Файл: Введение Целью данной курсовой работы является проектирование конструкций обделки железнодорожного транспортного тоннеля. Тоннель (англ tunnel) часть тоннельного сооружения,.doc

СОДЕРЖАНИЕ

2.2 Внешнее очертание Следующим этапом необходимо назначить толщину тоннельных обделок.Внешнее очертание монолитной обделки.При строительстве тоннельных пересечений широко применяются крепи, обделки и др. тоннельные конструкции из монолитного бетона и железобетона.Монолитные бетонные конструкции выполняются из бетонов различной прочности, которая характеризуется классом или маркой бетона. Монолитные железобетонные конструкции дополнительно усилены арматурой. Прочность бетона, геометрические характеристики рабочих сечений монолитных конструкций, а также потребное количество арматуры задаются расчетом.Монолитные бетонные и железобетонные конструкции при строительстве тоннелей применяют: при горных способах проходки; при реконструкции участков тоннелей; для устройства подземных выработок индивидуальных форм и размеров, выполнения конструкций сложной формы или больших габаритов Примем для монолитной железобетонной конструкции класс бетона по прочности на осевое сжатие B30, марку по водонепроницаемости W6, и марка по морозостойкости F150. Монолитные бетонные и железобетонные обделки должны иметь толщину не менее, мм: своды и стены тоннельной обделки из монолитного бетона и железобетона =200мм то же, из монолитного бетона на выпуклостях в крепких скальных грунтах прочностью, превышающей прочность бетона не менее чем в 1,5 раза =100мм блоки сплошного сечения сборной железобетонной обделки = 150мм Внешнее очертание сборной обделки.Сборная обделка тоннеля представляется собой ряд последовательно установленных в подземной выработке колец, которые в свою очередь состоят из отдельных элементов. Сборные элементы кольца обделки называются тюбингами.Отдельные элементы сборных тоннельных обделок изготавливаются в основном из железобетона или чугуна. Выбор материала для элементов зависит в первую очередь от инженерно-геологических и гидрогеологических условий заложения тоннеля, с учетом экономических факторов. 2.3. Назначение толщины сечений конструкции монолитной тоннельной обделки в характерных местах Высота сечения обделки в замке для двухпутного железнодорожного тоннеля определяется из выраженияdз =1,00-0,10fгде f- коэффициент крепости породы по Протодьяконову.Для внешнего очертания однопутного железнодорожного тоннеля с криволинейным очертанием стен, радиус, по которому очерчена верхняя дуга равен r*+d3, а радиус R*, которым очерчены боковые дуги, подбирается исходя из условия, что толщина обделки должна равняться назначенной величине dст.Размеры, получаемые по формулам, округляются до 5 см в сторону увеличения. При этом по СНиП минимальная высота сечения должна быть не менее 20 см.Принимаем высоту сечения обделки в замке равной 600 мм. В стене примем толщину сечения 1150 мм, а в основании 1350 мм. 2.4 Определение параметров кольца сборной тоннельной обделки Кольцо сборной тоннельной обделки собирается из железобетонных тюбингов - рёбристых элементов со сравнительно тонкими стенками и отверстиями для болтовых связей по продольным и поперечным бортам. Кольцо состоит из тюбингов трех разных типов: нормальных, двух смежных и одного замкового. Продольные стыки тюбингов, а также поперечные стыки между кольцами соединяются болтовой связью. Диаметр болтов 26-40 мм, диаметр болтовых отверстий на 4-6 мм больше. У нормальных и смежных тюбингов число болтовых отверстий по поперечным болтам от 2 до 4, у замкового тюбинга одно болтовое отверстие. В продольных бортах преимущественно по 2 болтовых отверстия. Отверстия для болтов укрепляются стальными закладными трубками с фланцами.Обделка из железобетонных тюбингов имеет следующие достоинства: уменьшается в два раза объем железобетона по сравнению с обделкой из блоков; облегчаются транспортные и монтажные работы ввиду небольшой массы элементов (

2.5. Лотковая часть тоннельной обделки

3. Выбор и обоснование расчетных схем обделок и определение действующих на них нагрузок

Сочетания нагрузок подразделяют на:

основные сочетания:

постоянные нагрузки и воздействия (собственный вес обделки, вертикальное и горизонтальное горное давление, внешнее гидростатическое давление, воздействие предварительного напряжения)

длительно действующие временные нагрузки и факторы (воздействия колебаний температуры, ползучести и усадки бетона, морозного пучения грунта и т.д.)

особые сочетания

постоянные нагрузки и воздействия

наиболее вероятные временные

одной из особых (сейсмической или др.) 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.

Наибольшее практическое значение имеет расчёт на основное сочетание нагрузок и воздействий. На другие сочетания обычно производят проверку.

Нагрузка от горного давления

Горным давлением называется силовое воздействие грунтов на крепь

Для монолитной обделки

Определение величины пролета свода обрушения

L=B+2htg(45°-φH/2)

где, В ширина выработки (м)

В=13.490 м

h высота выработки (м)

h=11.375 м

φH- нормативный угол внутреннего трения

φH=arctg(f)= arctg(4) = 80°

L= 13.490 + 2*11.375 *tg 7°= 16.3 м

Определение высоты свода обрушения

h1= L/2f = 16.3/(2*6)=1,36 м

Определение нормативного вертикального давления

q^H=γ∙h_1∙k_p,

kp=1- коэффициент условия работы грунта

γ-объемный вес грунта

qн=γ*h1=2,3*1,36 =3.128 тс/м2;

Определение нормативного горизонтального давления:

p^H=γ∙(k_P∙h_1+0,5∙h)∙tg^2 (45°-φ^H/2)

рн в = 2,3*(1,36 +0,5*11.375)*tg2(7) = 0,24 тс/м2.Расчетные нагрузки:

q^P=q^H∙η_q

qрасч=qн*ηq= 3.128 *1,2 = 3,75 тс/м2;

p^P= p^H∙η_p

рр в= рн в*ηp=0,24*1,5=0,315тс/м2

где, η_(q ) и η_p – коэффициент надежности

Для сборной обделки

Определение величины пролета свода обрушения

L=B+2htg(45°-φH/2)

где, В ширина выработки (м)

В=4.495 м

h высота выработки (м)

h=4.495 м

φH- нормативный угол внутреннего трения

φH=arctg(f)= arctg(4) = 80°

L= 4.495+ 2*4.495*tg 7°= 5.59 м

Определение высоты свода обрушения

h1= L/2f = 5.59/(2*6)=0.465 м

Определение нормативного вертикального давления

q^H=γ∙h_1∙k_p,

kp=1- коэффициент условия работы грунта

γ-объемный вес грунта

qн=γ*h1=2,3*0.465=1.069 тс/м2;

Определение нормативного горизонтального давления:

p^H=γ∙(k_P∙h_1+0,5∙h)∙tg^2 (45°-φ^H/2)

рн в = 2,3*(0.465+0,5*4.495)*tg2(7) =0.094 тс/м2.

Расчетные нагрузки:

q^P=q^H∙η_q

qрасч=qн*ηq= 1.069 *1,2 =1.282 тс/м2;

p^P= p^H∙η_p

рр в= рн в*ηp=0.094 *1,5=0.141 тс/м2

где, η_(q ) и η_p – коэффициент надежности

Нагрузка от гидростатического давления