Подземное сооружение Советский патент 1988 года по МПК E02B9/06 E21D11/00 E21D11/00 

10

1Пв- бЗЗ

Изобретение относится к строительству сооружений, включающих параллельно расположенные на одном уровне полые цилиндрические корпуса, находящиеся под насыпным грунтом, и может быть использовано при возведении водоводов под насьтными плотинами, транспортных тоннелей, емкостей для хранения жидких и газообразных материалов и других сооружений.

Цель изобретения - повышение надежности работы конструкции замечет выравнивания тангенциальн1)К нормальных сжимаюпщх напряжений.

На фиг.1 изображено сооружение в варианте сопряжения корпусов, когда для центрального корпуса врезка осуществлена его нижней частью, а для сопрягаемых - противоположной, поперечное сечение; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - секция сооружения в варианте сопряжения корпусов, когда врезка сопряженных корпусов и рядом находящегося выполнена попеременно для каждого корпуса вдоль его продольной оси как в верхней, так и в нижней частях, продольный разрез; на фиг.4 - разрез Б-Б на

устроена врезка, зеркально подоб сопряженной части другого корпуса Могут быть варианты выполнения предлагаемой конструкции.

.Так, например, кольцо 1 одного корпуса, врезанное сопряженной ча в нижнюю половину рядом находящег кольца 2, само имеет врезку в сво верхней части для кольца 2. Такое сопряжение имеется по всей длине оружения. На плоскости горизонтал ного сечения оболочек сопряженньк корпусов в этом случае оставлен ш

15 3, заполненный деформируемьм мате .алом. По сопряжению внешней образ щей корпуса и врезки оставлен шов также заполненный деформируемьм м териалом.

20 По другому варианту кольца 1 и расположены попеременно вдоль про дольной оси каждого корпуса с соо ветствующим сопряжением между соб В этом случае между кольцами выпо

25 нен шов 5, заполненный деформируе материалом.

Может иметь место вариант, ког корпус имеет врезку в рядом наход щейся корпус по всей высоте сопр

35

40

фиг.З; на фиг.З - разрез В-В на фиг.3;30 жения. В этом случае сопряженная на фиг.6 - сооружение в варианте, когда врезка одного и рядом находящегося KoipnycoB осуществлена как в первом, так и во втором по контуру образующих внешней поверхности сопрягаемых корпусах, поперечный разрез; на фиг.7 - сооружение в плоскости вертикальной оси сопряжения корпусов, продольный разрез.

Подземное сооружение содержит корпус 1, врезанный в сопряженный корпус нижней частью, корпус 2, врезанный в сопряженный корпус верхней частью, шов 3 по плоскости горизонтального сечения сопряженных оболочек, шов 4 между образующей внешнего контура корпуса и врезкой, поперечный шов 5, сегмент 6 совместной зоны корпусов, свод 7 корпусов, сопряженный с сегментом, шов 8 между сегментом и сводом.

Параллельно расположенные на одном уровне под насыпным грунтом полые цилиндричес сие корпуса взаимно сопряжены каждый с двумя рядом нахо- с дящимся так, что плоскость горизонтального сечения каждого из двух сопряженных корпусов является общей. Для этого в оболочке одного корпуса

45

50

совместная часть рядом находящихс корпусов образует сегмент 6, а .ос тальная часть каждого корпуса раз лена на две зеркально симметричны части, каждая из которых представ ет собой свод 7, опертый сверху и снизу на сегмент 6. Между последн и сводом 7 оставлен шов 8, заполн ный деформируемым материалом.

Предлагаемое сооружение может быть возведено как из монолитного бетона с отдельными узлами из сбо ного, так и из полностью сборного бетона или железобетона.

При возведении сооружения из м литного бетона с отдельными узлам из сборного на заранее подготовле площадке осуществляют геодезическ разбивку осей каждого из корпусов с использованием, например, сколь щей металлической опалубки для вн него контура, укладывают бетон до нижних проектных отметок сопряжен с рядом находящимися.будущими кор сами. Укладку бетона осуществляют секциями, в каждую из которых вхо кратное число колец корпусов 1 и Продольные размеры секций определ в соответствии с температурно-уса

устроена врезка, зеркально подобная сопряженной части другого корпуса. Могут быть варианты выполнения предлагаемой конструкции.

.Так, например, кольцо 1 одного корпуса, врезанное сопряженной частью в нижнюю половину рядом находящегося кольца 2, само имеет врезку в своей верхней части для кольца 2. Такое сопряжение имеется по всей длине сооружения. На плоскости горизонтального сечения оболочек сопряженньк корпусов в этом случае оставлен шов

3, заполненный деформируемьм матери- .алом. По сопряжению внешней образующей корпуса и врезки оставлен шов 4, также заполненный деформируемьм материалом.

