Сборная железобетонная обделка тоннеля Советский патент 1988 года по МПК E21D11/08 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве тоннелей в условиях действия значительного горного дав- ления.

Цель изобретения - повьппение несущей способности обделки.

На фиг. 1 изображена схема конструкции обделки, обладающей повышенно несущей способностью и трещиностой- костью; на фиг. 2 - эпюры моментов, возникающих в верхних блоках предлагаемой и известной обделок.

Конструкция обделки (фиг. 1а) сое тоит из лоткового блока Л, четырех стеновых блоков Н, двух сводовых блоков С и вкладьшей В. Блоки Л, Н и В имеют форму соответствующих известных блоков. Два верхних бло- ка С (фиг. 16) имеют новую конструктивную форму. Толщина концевых участков блока С назначена равной толщине блока Н (по условию равнопрочности всех по стыку), а в середине блок С имеет толщину в полтора раза большую (большее утолщение невозможно по условию не нарушения габарита приближения строений). Разница толщины блока С в середине и на концах позво ляет получить ось блока более пологой чем у блока постоянной толщины, тем самым удается получить верхнюю часть обделки в виде трехшарнирной арки и образованную двумя блоками С, наоборот более подъемистую, чем арка, образованная блоками постоянной толщины. Сводчатое очертание верхней части кольца обделки дает выгодное распределение внутренних силовых фак торов в обделке.

На фиг. 2а обозначены расчетная ось 1 блока С, эпюры 2 и 3 моментов в предлагаемой обделке и известной соответственно.Опасное сечение для обеих конструкций имеет одно местоположение, а величины моментов разли чаются вдвое, причем выгодным образом для предлагаемой обделки.

С целью снижения уровня концентрации напряжений рекомендовано изготовление обоих торцов 4 и 5 блоков (выпуклый и вогнутый) с направляющими обеих поверхностей единого радиуса (фиг. 1в). В этом случае контакт стыкующихся блоков происходит по всей площади цилиндрических поверхностей обоих торцов, что дает положительный эффект. Заштрихована jfuio

,

0

5 0 5 0 5 0

д

0

5

щадь 6 концевого участка блока, в пределах которой работает его материал на действие сжимающих усилий со стороны вышележащего блока. Предлагаемая конструкция стыка позволяет вовлечь в работу практически весь пристыковой участок блока в отличие от известной конструкции, при которой в работу включена лишь часть торца (фиг. 2).

Радиус направляющих следует подбирать из условия обеспечения возможности проскальзывания одной поверхности по другой. Для улучшения эффекта поворота блоков в стыке без перекатывания предусматривается при монтаже обделки введение в стыки таких прокладок (поз. 7, фиг. 1в) из синтетических или природных материалов с низким коэффициентом трения скольжения.

В предлагаемой обделке предлагается новое решение армирования концевых участков (поз. 8, фиг. 16) блока короткими кусками металлической проволоки. Равномерное распределение и стохастический характер ориентации волокон во всем объеме торцовых участков блока позволяет воспринимать действие растягивающих напряжений любого направления. Армирование металлическими волокнами целесообразно производить на всю ширину блока и на длине участка, равной толщине блока. За пределами указанной длины влияние концентратора оканчивается, и распределение напряжений носит линейный характер, известный при вне- центренном сжатии.

Формула изобретения

1.Сборная железобетонная обделка тоннеля, включающая шарнирно соединенные сводовые, стеновые и лотковый блоки, имеющие цилиндрические постоянных радиусов внутреннюю и внешнюю поверхности, выпуклый и вогнутый торцы, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения несущей способности обделки, внутренняя поверхность сводовых блоков выполнена большего радиуса, чем внешняя.

2.Железобетонная обделка по п.1, отличающаяся тем, что выпуклый и вогнутый торцы блоков имеют одинаковый радиус кривизны.

31372051

при этом торцы на всю их ширину за- лической проволоки па длине, равной армированы короткими кусками метал- толщине блоков.

Изобретение относится к области горного дела и м.б. использовано при строительстве тоннелей в условиям действия значительного горного давления. Цель - повышение несущей способности обделки. Шарнирно соединенные сводовые С, стеновые Н и лотковые Л блоки имеют цилиндрические постоянных радиусов внутреннюю и внешние поверхности. Внутренняя поверхность блоков С имеет больший радиус, чем внешняя. Выпуклый и вогнутый торцы блоков с одинаковым радиусом кривизны на всю их ширину заармированы короткими кусками металлической проволоки на длине, равной толщине блоков. Разница толщины блока С в середине и на концах дает выгодное распределение внутренних силовых факторов в обделке. Одинаковый радиус кривизны торцов блоков позволяет снизить уровень концентрации напряжений. Армирование проволокой торцов позволяет воспринимать действие растягивающих напряжений любого налравления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с | (Л

а)Констрдщи9 oSffeflxu

с

(риг.1

f L lfVJi/cotmwu/effiA / -- ««jx

Ф(п.г