Метрополитены (стр. 6 )

Наличие горизонтального давления скального грунта устанавливается по опыту строительства в аналогичных условиях. При отсутствии аналогов расчет обделки выполнять в двух вариантах: при наличии горизонтального давления и без него.

5.6.4.2.8 Полученную по формулам п.5.6.4.2.7 высоту свода обрушения скальных грунтов корректировать умножением ее на коэффициенты, учитывающие влияние следующих факторов:

а)  приток воды в выработку для случаев, когда трещины заполнены рыхлым или размокаемым глиноподобным материалом, - 1,2;

б)  расположение трещин наиболее развитой их системы под углом к оси тоннеля менее 45° - 1,1;

в)  проходка выработок без применения буровзрывных работ - 0,8.

5.6.4.2.9 В случаях когда в грунтовом массиве возможно развитие неблагоприятных для обделки процессов (проявления тектонической напряженности, пучение, ползучесть грунтов, карстово-суффозионные явления) или предполагается значительное изменение свойств или состояния грунтов в результате применения специальных способов производства работ, величины нагрузок на обделки устанавливать на основании специальных исследований.

5.6.4.2.10 При высоте свода обрушения скального грунта менее 1/6 его пролета расчет подземных конструкций выполнять на воздействие вывалов. Вертикальную нагрузку интенсивностью, полученной из условия сводообразования, распределять по площади, соответствующей 1/4 пролета выработки в наиболее невыгодном для работы обделки положении.

5.6.4.2.11 При наличии над тоннельным сооружением в пределах свода обрушения контакта с менее прочным грунтом нагрузку на обделку определять от свода обрушения по параметрам менее прочного грунта, а при наличии слабых грунтов, не обладающих способностью к сводообразованию, - от веса всей вышележащей толщи грунтов.

Если контакт с более слабым грунтом находится в границах от одной до трех высот свода обрушения, значение нормативной вертикальной нагрузки qH, кН/м2, определять по формуле

,

где - нормативная вертикальная нагрузка, полученная от свода обрушения по параметрам менее прочного грунта, или нагрузка от веса всей толщи грунтов над тоннельным сооружением (при наличии в пределах от двух до трех высот свода обрушения слабых грунтов, не обладающих способностью к сводообразованию), кН/м2;

- нормативная вертикальная нагрузка от грунта, вмещающего тоннель, кН/м2;

a - расстояние от вершины свода обрушения до контакта с менее прочным грунтом или со слабым грунтом, не обладающим способностью к сводообразованию, м;

h1 - высота свода обрушения грунта, вмещающего тоннель, м.

5.6.4.2.12 Величину вертикальной нагрузки от горного давления на обделки параллельных близко расположенных тоннелей при возможности сводообразования определять в зависимости от размеров выработок, размеров и несущей способности целиков между ними, а также технологии производства работ:

а)  при условии образования самостоятельного свода обрушения над каждой выработкой - для каждой выработки в отдельности;

б)  при условии образования общего свода обрушения над выработками - как для выработки, пролет которой равен сумме пролетов всех выработок и ширины целиков между ними.

5.6.4.2.13 Значение нормативной нагрузки на обделку тоннеля в водонасыщенных несвязных грунтах, содержащих свободную воду, принимать в виде совместного действия гидростатического давления воды и давления грунта во взвешенном состоянии. При этом нормативный объемный вес взвешенного в воде грунтавзв, кН/м3, определять по формуле

,

где S - нормативный объемный вес грунта, определяемый по данным лабораторных исследований, кН/м3;

- объемный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м3;

- значение коэффициента пористости грунта, определяемое по опытным данным.

Величину гидростатического давления принимать с учетом наивысшего уровня, который установится после окончания строительства.

5.6.4.2.14 Нагрузку от веса зданий, расположенных над тоннельным сооружением, принимать в зависимости от их этажности в размере 10 кН/м2 (1т/м2) на один этаж.

