ПЗ (1052239), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Определение пролета свода обрушения:
, (5.2)
Определение высота свода обрушения
, (5.3)
Из условия H < 2h1: (11.760 < 2 x 9.648), делаем вывод, что свода обрушения не образуется и нормативные нагрузки определяются по следующим формулам:
Определение нормативной вертикальной нагрузки действующую на тоннельную обделку:
, (5.4)
где
- удельный вес соответствующего грунта;
- мощность грунта.
, (5.5)
Определение нормативной горизонтальной нагрузки действующую на тоннельную обделку:
, (5.6)
а) в точке A:
б) в точке B:
Определение вертикальной и горизонтальных расчетных нагрузок
; (5.7)
где
– коэффициент надежности на постоянные нагрузки:
а) для вертикальной расчетной нагрузки -
;
б) для горизонтальной нагрузки –
;
.
, (5.8)
;
;
;
;
Определение нормативного и расчетного гидростатического давления действующее на тоннельную обделку
;
где
;
;
;
;
;
;
;
;
Определенные нагрузки в сечениях А,B,C,D,E собраны таблицы №5.1 и таблицу №5.2.
Таблица 5.1 - Определение нагрузок от давления грунта
| Обозначение сечения | Привязка сечения ПК + | Пролет свода обрушения, L | Высота свода обрушения, h1 | Вертикальное давление грунта | Горизонтальное давление грунта | Есть ли свод обрушения | ||||||||
| кН/м2 |
| кН/м2 | кН/м2 |
| кН/м2 | |||||||||
|
|
|
|
| |||||||||||
| H | H+D | H | H+D | |||||||||||
| А | ПК 20 + 55,55 | 15.436 | 9.648 | 68.561 | 1.1 | 75.417 | 15.598 | 26.076 | 1.2 | 18.718 | 31.291 | Нет | ||
| 0.8 | 12.478 | 20.861 | ||||||||||||
| B | ПК 31 + 32,80 | 10.402 | 1.734 | 26.010 | 1.6 | 41.616 | 2.421 | 1.2 | 2.905 | Есть | ||||
| 0.8 | 1.937 | |||||||||||||
| C | ПК 36 + 20,40 | 10.402 | 1.734 | 26.010 | 1.6 | 41.616 | 2.421 | 1.2 | 2.905 | Есть | ||||
| 0.8 | 1.937 | |||||||||||||
| D | ПК 43 + 95,44 | 10.402 | 1.734 | 26.010 | 1.6 | 41.616 | 2.421 | 1.2 | 2.905 | Есть | ||||
| 0.8 | 1.937 | |||||||||||||
| E | ПК 56 + 81,80 | 10.862 | 1.810 | 45.25 | 1.6 | 72.400 | 82.677 | 1.2 | 99.212 | Есть | ||||
| 0.8 | 66.142 | |||||||||||||
Таблица 5.2 - Определение нагрузок от гидростатического давления
| Обозначение сечения | Привязка сечения ПК + | Высота столба воды,м | Давление воды | Примечание | |||||||||||
| кН/м2 |
| кН/м2 |
| кН/м2 | |||||||||||
|
|
|
| |||||||||||||
| А | ПК 20 + 55,55 | т.А | 14.48 | 144.8 | 1.1 | 159.28 | 0.9 | 130.32 | Нет | ||||||
| т.В | 18.43 | 184.3 | 202.73 | 165.87 | |||||||||||
| т.С | 22.38 | 223.8 | 246.18 | 201.42 | |||||||||||
| B | ПК 31 + 32,80 | т.А | 24 | 240 | 1.1 | 264 | 0.9 | 216 | Нет | ||||||
| т.В | 27.95 | 279.5 | 307.45 | 251.55 | |||||||||||
| т.С | 31.9 | 319 | 350.9 | 287.1 | |||||||||||
| C | ПК 36 + 20,40 | т.А | 30.2 | 302 | 1.1 | 332.2 | 0.9 | 271.8 | Нет | ||||||
| т.В | 34.15 | 341.5 | 375.65 | 307.35 | |||||||||||
| т.С | 38.1 | 381 | 419.1 | 342.9 | |||||||||||
| D | ПК 43 + 95,44 | т.А | 30.92 | 309.2 | 1.1 | 340.12 | 0.9 | 278.28 | Нет | ||||||
| т.В | 34.87 | 348.7 | 383.57 | 313.83 | |||||||||||
| т.С | 38.82 | 388.2 | 427.02 | 349.38 | |||||||||||
-
Выбор расчетных участков тоннельных обделок
Выполнив анализ величин нормативных и расчетных нагрузок в расчетных сечениях можно сделать вывод, что проверять расчетом на несущую способность необходимо участки Д и E, т.к. на этих участках наибольшее гидростатическое давление и наибольшее давление от грунта. Поэтому для дальнейшего расчета обделок по несущей способности принимаются участки Д,Е.
