Расчет обделок прямоугольного очертания

Обделки транспортных и пешеходных тоннелей мелкого зало­жения из монолитного железобетона, а также цельносекционные обделки рассчитывают как рамные, статически неопределимые конструкции на упругом основании (рис. 29.7, а). При этом ис­пользуют метод сил или перемещений, учитывая упругие свой­ства основания по гипотезе местных или общих деформаций.

При расчете однопролетной рамы на упругом основании мето­дом сил основную систему при симметричных нагрузках выбира­ют, разрезая раму в середине перекрытия и прикладывая в этом месте неизвестные усилия Х_{ и Х₂ (рис. 29.7, б).

-Р+Д

Вр

I ♦ «♦' ♦ ♦ I

	/
-С

вр

р+р*

♦ '♦ ♦ 1

Р+Дг

| * ♦ ♦' «♦ I

3 2

2 3

Рис. 29.7. Схемы расчета монолитных обделок тоннелей, сооружаемых котлованным (а —г) и траншейным (д, е) способами

Значения неизвестных находят из решения системы канони­ческих уравнений:

₂₂Х₂

5₂₁Х, + 5₂₂Х₂

^А1р = 0;

А_2р = 0.

(29.20)

Перемещения 8_1к и А_1р могут быть представлены в виде суммы единичных (грузовых) перемещений и перемещений, вызванных действием упругого основания:

8* = $> + 5^>; А, = А$ + А<°>. (29.21)

Значения 5^ и А^ можно получить по обычным формулам строительной механики, а значения 5*^ и А^ — по формуле Мора в элементе с упругим основанием.

Расчет обделки как рамы на упругом основании с использова­нием гипотезы местных деформаций можно производить по мето­дике ЦНИИС — Метропроект. При этом действие упругого отпо­ра грунта в основании тоннеля имитируют системой упругих стер­жней (рис. 29.7, в, г).

Расчет замкнутых обделок прямоугольного очертания можно производить, расчленяя их на верхнюю П- и Ш-образную раму и балку на упругом основании с учетом их упругого и силового вза­имодействия. Балку на упругом основании рассчитывают на дей­ствие вертикальных усилий и изгибающих моментов, передаю­щихся с рамы, а углы поворота концевых сечений балки учитыва­ют при расчете рамы.

Расчет тоннельных обделок, возводимых траншейным спосо­бом по технологии «стена в грунте», можно также производить путем расчленения их на отдельные элементы: перекрытие, стены и лоток (рис. 29.7, д). В зависимости от способа сопряжения этих элементов перекрытие рассчитывают как свободно опертую или защемленную по концам балку, а лоток — как балку на упругом основании, защемленную по концам или шарнирно опертую на стены. Стены рассчитывают как одно- или двухпролетную балку

вр

Р+Р,

♦ ♦

I ♦

Рис. 29.8. Схема расчета сборных обделок прямоугольного очертания 234

под действием активного давления грунта по наружной поверхно­сти и пассивного давления грунта по внутренней стороне, заглуб­ленной в грунт части (рис. 29.7, ё).

Прямоугольные обделки из сборного железобетона рассчиты­вают поэлементно сверху вниз: вначале блоки перекрытия, за­тем — прогоны, колонны, средние и боковые стены и в после­днюю очередь — фундаментные блоки, подколенники и лотко­вые плиты. Силовое взаимодействие между отдельными блоками учитывают в зависимости от конструктивной схемы, вводя в ме­стах соединений жесткие или податливые связи (рис. 29.8).

Контрольные вопросы

1. Какие нагрузки и воздействия входят в основные и особые сочета­
ния?

2. На каких предпосылках основаны аналитические методы определе­
ния горного давления?

3. Что такое упругий отпор грунта и какова его роль в статической
работе тоннельных обделок?

4. Каковы расчетные схемы обделок сводчатого и кругового очерта­
ний?

5. Как рассчитывают замкнутые обделки прямоугольного очертания?

Дата добавления: 2015-08-17