При расположении зданий и других наземных сооружений в пределах призмы обрушения грунта учитывать соответствующее увеличение горизонтальной нагрузки.

5.6.4.2.15 Нормативную горизонтальную нагрузку на обделки кругового очертания в глинистых грунтах текучей и пластичной консистенции, в водонасыщенных грунтах, а также в грунтах, переходящих в условиях эксплуатации в разжиженное состояние, принимать не более 0,75 величины нормативной вертикальной нагрузки, определяемой в соответствии с весом вышележащей толщи грунтов.

5.6.4.2.16 Нормативную вертикальную нагрузку от собственного веса конструкций определять исходя из проектных размеров конструкций и удельного веса материалов.

5.6.4.2.17 Коэффициенты надежности на постоянные нагрузки при расчетах конструкций обделок по потере несущей способности принимать по таблице 5.6.6.

Таблица 5.6.6

Коэффициент надежности по таблице 5.6.6 в скобках принимать в случае, когда уменьшение нагрузки приводит к более невыгодному нагружению обделки.

Коэффициенты надежности для мелкого заложения для горизонтального давления грунта - 0,8(1,2) и гидростатическому – 0,9(1,1).

При расчетах конструкций на прочность и устойчивость для стадии строительства коэффициенты надежности по постоянным нагрузкам принимать равными 1.

5.6.4.2.18 Обделки тоннелей, заложенные ниже прогнозируемого уровня подземных вод, следует рассчитывать на всплытие на расчетные нагрузки по формуле

,

где åG - сумма всех постоянных, сопротивляющихся всплытию, вертикальных расчетных нагрузок с минимальными коэффициентами надежности по нагрузке, действующих на длину одного метра тоннеля;

А - площадь подошвы тоннеля на длину одного метра;

hw - расстояние от уровня грунтовых вод до подошвы тоннеля (без учета бетонной подготовки);

gw - удельный вес воды, равный 1т/м3;

gf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,2.

5.6.4.3 Временные и особые нагрузки и воздействия

5.6.4.3.1 Нормативную временную вертикальную и горизонтальную нагрузки на обделки от наземного транспорта, коэффициенты надежности и коэффициенты динамичности принимать по СП 35.13330.2011.

5.6.4.3.2 Нормативную временную вертикальную нагрузку на рельсовый путь (рис. 2) от каждой оси подвижного состава с пассажирами принимать равной 150 кН(15тс).

Рисунок 2 - Схема нагружения от подвижного состава на рельсовый путь

(размеры в метрах)

Нормативную горизонтальную поперечную нагрузку от центробежной силы и ударов подвижного состава, продольную нагрузку от торможения или силы тяги, а также коэффициенты надежности и динамические коэффициенты к этим нагрузкам принимать согласно СП 35.13330.2011.

5.6.4.3.3 Временную нормативную равномерно распределенную нагрузку на платформы станций, лестницы, перекрытия машинных помещений эскалаторов, кассовых залов и другие перекрытия, по которым предусматривается передвижение пассажиров, принимать равной 4 кН/м2 (400 кгс/м2) с коэффициентом надежности 1,4.

5.6.4.3.4 Временные нагрузки на обделки, возникающие в процессе строительства, определять в соответствии с принятой технологией производства работ с учетом характера воздействия на обделку проходческого, подъемно-транспортного, монтажного или другого оборудования.

Коэффициент надежности по нагрузке к временной нагрузке от давления щитовых домкратов на обделку принимать равным 1,3.

5.6.4.3.5 Воздействие морозного пучения грунта в пределах слоя сезонного промерзания (оттаивания) следует принимать в виде приложенных по периметру сооружения вертикальных касательных сил. Для сооружений на пучинистых грунтах, сезонно промерзающих на глубину до 2,0м, величины сил морозного пучения следует принимать в соответствии с требованиями СП 22.13330.2011. Для сооружений на вечномерзлых грунтах, а также на пучинистых грунтах, сезонно промерзающих на глубину свыше 2,0м, величины сил морозного пучения следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.02.04.

