Назначение основных размеров обделки и определение нагрузок

Обделку тоннеля примем из монолитного тяжелого бетона класса В30. Основные размеры обделки назначаем с учетом размещения внутри тоннеля транспортной зоны, определяемой габаритом приближения строений Г – 8, 5, вентиляционных каналов необходимого поперечного сечения и инженерно – геологических условий строительства. Характеристика монолитной тоннельной обделки приведена в табл. 3.1.

Геометрические характеристики обделки:

Таблица 3.1

φ _п = 72, 26° = 1, 261; sin φ _п = 0, 952; cos φ _п = 0, 305

Стрела подъема внутреннего очертания обделки:

Проекции высоты сечения свода обделки:

Расчетный полупролет свода обделки:

Радиус очертания оси свода обделки:

;

Расчетная стрела подъема оси свода обделки:

; (3.6)

Полная высота стены обделки:

; (3.7)

Высота стены от подошвы до центра тяжести сечения свода в пяте:

; (3.8)

Полупролет выработки:

; (3.9)

Высота выработки:

; (3.10)

Изгибная жесткость сечения свода в замке (при расчетной ширине сечения 1м):

; (3.11)

Для определения изгибающих моментов и нормальных сил в сечениях свода последний рассматривают как пологий, опирающийся на массивные стены.

Положение упругого центра свода обделки определим по формулам (3.12) – (3.14).

; (3.12)

;

; (3.13)

;

; (3.14)

; (3.15)

Нагрузку от вертикального горного давления найдем с учетом сводообразования. Полупролет свода обрушения определим по формуле (3.16):

; (3.16)

;

Высота свода обрушения равна:

; (3.17)

;

Т.к. , условие:

(3.18)

выполняется и следовательно сводообразование возможно.

Нормативная нагрузка от вертикального горного давления, при К_р=1, 6:

; (3.19)

;

Расчетная нагрузка от вертикального горного давления при коэффициенте перегрузки n=1.5:

; (3.20)

Нагрузка от собственного веса:

Расчетная равномерно распределенная по пролету обделки нагрузка от собственного веса свода при коэффициенте перегрузки .

(3.21)

Суммарная расчетная нагрузка от вертикального горного давления и собственного веса свода:

; (3.22)

кН/м²;

Расчетный собственный вес стены/приближенно/ на 1метр погонной длины тоннеля при коэффициенте перегрузки n₄=1.2:

; (3.23)

Постоянная нагрузка от горизонтального горного давления:

; (3.24)

кН/м²;

Расчетная горизонтальная нагрузка:

(3.25)

Принимаем по [3] .

кН/м²;