Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

Диссертационная работа:

Кубышкин Андрей Александрович. Методика расчета сборных железобетонных обделок с центрированными стыками и перевязкой швов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.11 : М., 2005 138 c. РГБ ОД, 61:05-5/3497

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА I. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОБДЕЛОК КОЛЬЦЕВОГО ОЧЕРТАНИЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИСС ЛЕДОВ АНИЯ... 10

  1. Общие положения 10

  2. Конструктивные особенности сборных железобетонных обделок. 13

  3. Анализ статической работы сборных железобетонных обделок без связей растяжения в стыках. 20

  4. Методы расчета кольцевых обделок. 22

  1. Методики расчета обделок с учетом работы стыков 35

  2. Постановка задач исследования 42

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ПЛОСКОГО
ЦЕНТРИРОВАННОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО СТЫКА 44

  1. Общие положения. Цель и задачи исследования 44

  2. Численное моделирование статической работы плоского бетонного стыка 45

  3. Статическая модель плоского бетонного стыка 69

  4. Выводы 73

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ
ПЛОСКОГО ЦЕНТРИРОВАННОГО БЕТОННОГО СТЫКА 75

  1. Оценка величины предельных напряжений в бетоне контактной площадки 75

  2. Анализ результатов лабораторных испытаний 82

3.3 Выводы 104

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
ОБДЕЛОК С ПЛОСКИМИ СТЬЖАМИ И ПЕРЕВЯЗКОЙ ШВОВ 106

  1. Описание расчетной модели обделки 106

  2. Основные положения методики расчета 108

  3. Анализ результатов стендовых испытаний Казанской обделки с применением разработанной методики 114

  4. Выводы 126

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 127

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 131

Введение к работе:

В последние годы в отечественной и зарубежной практике проектирования и строительства транспортных тоннелей интенсивно разрабатываются и применяются высокоточные сборные железобетонные обделки с плоскими стыками, которые для увеличения кольцевой жесткости тоннеля собираются с перевязкой продольных швов между кольцами. Расширению области применения и совершенствованию конструкций высокоточных сборных железобетонных обделок способствует развитие и распространение щитовых тоннеле-проходческих механизированных комплексов с активным пригрузом забоя.

Зарубежными проектными организациями накоплен большой опыт проектирования, подкрепленный натурными наблюдениями на строящихся объектах, что позволило им сформировать соответствующую расчетную базу и разработать методики расчета, учитывающие особенности статической работы таких конструкций. Описания этих методик являются элементами интеллектуальной собственности фирмы-разработчика, поэтому в проектной документации излагаются только общие положения, что затрудняет проведение анализа проектов применительно к отечественным нормативным документам. В отечественной практике методы расчета таких обделок, учитывающие особенности их статической работы, отсутствовали, и в проектах первых тоннелей в России расчетную часть выполняли зарубежные фирмы.

В связи с увеличением объемов внедрения во многих регионах России сборных высокоточных железобетонных обделок в НИЦ «Тоннели и метрополитены» (филиал ОАО ЦНИИС) были начаты работы по разработке оригинальной методики расчета, одним из результатов которой стал алгоритм учета взаимодействия колец при перевязке продольных швов.

Сравнительный анализ результатов испытаний и данных наблюдений в натурных условиях, а также накопившийся опыт проведения расчетов, показывают, что дополнительное существенное влияние на характер распределе-

ния усилий в обделке оказывают плоские бетонные стыки в кольце, которые способны передавать изгибающий момент.

Анализ состояния вопроса подтвердил необходимость учета в статических расчетах работы плоских бетонных стыков в условиях взаимодействия колец, что позволит с большей достоверностью рассчитывать и проектировать наиболее эффективные конструкции сборных железобетонных обделок.

Для решения этой задачи и разработки дополнения к методике расчета возникла необходимость проведения следующих научных исследований.

Актуальность темы.

Актуальность темы диссертационной работы определяется увеличением во многих регионах России объемов внедрения сборных железобетонных обделок с плоскими стыками и перевязкой швов.

Разработка методики расчета сборных обделок с учетом взаимодействия колец и статической работы плоских стыков позволяет с большей достоверностью определять расчетные усилия и разрабатывать экономически эффективные конструкции обделок.

Необходимость проведения специальных исследований в данном направлении подтверждается практикой выполнения расчетов и наблюдений за аналогичными обделками на стенде и в натурных условиях.

Цель и задачи диссертации.

Цель работы - создание методики для учета работы плоских центрированных бетонных стыков в сборной железобетонной обделке с перевязкой швов, применительно к статическим расчетам обделки на заданные нагрузки.

Основные задачи диссертации:

— провести теоретические исследования напряженно-деформированного состояния плоского бетонного стыка с применением метода конечных элементов;

на основании полученных результатов теоретических исследований сформулировать основную рабочую гипотезу и разработать расчетную модель плоского стыка;

на основе исследований состояния плоских бетонных стыков в натурных условиях оценить достоверность предпосылок, принятых в расчетной модели;

разработать методику расчета сборных тоннельных обделок с перевязкой швов с учетом работы плоских центрированных стыков.

Методика исследований.

В основе методики заложен комплексный подход, включающий проведение теоретических и экспериментальных исследований.

В теоретических исследованиях использованы численные методы математического моделирования, реализованные на базе применения метода конечных элементов (МКЭ). Экспериментальные исследования плоских бетонных стыков проведены в производственных условиях и на стенде ЦНИИС.

С применением разработанной методики выполнены расчеты для условий стендовых испытаний сборной обделки. Результаты расчетов сопоставлялись с данными результатов испытаний.

