Расчет тоннельных обделок сборно-монолитной конструкции

При определенной технологической схеме наличие в составе сооружения сборных элементов может дать некоторые преимущества в сравнении с монолитным вариантом: это сокращение сроков строительства, упрощение монтажа. Но возникают и новые проблемы, в частности, связанные с проникновением грунтовых вод через нежесткие соединения элементов. Поэтому возведение подобных конструкций возможно либо в отсутствие грунтовых вод, либо при условии обеспечения надежности дренажа.

Варианты сборно-монолитных конструкций тоннельных обделок могут быть различными:

2017-04-24 19-17-54 Скриншот экрана

Варианты типа а) содержит только примыкающие шарниры, варианты типа б) только сквозные шарниры, а варианты типа в) – и те, и другие.

В качестве примера приведем здесь расчет сборно-монолитной обделки, имеющей поперечное сечение:2017-04-24 19-19-03 Скриншот экрана

Пусть условия загружения будут такими же, как здесь. Тогда и результаты решения задачи 1 (то есть расчета обделки как балки с жестким контуром, лежащей на упругом основания), полученные здесь, также будут полностью справедливы:

при k=1∙103т/м3 и ℓ/b=5

2017-04-24 19-23-58 Скриншот экрана

Задача 2

  1. Определение аппроксимирующей функции ψ(s) статическим способом:

2017-04-24 20-35-42 Скриншот экрана2017-04-24 20-36-34 Скриншот экрана

Значения коэффициентов канонических уравнений:

r11=4490,4; r12=r21=885,2; r13=r31=0; r14=r41=-441; R1p=0;

r22=8409,4; r23=r32=-6639; r24=r42=0; R2p=0;

r33=6639; r34=r43=0; R3p=0;

r44=1759; R4p=-0,5.

Решение системы уравнений:

z1=0,029343∙103; z2=-0,003266∙103; z3=-0,000227∙103; z4=0,2922∙103.

2017-04-24 20-38-07 Скриншот экрана2017-04-24 20-39-06 Скриншот экрана

Таким образом, эпюра 2017-04-20 22-02-08 Скриншот экрана:

2017-04-24 20-40-39 Скриншот экрана

  1. Вычисление коэффициентов разрешающего уравнения:

2017-04-24 20-41-36 Скриншот экрана

  1. Определение 2017-04-20 22-10-48 Скриншот экрана с использованием «шарнирной схемы»

2017-04-24 20-42-46 Скриншот экрана

  1. Определение прогиба и продольного нормального напряжения

2017-04-24 20-43-55 Скриншот экрана

В среднем сечении, при  2017-04-24 20-44-57 Скриншот экрана :

2017-04-24 20-45-37 Скриншот экрана

Прогиб в среднем сечении вследствие деформации контура:

2017-04-24 20-46-25 Скриншот экрана

а нормальное напряжение продольного направления:

2017-04-24 20-47-06 Скриншот экрана

Суммируя результаты задачи 1 и задачи 2, находим полные значения:

2017-04-24 20-47-56 Скриншот экрана

По сравнению с более жестким монолитным сечением обделки (см.здесь) эти значения оказались несколько выше:

2017-04-24 21-00-05 Скриншот экрана