- •1. Исходные данные для проектирования
- •2. Расчет геометрических элементов плана и продольного профиля тоннельного перехода
- •2.1 Расчет геометрических элементов плана трассы
- •2.2 Расчет геометрических элементов продольного профиля трассы
- •3. Расчет искусственной поперечной системы вентиляции
- •Варианты конструкции тоннельной обделки
- •1. Обделка в виде пологого свода, опертого на массивные стены
- •1.1 Назначение основных размеров обделки и определение нагрузок
- •3. Расчет искусственной поперечной системы вентиляции
- •2. Обделка в виде пологого свода, опертого на массивные стены
- •2.1 Назначение основных размеров обделки и определение нагрузок
- •Определение расчетных нагрузок
- •Определение внутренних усилий в сечениях свода обделки
- •Проверка прочности сечений обделки
- •3.3 Монолитная круглая обделка
3. Расчет искусственной поперечной системы вентиляции
Для I технической категории дороги расчетная интенсивность движения в обоих направлениях равна Ia = 1200 автомобилей в час; расчетная скорость движения Va = 80 км/ч.
а) найдем часовой расход топлива автомобилем каждой марки на нулевом продольном уклоне и на высоте 0…400 м над уровнем моря:
где qт.i – удельный расход топлива автомобилем определенной марки при расчетной скорости движения Va, л/100 км;
ρт – плотность топлива (0,74 – для бензина, 0,81 – для дизельного топлива).
Удельный расход топлива для автомобилей:
ВАЗ-2101 7,5 л/100 км; МАЗ-514 48,5 л/100 км;
«Москвич-412» 8,0 л/100 км; МАЗ-500А 33,0 л/100 км;
ГАЗ-24 10,0 л/100 км; КрАЗ-258 50,0 л/100 км;
ЗИЛ-130 40,0 л/100 км; КаМАЗ-5410 40,4 л/100 км.
ГАЗ-53А 36,0 л/100 км;
ПАЗ-672 30,0 л/100 км;
Часовой расход топлива для автомобилей:
ВАЗ-2101 4,440 кг/ч; МАЗ-514 31,428 кг/ч;
«Москвич-412» 4,736 кг/ч; МАЗ-500А 21,384 кг/ч;
ГАЗ-24 5,920 кг/ч; КрАЗ-258 24,300 кг/ч;
ЗИЛ-130 23,680 кг/ч; КаМАЗ-5410 26,179 кг/ч.
ГАЗ-53А 21,312 кг/ч;
ПАЗ-672 17,760 кг/ч;
б) определим расход топлива одним «осредненным» транспортным средством:
в) найдем количество окиси углерода СО, выделяемое «осредненным» транспортным средством на высоте 700…750 м над уровнем моря:
г) по участкам с постоянными уклонами (2 участка) определим требуемый расход воздуха по условию снижения содержания СО до допустимой нормы:
где Ia – часовая интенсивность автомобильного движения по одной полосе тоннеля, автомоб./ч;
Lj – длина участка тоннеля с одним постоянным уклоном, км;
∆ – предельно допустимая концентрация СО в воздухе транспортной зоны тоннеля, ∆ = 150 мг/м3;
Акарб. и Адиз. – доли транспортных средств с карбюраторными и дизельными двигателями в общем потоке;
– коэффициенты, учитывающие влияние продольного уклона проезжей части тоннеля на подъеме и спуске соответственно для транспортных средств с карбюраторными и дизельными двигателями.
Продольный профиль трассы тоннельного перехода – двускатный:
1) при уклоне 30‰ и скорости движения Va = 80 км/ч
спк = 1,2; сск = 0,6; спд = 4,0; ссд = 0,9;
Ак = 0,6; Ад = 0,4;
L1 = 0,228 км.
2) при уклоне 23‰ и скорости движения Va = 80 км/ч
спк = 1,1; сск = 0,75; спд = 3,7; ссд = 0,95;
Ак = 0,6; Ад = 0,4;
L2 = 1,038 км.
д) находим суммарный требуемый расход воздуха для вентиляции тоннеля:
Требуемая площадь поперечного сечения каналов:
2. Обделка в виде пологого свода, опертого на массивные стены
2.1 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 |
Ед. изм. |
Значение |
Толщина свода в замке, hз |
мм |
600 |
Толщина свода в пяте, hп |
мм |
780 |
Полупролет свода в свету, B′ |
мм |
5100 |
Радиус внутреннего очертания свода, Rвн |
мм |
5734 |
Угол наклона к вертикали сечения, φп |
º |
62,88 |
Толщина стены, b′ст |
мм |
1050 |
Ширина подошвы стены, bст |
мм |
1320 |
Высота стены по внешнему очертанию обделки, h′′ст |
мм |
6243 |
φп = 62,88° = 1,097; sin φп = 0,890; cos φп = 0,456
Стрела подъема внутреннего очертания обделки:
3,120
Проекции высоты сечения свода обделки:
Расчетный полупролет свода обделки:
Радиус очертания оси свода обделки:
;
Расчетная стрела подъема оси свода обделки:
;
Полная высота стены обделки:
;
Высота стены от подошвы до центра тяжести сечения свода в пяте:
;
Полупролет выработки:
;
Высота выработки:
;
Изгибная жесткость сечения свода в замке (при расчетной ширине сечения 1м):
;
Положение упругого центра свода обделки определим по формулам:
;
;
;
;
;
;