Коэффициент надежности по нагрузке при определении нагрузки от сил морозного пучения принимать как для нагрузки от горного давления при сводообразовании по таблице 5.6.6.

5.6.4.3.6 Коэффициенты надежности к временной нагрузке для других временных нагрузок или воздействий, которые следует учитывать при проектировании специфических строительных конструкций или по условиям производства работ (вес стационарного оборудования, нагрузка от подвесного кранового оборудования, воздействие усадки и ползучести бетона и др.) и принимать по СП 20.13330.2011.

5.6.4.3.7 Сейсмическое воздействие на тоннельную обделку следует учитывать для сооружений, возводимых в районах (зонах) с сейсмичностью 7 баллов и более. Проектирование подземных сооружений, расположенных в районах (зонах) с сейсмичностью 7 баллов и более следует выполнять в соответствии с требованиями СП 14.13330.2011 и ВСН 193 [8].

6.6.5 Расчеты конструкций подземных сооружений

5.6.5.1 Расчеты подземных конструкций следует выполнять по предельным состояниям с учетом возможных неблагоприятных сочетаний нагрузок и воздействий на отдельные элементы или сооружение в целом, которые могут действовать одновременно при строительстве или при эксплуатации.

Расчетные схемы конструкций должны в максимальной степени соответствовать условиям работы сооружений и особенностям взаимодействия элементов проектируемой конструкции между собой и грунтом.

5.6.5.2 Расчеты подземных конструкций вести в соответствии с основными положениями ГОСТ Р54257 с учетом возможных для отдельных элементов или всего сооружения в целом неблагоприятных сочетаний нагрузок и воздействий, которые могут действовать одновременно при строительстве или при эксплуатации. При этом необходимо рассматривать:

-  основные сочетания нагрузок, составляемые из постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок и воздействий;

-  особые сочетания нагрузок, составляемые из постоянных нагрузок, наиболее вероятных временных и одной из особых нагрузок или воздействий.

Одновременно действующие временные нагрузки учитывать согласно СП 20.13330.2011.

5.6.5.3 Конструкции рассчитывать по предельным состояниям первой и второй групп.

5.6.5.4 Расчеты по предельным состояниям первой группы обязательны для всех конструкций. Их выполняют на основные и особые сочетания нагрузок с применением коэффициентов надежности, коэффициентов сочетаний нагрузок согласно СП 20.13330.2011, коэффициентов условий работы конструкций и расчетных значений прочностных характеристик их материалов, а при необходимости и динамических коэффициентов.

Тоннельные обделки на выносливость не проверяются, за исключением обделок пролетом более 9 метров с минимальной засыпкой над перекрытием менее 1 м, расчет которых ведется по мостовой схеме.

5.6.5.5 Расчеты конструкций, возводимых закрытым способом, по предельным состояниям первой группы выполнять с учетом особенностей их работы:

а)  для монолитных бетонных и железобетонных обделок в необводненных грунтах при наличии гидроизоляции - возможности образования в наиболее напряженных сечениях пластических шарниров;

б)  для чугунных и сборных железобетонных обделок со связями растяжения - податливости стыков и возможности образования в них пластических шарниров.

При расчетах бетонных и железобетонных обделок применять дополнительный коэффициент условий работы конструкции, равный 0,9, отражающий для монолитных обделок неточность в назначении расчетной схемы, для сборных обделок - деформативность стыков.

5.6.5.6 Расчеты обделок по предельным состояниям второй группы выполнять на основные сочетания нагрузок с использованием коэффициентов надежности по нагрузкам и по условиям работы конструкции, равных 1, и нормативных значений прочностных характеристик материалов.

