Основные элементы тоннеля, возводимого горным способом, страница 3

4.3. Дополнительные устройства в тоннеле.

По длине тоннеля располагают камеры и ниши для обслуживающего персонала и для хранения оборудования. Камеры проектируют через каждые триста метров для оборудования с размерами:  высота - 2,5м, глубина 2м, ширина 2м. Ниши создаются для укрытия людей в момент прохождения поезда. Они располагаются через каждые 30м в шахматном порядке. Их размеры: ширина и высота 2м, глубина 1м.

5. Расчет стоимости тоннеля

Расчет стоимости тоннеля приведен на чертеже. Он производиться по нормам 1984 г. Существуют переводные коэффициенты, которые позволяют вычислить стоимость тоннеля на данный момент.

6.Статический расчет обделки

6.1.Составление расчетной схемы

Выбор расчетной схемы статической работы конструкции – наиболее важный этап расчета. Расчетную схему выбирают таким образом, чтобы она с возможно большим приближением отражала действительные условия работы конструкции в зависимости от инженерно-геологических условий, конструктивных особенностей и материала обделки, а также принятых методов производства работ. Одной из особенностей, определяющей выбор  той или иной схемы, является взаимодействие конструкции с окружающим грунтом.

Для расчета используется метод перемещений. Расчетная схема для этого метода составляется следующим образом: плавное очертание обделки заменяется вписанным многоугольником. Распределенная внешняя нагрузка заменяется узловой. Сплошная упругая среда заменяется отдельными упругими опорами. Толщина каждого стержня принимается постоянной по его длине. На каждый узел многоугольника накладывается три связи.

6.2. Определить нагрузки и другие параметры системы «обделка-грунт».

Для расчета системы на ЭВМ:

1)  Определяются координаты узлов. ( из расчетной схемы). Если нет обратного свода, один из стержней пяты закрепляют от перемещений по Х, что соответствует силам трения, действующим по пяте обделки.

2)  Определяются вертикальные и горизонтальные нагрузки. 

а) Вертикальное горное давление принимается равномерно распределенным по пролету выработки и определяется, как вес грунта в объеме вывала.

L=B+2*h*tg(45-j/2)

L=6,75+2*7,5*tg(45-45/2)=12,964м

h1=L/2f

h1=12,964/2*1=6,482м

f =1– коэффициент крепости грунта

Q_вертик=g*h1*Kp

 g=1,8 т/м³ - объемный вес грунта

Kp - Коэффициент условия работы массива. Для глинистого грунта Кр=1,3

Q_вертик=1,8*6,482*1,3=15,167т/м²

Вертикальное давление умножаем на коэффициент запаса. Для грунта с коэффициентом крепости f=1 коэффициент запаса равен 1,6        

Q_вертик=15,167*1,6=24,267т/м²

Б)Горизонтальное давление

Q_{горизонт}=g*(h1+h/2)* tg²(45-j/2)

Q_{горизонт}=1,8*(6,483+7,2/2)* tg²(45-45/2)=3,160т/м²

  Горизонтальное давление умножаем на коэффициент запаса равеный 0,7                                        

                                                   Q_{горизонт}=3,160*0,7=2,12т/м²

 

В) Коэффициент отпора

К=2*К₀/В

 К₀ = 50 т/м³ - из таблицы 

К=2*50/6,75=14814,814т/м³

Г)Коэффициент отпора пяты

                                                        К=К₀/1.34(1+м)Н_пят

Н_{пят –} определяется из расчетной схемы

                                                        К=50/1.34(1+0,42)0,5=52554,13т/м³

          Д)Площади определяются из расчетной схемы.

            Ж)Моменты инерции определяются по формуле

I=b*h³/12

           З)Модуль упругости для бетона использованного в данной конструкции

              равен 2900000т/м³   

6.3. Расчет тоннельных обделок на ЭВМ.

В курсовом проекте производиться расчет обделок с использованием программы РК6. Эта программа позволяет производить расчет конструкций представленных стержневой моделью в плоской постановке задачи.

Выполняется три варианта расчета. Первый расчет для конструкции с запроектированной толщиной стен, второй и третий расчет отличаются на толщину обделки равной 0,1 м.

                  РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ТИПА                Лист  1

        КОНСТРУКЦИЯ СИММЕТРИЧНА 16 узлов, 15 стержней

                    ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ      Вариант   1

          ОПИСАНИЕ УЗЛОВ В ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КООРДИНАТАХ  Таблица 1

--------------------------------------------------------------------------

:    :    :  Координаты, м  :   Сосредоточенные нагрузки     :Запр.перем.:

:  N :Расч:--------------------------------------------------------------:

:Узла: N  :    Х   :   У    :  Р верт  : Р гориз  :  Момент  :по-: Х : У :

:    :    :        :        :    т     :    т     :    тм    :вор:   :   :

--------------------------------------------------------------------------

:  1:  0:     .000:    7.255:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

:  2:  0:     .525:    7.205:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

:  3:  0:    1.000:    7.055:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

:  4:  0:    1.587:    6.655:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

:  5:  0:    2.075:    6.175:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

:  6:  0:    2.475:    5.550:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

:  7:  0:    2.775:    4.800:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

:  8:  0:    3.000:    4.050:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

:  9:  0:    3.125:    3.050:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

: 10:  0:    3.125:    2.425:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

: 11:  0:    3.125:    1.800:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

: 12:  0:    3.125:    1.050:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

: 13:  0:    3.125:     .250:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

: 14:  0:    3.125:     .000:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :

: 15:  0:    3.375:     .000:     .000 :     .000 :     .000 :   : * :   :

: 16:  0:    2.150:     .000:     .000 :     .000 :     .000 :   :   :   :