Совершенствование методов расчета обделок тоннелей из стальных гофрированных элементов

• Автор: Петрова, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КОНСРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА СООРУЖЕНИЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГОФРИРОВАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (СМГЭ)
1.1 Общие сведения о СМГЭ. Основные конструктивно-технологические решения
1.2 Развитие методов расчета стальных гофрированных конструкций во взаимодействии с грунтом засыпки
Выводы. Задачи исследований
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СМГЭ (ПРИ ДЕЙСТВИИ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК)
2.1 Общие положения
2.2 Разработка математической модели системы «обделка - грунтовый массив»
2.3 Сопоставление расчетных значений напряжений и деформаций с экспериментальными данными
2.4 Планирование математического эксперимента и формирование матрицы эксперимента
2.5 Влияние формы поперечного сечения конструкции на НДС СМГЭ
2.6 Исследование НДС системы «обделка - грунтовый массив» СМГЭ по-лицентрического очертания
Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СМГЭ
3.1 Общие положения
3.2 Экспериментальные исследования СМГЭ на моделях из эквивалентных материалов
3.3 Экспериментальные исследования СМГЭ в производственных условиях
3.4 Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследова-

Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СМГЭ
4.1 Общие положения
4.2 Последовательность расчетов СМГЭ на действие статических нагрузок
4.3 Рекомендуемые программные комплексы к расчету СМГЭ
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение I. Справки о реализации и апробации результатов диссертационной работы
Приложение II. СМГЭ, построенные в России и за рубежом
Приложение III. Результаты расчетов СМГЭ
Приложение IV. Экономическая эффективность СМГЭ

ВВЕДЕНИЕ
Развитие городов и увеличение протяженности автомобильных и железных дорог требует применения все более совершенных и рациональных транспортных пересечений, обеспечивающих одновременно простоту производства работ, гармоничность архитектурных решений, долговечность и прочность самого сооружения. К ним в частности относятся сооружения из металлических гофрированных элементов (СМГЭ), которые могут применяться в транспортном строительстве, как в качестве коллекторов, мостов, водопропускных труб, так и в качестве тоннелей различного назначения.
К настоящему времени накоплен обширный опыт использования большепролетных конструкций из гофрированных элементов. Широкое распространение гофрированные конструкции получили в США, Канаде, Японии, Франции, Италии, Скандинавских странах. Сейчас в нашей стране активно развивается строительство большепролетных сооружений, тогда как 30 лет назад строительство гибких гофрированных конструкций было достаточно редко, даже применительно к водопропускным трубам.
За последние 10 лет наметилась тенденция к распространению СМГЭ отечественного производства, построены многочисленные большепролетные сооружения: в 2000-2001 гг. сооружен автодорожный тоннель на линии Лед-мозеро - Кочкома в Карелии под габарит Г-8 длиной 35 м, малые мосты в Вологодской и Московской области по схеме «арка-труба» пролетами 8 и 5 м, высотой 4 и 2,4 м соответственно, в 2002 г. - мост через р. Оккервиль пролетом 14 м под железной дорогой, путепровод под железной дорогой на линии Санкт-Петербург - Луга, автодорожный и железнодорожный двухпролетный тоннель длиной 10 м на 4 км Октябрьской ж.д., в 2002-2004 г.г. — два автодорожных путепровода и трехрполетный мост через р. Чибри на автодороге Южно-Сахалинск - Оха - Москальво на о.Сахалин, в 2003 г. построен автодорожный тоннель над путями железнодорожной линии на дороге Санкт-Петербург-Псков, с 2004 по 2008 г.г. построены мосты и водопропускные сооружения диаметром от 3 до 8 м на линии Чум-Лабытнанги Северной ж.д., на

Рис. 1.10. Диаграмма зависимости поперечных деформаций от нагрузки: ц- вертикальная нагрузка, Г— деформация
Упругий отпор грунта, обеспечивающий равновесие системы, возрастает с увеличением вертикальной нагрузки ц и нарастанием поперечных деформаций до тех пор, пока не наступает качественное изменение статической схемы конструкции. Дальнейшее развитие поперечных деформаций не приводит к увеличению отпора грунта и равновесие системы нарушается: деформации концентрируются в верхней части конструкции, в безотпорной зоне, и резко нарастают без увеличения нагрузки; происходит сплющивание трубы. Из диаграммы на рис. 1.16 следует, что при некотором значении ц=цпред деформация конструкции нарастает и этот момент соответствует предельному равновесию конструкции и полному исчерпанию ее несущей способности, а сопутствующие предельному равновесию нагрузка и деформация служат показателями предельного состояния конструкции или нормативными характеристиками критерия ее разрушения [103].
Условие, гарантирующее конструкцию в эксплуатации от наступления первого предельного состояния, характеризуемого предельным статическим равновесием взаимодействующей системы «обделка — грунтовый массив», удовлетворяется неравенством д < др, где д - интенсивность вертикального