Рациональные конструктивно-технологические параметры тоннельных обделок с наружными ребрами жесткости

• Автор: Юркин, Олег Васильевич
• Шифр специальности: 05.23.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 179 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА МОНОЛИТНЫХ ТОННЕЛЬНЫХ ОБДЕЛОК СВОДЧАТОГО ОЧЕРТАНИЯ
1.1. Современное состояние и перспективы развития конструкций тоннельных ОБДЕЛОК
1.1.1. Общие сведения
1.1.2. Конструкции массивных обделок
1.1.3. Конструкции облегченных тоннельных обделок из набрызг-бетона
1.1.4. Конструкции облегченных обддок.: с-наружными ребрами жесткости, область их примененияМ.-Г..'..'
1.1.5. Особенности технологии возведения ребристых обделок
1.2. Развитие методов расчета тоннельных обделок
1.2.1. Общие сведения
1.2.2. Методы расчета на основе строительной механики и механики грунтов
1.2.3. Расчет обделок методом механики сплошной среды
1.2.4. Численные методы расчета обделок
1.3. Выводы. Задачи и методы исследования
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОЙ МОДЕЛИ
2.1. Математические модели породного массива в задачах механики подземных сооружений
2.1.1. Определение области моделируемых пород
2.1.2. Моделирование свойств пород
2.1.3. Моделирование породного массива
2.2. Разработка конечно-элементной модели для расчета ребристых обделок
2.2.1. Выбор расчетной модели
2.2.2. Описание программного комплекса "ВАЗУБ"

2.2.3. Целесообразность и эффективность использования ПК
«Basys» для расчета тоннельных обделок
2.2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ РЕБРИСТЫХ ОБДЕЛОК
3.1. Анализ существующих методов исследований
3.1.1. Общие положения
3.1.2. Исследование с применением МКЭ
3.2. Методика математического моделирования
3.2.1. Планирование численного эксперимента
3.2.2. Пофакторный анализ полученных результатов
3.2.3. Влияние тоннельного забоя на работу ребристой обделки в
процессе строительства
3.3. Выводы
ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕБРИСТЫХ ОБДЕЛОК. МЕТОДИКА РАСЧЕТА
4.1. Математическая обработка результатов исследований
4.1.1. Общие положения
4.1.2. Рациональные соотношения параметров ребристой
обделки
4.1. Рекомендации по практическому расчету ребристой обделки
4.1.1. Основные предпосылки
4.1.2. Методика ускоренного расчета
Общие выводы
Литература
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Рост сети автомобильных и железных дорог, а также увеличение объемов строительства тоннелей и метрополитенов в условиях урбанизации и роста крупных городов требуют наращивания научно-технического потенциала в области подземного строительства, как наиболее перспективного направления решения транспортной проблемы.
За последние двадцать лет на территории бывшего СССР были построены Рокский (3.6 км), Рикотский (1.76 км), Гагринский (1.25 и 0.84 км) и др. автодорожные тоннели, а также Лысогорский (Зкм), Ид-жеванский (2.95 км), Байкальский (6.7 км), Кодарский (2км) железнодорожные тоннели.
В настоящее время строятся и эксплуатируются метрополитены в одиннадцати городах России (Москва, С Петербург, Екатеринбург, Челябинск, Уфа, Новосибирск, Самара, Нижний Новгород, Красноярск, Омск) и в восьми городах СНГ (Киев, Харьков, Днепропетровск, Минск, Тбилиси, Баку, Ереван, Ташкент) /20/. Во многих крупных городах построены и строятся автотранспортные, пешеходные и коллекторные тоннели, подземные автостоянки и гаражи.
В связи с увеличением объемов тоннельного строительства необходимо дальнейшее развитие и совершенствование конструкций тоннельных обделок, методов их расчета и технологии возведения.
К одному из прогрессивных направлений в области совершенствования обделок транспортных тоннелей, сооружаемых горным способом, следует отнести применение облегченных тонкостенных конструкций из набрызг-бетона.
Практика отечественного и зарубежного строительства показывает целесообразность применения таких обделок, усиленных в случае необходимости дополнительными элементами в виде стальных арок, анкеров, ребер жесткости и т.д. Дальнейшее применение облегченных обделок во многом связано с расширением масштабов ис-

вейзером /22/ и проанализирован В.В. Новожиловым /54/ с применением комлексных алгебраических переменных. Инженерную интерпретацию метода с разработкой к практическому применению дали в своих работах D.Rudiger и J.Urban /96/, R.Rabish /99/ и др.
Решением задачи расчета цилиндрических оболочек, подкрепленных ребрами жесткости, занимались Н.П. Абовский, Д.В.. Вайн-берг, В.З. Власов, С.Н.Кан, И.Е. Милейковский, В.В. Новожилов (рис. 1.7) /1, 18, 22, 37, 54/.
Основной предпосылкой расчета ребристых оболочек является рассмотрение конструкции в виде гладких конструктивно - ортотроп-ных оболочек, т.е. жесткость дискретных ребер усредняется по всей поверхности оболочки по так называемой “размазываемой теории” /1, 2, 53/. В большинстве работ рассматривается в основном вопрос устойчивости ребристых обделок (труды С.Н. Кана /37/, В.В. Новожилова и др.).
Рис.1.7 Схема расчета ребристой оболочки