При расчетах обделок открытого способа работ учитывать следующие требования:

-  для железобетонных элементов перекрытий определять величины вертикальных прогибов и раскрытия трещин, при этом величина прогиба от воздействия постоянной и временной вертикальной нагрузок в пределах пролета не должна превышать 1/200L (L - длина расчетного пролета) при предельной величине длительного раскрытия отдельных трещин до 0,2 мм, кратковременного - до 0,3мм;

-  для железобетонных элементов стен определять величину горизонтальных прогибов и раскрытия трещин, при этом величина прогиба от воздействия постоянной и временной нагрузок для стен подземных сооружений не должна превышать 1/300Н, для стен рамп - 1/200Н (Н - расчетная высота стены) при предельной величине длительного раскрытия отдельных трещин до 0,3, кратковременного до 0,4 мм.

Конструкции кругового очертания, возводимые закрытым способом, на деформативность не проверяются.

Примечание - Расчеты конструкций по предельным состояниям второй группы допускается не проводить, если практика применения аналогичных конструкций или опытная проверка запроектированных конструкций подтверждает, что жесткость их достаточна и конструкции обеспечивают нормальную эксплуатацию сооружений.

5.6.5.7 В обделках тоннелей, сооружаемых в необводненных грунтах, а также в обделках с гидроизоляцией по всему их контуру величина длительного раскрытия трещин допускается не более 0,2 мм.

5.6.5.8 Расчеты тоннельных конструкций на внешние виды воздействий следует выполнять методами строительной механики на заданные нагрузки или методами механики с учетом отпора грунтового массива. Коэффициент упругого отпора допускается принимать по таблице 5.6.7. Расчеты на действие гравитационного поля, тектонического и сейсмического воздействия возможно выполнять методами механики сплошной среды. В расчетах обделок методом механики сплошной среды на прочность и трещиностойкость, возводимых в песчанно-глинистых влажных и маловлажных грунтах, следует использовать значение остаточного модуля деформации грунта.

5.6.5.9 Предварительные и поверочные (при реконструкции) расчеты конструкций допускается проводить исходя из предпосылки линейной работы материала конструкции и грунтового массива.

Деформационные характеристики грунтового массива (модуль деформации, коэффициент поперечной деформации, коэффициент упругого отпора) определять на основании данных инженерно-геологических изысканий, натурных и лабораторных исследований, а также данных, полученных при строительстве тоннелей в аналогичных инженерно-геологических условиях. При отсутствии опытных данных коэффициент отпора допускается принимать по таблице 5.6.7.

Таблица 5.6.7

В уточненных расчетах учитывать свойства ползучести и нелинейности работы материала конструкции и соответствующие характеристики, полученные экспериментальным путем для окружающего тоннель грунта.

5.6.5.10 Силы трения и сцепления между тоннельной обделкой и грунтом следует учитывать в случаях, когда проектом предусматриваются мероприятия, обеспечивающие надежный контакт обделки с грунтом, кроме случаев заложения тоннеля в слабых грунтах. При этом величины передаваемых на грунт касательных напряжений не должны превышать величин предельных сдвигающих напряжений для грунта.

5.6.5.11 При расположении тоннеля в обводненных мелких и пылеватых песках или переувлажненных связанных грунтах, а также в случае резкого изменения их свойств по трассе, тоннель в целом следует рассчитывать по схеме балки на упругом основании. Расчет производят от нагрузки проходящего поезда. При скорости поезда до 70 км/ч коэффициент динамичности принимать равным 1, при скорости 70 км/ч и более - 1,1. По результатам расчета выполняют проверку прочности стыков между кольцами.

5.6.5.12 При расчетах обделок, обжимаемых в грунт, в основном сочетании нагрузок на стадии их монтажа учитывать полное усилие обжатия и временные строительные нагрузки. Для стадии эксплуатации обделок остаточное усилие обжатия учитывать в случае, если оно превышает нормальную силу от горного давления. В противном случае расчет ведется так же, как для необжатых обделок.

5.6.5.13 Проверку прочности сечений бетонных и железобетонных обделок проводить по СНиП 52-01.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33