5.4. Расчеты тоннельных обделок с использованием программного комплекса MIDAS GTS NX
Для расчета на несущую способность в сечениях D,E был выбран программный комплекс MIDAS GTS NX позволяющий выполнять множество расчетных случаев – расчет фильтрации грунтовых вод, динамические расчеты, совмещенные расчеты, геометрические расчеты и т.д.
-
Результаты расчета подковообразной тоннельной обделки
Рисунок 5.7 – Расчетная схема подковообразной тоннельной обделки
Рисунок 5.8 – схема загружения тоннельной обделки
Рисунок 5.9 – Эпюра нормальных сил
Рисунок 5.10 – Эпюра перерезывающих сил
Рисунок 5.11 – Эпюра моментов
Результаты расчетов подковообразной тоннельной обделки сведены в таблицу № 5.3.
Таблица 5.3 – Результаты расчета подковообразной тоннельной обделки
| № Узла | X | Y | Значение эпюры нормальных сил, (кН) | Значение эпюры перерезывающих сил, (кН) | Значение эпюры изгибающих моментов, (кН*м) |
| 1 | -13,66 | -1,53 | -491,47 | -90,27 | -220,61 |
| 2 | -13,66 | 0,03 | -483,95 | -52,11 | -244,32 |
| 3 | -13,50 | -3,09 | -494,36 | -129,94 | -176,68 |
| 4 | -13,50 | 1,59 | -470,22 | -16,35 | -248,94 |
| 5 | -13,17 | -4,63 | -494,27 | -171,02 | -111,67 |
| 6 | -13,17 | 3,13 | -450,77 | 15,89 | -236,20 |
| 7 | -12,69 | -6,12 | -490,87 | -213,48 | -24,76 |
| 8 | -12,69 | 4,62 | -426,32 | 43,54 | -208,36 |
| 9 | -12,05 | -7,55 | -483,81 | -257,23 | 84,83 |
| 10 | -12,05 | 6,05 | -397,79 | 65,70 | -168,19 |
| 11 | -10,86 | 7,89 | -342,03 | 78,60 | -71,48 |
| 12 | -10,52 | -8,25 | -4,05 | 97,43 | 217,85 |
| 13 | -8,98 | 9,98 | -279,36 | 86,96 | 39,00 |
| 14 | -8,18 | -8,25 | -4,05 | 77,94 | 149,51 |
| 15 | -6,71 | 11,63 | -222,90 | 70,24 | 139,35 |
| 16 | -5,85 | -8,25 | -4,05 | 58,46 | 96,35 |
| 17 | -4,15 | 12,77 | -182,05 | 32,89 | 208,93 |
| 18 | -3,51 | -8,25 | -4,05 | 38,97 | 58,38 |
| 19 | -1,40 | 13,35 | -163,75 | -17,21 | 233,78 |
| 20 | -1,17 | -8,25 | -4,05 | 19,49 | 35,60 |
| 21 | 1,17 | -8,25 | -4,05 | 0,00 | 28,01 |
| 22 | 1,40 | 13,35 | -171,23 | -70,02 | 208,93 |
| 23 | 3,51 | -8,25 | -4,05 | -19,49 | 35,60 |
| 24 | 4,15 | 12,77 | -203,43 | -115,05 | 139,35 |
Окончание таблицы 5.3
| 25 | 5,85 | -8,25 | -4,05 | -38,97 | 58,38 |
| 26 | 6,71 | 11,63 | -255,18 | -143,14 | 39,00 |
| 27 | 8,18 | -8,25 | -4,05 | -58,46 | 96,35 |
| 28 | 8,98 | 9,98 | -318,21 | -148,00 | -71,48 |
| 29 | 10,52 | -8,25 | -4,05 | -77,94 | 149,51 |
| 30 | 10,86 | 7,89 | -382,62 | -127,12 | -168,19 |
| 31 | 12,05 | -7,55 | -501,64 | 251,06 | 217,85 |
| 32 | 12,05 | 6,05 | -419,43 | -87,87 | -208,36 |
| 33 | 12,69 | -6,12 | -508,05 | 205,25 | 84,83 |
| 34 | 12,69 | 4,62 | -446,64 | -62,92 | -236,20 |
| 35 | 13,17 | -4,63 | -510,50 | 161,00 | -24,76 |
| 36 | 13,17 | 3,13 | -469,35 | -32,89 | -248,94 |
| 37 | 13,50 | -3,09 | -509,43 | 118,42 | -111,67 |
| 38 | 13,50 | 1,59 | -486,75 | 1,24 | -244,32 |
| 39 | 13,66 | -1,53 | -505,24 | 77,56 | -176,68 |
| 40 | 13,66 | 0,03 | -498,21 | 38,40 | -220,61 |
-
Результаты расчета тюбинговой тоннельной обделки