Научная новизна работы состоит в следующем:

выполнены комплексные теоретические и экспериментальные исследования плоских центрированных бетонных стыков, которые позволили оценить их влияние на статическую работу сборной обделки;

разработана упруго-пластическая модель плоского стыка для применения в статических расчетах сборных железобетонных обделок с перевязкой швов;

разработана методика и алгоритм расчета сборных обделок с плоскими центрированными бетонными стыками в условиях взаимодействия колец.

Практическую ценность работы составляют:

— результаты теоретических исследований, полученные на математиче
ских моделях;

расчетная модель плоского бетонного стыка, предложенная для применения в статических расчетах обделок;

методика и расчетная программа по учету работы плоских бетонных стыков при проведении расчетов сборных железобетонных обделок с перевязкой колец.

Достоверность полученных результатов определяется:

— строгостью исходных предпосылок в применяемых методах исследо
ваний;

- учетом требований действующих нормативных документов;

— хорошей сходимостью результатов теоретических и эксперименталь
ных исследований, подтвержденной сравнительными расчетами по разрабо
танной методике и данными стендовых испытаний.

Реализация результатов.

Результаты работы использованы при проектировании сборных железобетонных обделок, созданных с участием НИЦ «Тоннели и метрополитены»: конструкций обделок перегонного тоннеля Мини-метро в г. Москве; обделки Лефортовского тоннеля и комплекса тоннелей под Серебряным Бором в г. Москве; обделки перегонных тоннелей метрополитена в г. Омске и г. Челябинске; участка обделки теплового коллектора в районе Экспоцентра на Красной Пресне в г. Москве.

Основные положения диссертационной работы применены при проведении поверочных расчетов обделки перегонных тоннелей С.-Петербургского метрополитена на участке "Размыв".

Результаты исследований диссертационной работы вошли в методику расчета сборных железобетонных обделок с центрированными стыками и перевязкой швов, на базе которой разработана расчетная программа для ЭВМ.

Апробация работы.

Результаты исследований и основные научные положения диссертационной работы доложены:

на Международной научно-практической конференции "Тоннельное строительство России и стран СНГ в начале века: опыт и перспективы". Россия, Москва, 28-31 октября 2002 г.

на семинаре "Актуальные проблемы расчета строительных конструкций с использованием пространственных моделей и их влияние на конструктивные решения", Москва, октябрь 2002 г.

на конференции "Строительство и эксплуатация транспортных сооружений в районах развития опасных геологических процессов", Москва, МГУПС, 2003 г.

на заседаниях Секции НИЦ "Тоннели и метрополитены" Ученого совета ОАО ЦНИИС, 2000-2004 гг.

Публикации.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 4 печат-. ных работах:

  1. Чеботаев В.В., Кубышкин А.А. Расчетное моделирование статической работы сборной железобетонных обделок с перевязкой швов // Исследования конструкций и материалов для метро- и тоннелестроения: Сборник научных трудов, выпуск №207 - М.: ЦНИИС, 2002. - С. 15-27.

  2. Чеботаев В.В., Кубышкин А.А. Методика расчета сборных железобетонных тоннельных обделок с учетом взаимного влияния колец // Труды международной научно-практической конференции "Тоннельное строительство

России и стран СНГ в начале века: опыт и перспективы": Тоннельная ассоциация России - М, 2002. - С.493-494.

  1. Кубышкин А.А. Расчет сборных железобетонных кольцевых обделок с перевязкой швов // Строительство и эксплуатация транспортных сооружений в районах развития опасных геологических процессов: Тезисы докладов - М.: МГУПС, 2003. - в электронной версии.

  2. Кубышкин А.А. Оценка величины предельных напряжений на контактной площадке плоских центрированных стыков сборных железобетонных тоннельных обделок // Прогрессивные конструктивно-технологические решения для тоннеле- и метростроения в России: Сборник научных трудов, выпуск №221 -М.: ЦНИИС, 2003. -С.131-138.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 138 страниц, 45 иллюстраций, 14 таблиц и список использованной литературы из 83 наименований.

Разработка расчетных программ, научно-техническое сопровождение экспериментальных исследований на стендовых испытаниях и исследования на объектах строительства выполнялись в лаборатории горного давления и норм расчета НИЦ «Тоннели и метрополитены» филиала ОАО ЦНИИС.

Подобные работы
Мартынов Евгений Анатольевич
Совершенствование методики расчета конструктивно-анизотропных многослойных жестких дорожных одежд на силовые и температурные воздействия
Архипенко Юрий Васильевич
Методика расчета динамического взаимодействия подвижных нагрузок с мостами с применением программных комплексов конечно-элементного анализа
Челобитченко Светлана Андреевна
Методика расчета и конструктивно-технологические решения армированного объемными георешетками земляного полотна на вечномерзлых грунтах
Кобзев Павел Николаевич
Совершенствование конструкции и методики расчета многоребристого пролетного строения моста из клееной древесины с учетом совместной работы перекрестной деревоплиты и балок
Тряпицын Юрий Владимирович
Методики расчета и снижение металлоемкости ортотропной плиты пролетных строений металлических мостов
Ниязбеков Саидмурад Саидрасулович
Методика расчета и проектирования противооползневых сооружений для защиты дорожного земляного полотна
Лугов Сергей Владимирович
Основные положения методики расчета глубины колеи на дорожных одеждах с асфальтобетонным покрытием
Ходоров Игорь Викторович
Совершенствование технологии виброуплотнения основания буронабивных свай мостовых фундаментов и методики их расчета
Харламов Дмитрий Николаевич
Методика испытаний, расчета и конструкция стальных катковых опорных частей автодорожных мостов
Королев Сергей Анатольевич
Методика расчетной оценки стойкости сварных швов листовых конструкций из алюминиевых сплавов против образования продольных кристаллизационных горячих трещин

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net