Пример расчета арочно-бетонной крепи

Требуется проверить прочность арочно-бетонной крепи однопутного железнодорожного тоннеля пролет θ = 7,2 м, высота 9,8 м с толщиной бетона 20 см марки 300 и аркой из 1 № 20 с шагом установки 1 м. Арки соприкасаются с бетоном только по наружной поверхности. Крепость f = 2, объемная масса γ = 2,5 т/м³, коэффициент отпора 40 кг/см³.

Для комбинированного сечения (бетон + арка) вычисляем положение оси сечения y_o = 11,8 см (от породы), приведенную площадь F_пр = 2190 см² и приведенный момент инерции сечения J_пр = 1,52×10⁵ см при ширине сечения 1 м и отношении модулей упругости материалов n = 7.

Расчет на единичные загружения выполняем по программам «RAK». Учитывая, что коэффициент отпора в ней уменьшается в 100 раз и опорная площадка для арки определяется равной 1/2 высоты сечения арки, для машинного счета задаем K = 120000 кг/см³.

Для проверки прочности строим диаграмму предельных усилий в данном сечении в осях «M - N», изгибающие моменты - нормальные силы (см. рисунок). Затем по эпюрам M и N, а также величине расчетной нагрузки (11,5 т/м²), полученным в расчете, определяем эксцентриситеты в наиболее напряженных сечениях, вычисляем расчетную нормальную силу и сравниваем с предельной при данном эксцентриситете.

В нашем случае M _max = 6150 кг/см при N = 408 кг; см. Для этого эксцентриситета по диаграмме «M - N» предельная нормальная сила составляет 122 т. Расчетная нормальная сила составляет 47 т. Запас по прочности . Для другого сечения см; N_пред = 162 т; N_расч = 46 т; k = 3,5.

Диаграмма прочности арочно-бетонной крепи однопутного тоннеля (бетон 20 см, арка из 1 № 20):

1 - шаг арок - 1 м; 2 - шаг арок - 1,5 м

Приложение 11

Дата добавления: 2014-11-18