1,1	16	76	-	-	1
2	Мергель крепкий	6,0	26	1,2	15	74	-	-	1
3	Песчаник глинистый	5,6	25	0,9	11	70	-	-	1
4	Известняк мергелистый	5,4	23	0,8	10	68	-	-	1
5	Сланцы крепкие	4,8	25	0,7	9	66	-	-	1
6	Песчаник на известковом цементе	4,4	24	0,7	8	66	-	-	1
7	Конгломераты из осадочных пород	4,0	25	0,6	7	64	-	-	1
8	Гранит крупнозернистый выветрившийся	3,8	25	0,6	6	60	12	1÷20	0,98
9	Среднезернистые выветрившиеся граниты	6,6	25	0,6	6	64	8	0,5÷2,0	0,98
10	Мергель средней плотности	3,2	23	0,5	6	60	10	0,5÷2,0	0,98
11	Песчаник выветрившийся	2,8	22	0,3	6	60	12	0,8÷3,0	0,97
12	Сланцы средней крепости слабо выветрившиеся	2,8	26	0,5	6	62	8	0,5÷1,0	0,99
13	Сланцы выветрившиеся	2,6	25	0,3	5	60	11	0,2÷3,0	0,99
14	Диориты крупнозернистые выветрившиеся	3,0	25	0,25	6	62	15	1,0÷2,0	0,97
15	Доломит выветрившийся	4,2	26	0,25	4	62	16	0,2÷2,0	0,98
16	Гнейсы крупнозернистые выветрившиеся	3,2	25	0,20	4	60	20	0,5÷1,0	0,97
17	Змеевик выветрившийся	3,0	24	0,25	5	60	16	0,5÷1,0	0,98
18	Граниты выветрившиеся	3,8	25	0,30	5	60	12	1,0÷3,0	0,98