1. Обделка в виде пологого свода, опертого на массивные стены

1.1 Назначение основных размеров обделки и определение нагрузок

Обделку тоннеля примем из монолитного тяжелого бетона класса В30. Основные размеры обделки назначаем с учетом размещения внутри тоннеля транспортной зоны, определяемой габаритом приближения строений Г – 8,5, вентиляционных каналов необходимого поперечного сечения и инженерно – геологических условий строительства. Характеристика монолитной тоннельной обделки приведена в табл. 3.1.

Геометрические характеристики обделки:

Таблица 3.1

Наименование	Единица	Значение
Толщина свода в замке, hз	мм	600
Толщина свода в пяте, hп	мм	780
Полупролет свода в свету, B′	мм	10850
Радиус внутреннего очертания свода, Rвн	мм	13563
Угол наклона к вертикали сечения, φп	º	72,26
Толщина стены, b′ст	мм	1050
Ширина подошвы стены, bст	мм	1320
Высота стены по внешнему очертанию обделки, h′′ст	мм	7066

φ_п = 72,26° = 1,261; sin φ_п = 0,952; cos φ_п = 0,305

Стрела подъема внутреннего очертания обделки:

Проекции высоты сечения свода обделки:

Расчетный полупролет свода обделки:

Радиус очертания оси свода обделки:

;

Расчетная стрела подъема оси свода обделки:

; (3.6)

Полная высота стены обделки:

; (3.7)

Высота стены от подошвы до центра тяжести сечения свода в пяте:

; (3.8)

Полупролет выработки:

; (3.9)

Высота выработки:

; (3.10)

Изгибная жесткость сечения свода в замке (при расчетной ширине сечения 1м):

; (3.11)

Для определения изгибающих моментов и нормальных сил в сечениях свода последний рассматривают как пологий, опирающийся на массивные стены.

Положение упругого центра свода обделки определим по формулам (3.12) – (3.14).

; (3.12)

;

; (3.13)

;

; (3.14)

; (3.15)

Нагрузку от вертикального горного давления найдем с учетом сводообразования. Полупролет свода обрушения определим по формуле (3.16):

; (3.16)

;

Высота свода обрушения равна:

; (3.17)

;

Т.к. , условие:

(3.18)

выполняется и следовательно сводообразование возможно.

Нормативная нагрузка от вертикального горного давления, при К_р=1,6:

; (3.19)

;

Расчетная нагрузка от вертикального горного давления при коэффициенте перегрузки n=1.5:

; (3.20)

Нагрузка от собственного веса:

Расчетная равномерно распределенная по пролету обделки нагрузка от собственного веса свода при коэффициенте перегрузки .

(3.21)

Суммарная расчетная нагрузка от вертикального горного давления и собственного веса свода:

; (3.22)

кН/м²;

Расчетный собственный вес стены/приближенно/ на 1метр погонной длины тоннеля при коэффициенте перегрузки n₄=1.2 :

; (3.23)

Постоянная нагрузка от горизонтального горного давления:

; (3.24)

кН/м²;

Расчетная горизонтальная нагрузка:

(3.25)

Принимаем по [3] .

кН/м²;