По другому варианту кольца 1 и 2 расположены попеременно вдоль продольной оси каждого корпуса с соответствующим сопряжением между собой. В этом случае между кольцами выполнен шов 5, заполненный деформируемым материалом.

Может иметь место вариант, когда корпус имеет врезку в рядом находящейся корпус по всей высоте сопря5

0

0 жения. В этом случае сопряженная

с

5

0

совместная часть рядом находящихся корпусов образует сегмент 6, а .остальная часть каждого корпуса разделена на две зеркально симметричные части, каждая из которых представляет собой свод 7, опертый сверху или снизу на сегмент 6. Между последним и сводом 7 оставлен шов 8, заполненный деформируемым материалом.

Предлагаемое сооружение может быть возведено как из монолитного бетона с отдельными узлами из сборного, так и из полностью сборного бетона или железобетона.

При возведении сооружения из монолитного бетона с отдельными узлами из сборного на заранее подготовленной площадке осуществляют геодезическую разбивку осей каждого из корпусов и с использованием, например, скользящей металлической опалубки для внешнего контура, укладывают бетон до нижних проектных отметок сопряжения с рядом находящимися.будущими корпусами. Укладку бетона осуществляют секциями, в каждую из которых входит кратное число колец корпусов 1 и 2. Продольные размеры секций определяют в соответствии с температурно-усадочными напряжениями бетона и технологией его укладки.

.В варианте сопряжения корпусов с врезкой в один корпус с одной сторо- вы относительно горизонтальной оси сечения корпуса, а в сопряженный - с противоположной, дальнейшее возведение сооружения осуществляют следующим образом.

Кольцо 1, врезанное в сопряженное нижней частью, возводят до проектной отметки вертикальной оси сечения. В качестве внутренней опалубки может быть применена металлическая облицов ка, если сооружение используется в качестве водовода или необходимо снизить -уровень растягивающих напряжений по внутреннему контуру кольца. В других случаях для этих целей ис- пользуют скользящую металлическую опалубку.

Кольцо 2, врезанное в сопряженное верхней частью, возводят до сопряжения с внешней образующей кольца 1. При формировании нижней части колец по плоскости горизонтальной оси симметрии кольца устраивают шов 3, а в контакте сопряжения внешней образующей одного кольца и врезки другого - шов 4. Эти швы выполняют из рулонног материала, например, из неопрена или же наносят деформируемый материал на контактные поверхности. Упругие свойства деформируемого материала и его толщину определяют предварительным аналитическим расчетом. Формирование верхней части корпусов осуществляют так же, как и нижней, с той лишь разницей, что сначала укладывают бетон в кольцо 2 его полного профиля, а после устройства деформируемого шва 4 в верхней части колец завершают укладку бетона в кольцо 1 .

В варианте выполнения сооружения с попеременным расположением колец 1 и 2 вдоль продольной оси каждого корпуса отличие заключается в том, что в возводимую секцию каждого корпуса должно быть включено кратное количе

ство колец, а между кольцами в их

поперечной плоскости устроен шов 5, заполненный деформируемым материалом. Роль этого шва сводится к обеспечению ограниченной свободы перемещений отдельных сопрягающихся колец, имеющих 55 различное напряженное состояние, И, одновременно, обеспечению гибкости конструкции в продольном направлении,

. JQ

|5 п

25 ,,.

40

45

0

5

что необходимо, например, при наличии разномодульных подстилающих грунтов,

В варианте сопряжения корпусов через сегмент 6, являющийся общей частью рядом находящихся корпусов, последний может быть изготовлен отдельно на строительной площадке и установлен на заранее уложенный бетон на уровне сопряжения рядом находящихся .колец. На строительной площадке сегмент 6 может быть изготовлен с другими частями кольца, а именно нижним и верхним сводом 7. На строительной площадке может быть сформирован шов 8 из деформируемого материала между сегментом 6 и сводом 7.

Материал заполнения швов 3, 4 и 8 и толщина этого материала рассчитываются заранее. Максимальные деформации этих швов в горизонтальном направлении не должны превышать значений, вызывающих растягивающие напряжения в вертикальном сечении оболочек корпуса вьше расчетных, а минимальные деформации исключают недопустимые концентрации напряжений сжатия в сопряжении корпусов.

После завершения формирования сооружения устанавливают рамную или

монолитную опорную конструкцию, OI-

раничивающую горизонтальные перемещения крайних корпусов в сооружении, и осуществляют засыпку грунта над сооружением до проектного уровня.

Предлагаемое сооружение функционирует следующим образом.

Известно, что полый корпус коль- цвдзого сечения, находящийся под на- сыпньгм грунтом, подвержен вертикальному силовому воздействию со стороны грунта приблизительно в три раза большему, чем горизонтальное воздействие. Это приводит к тому, что на внутренней поверхности корпуса на его вертикальной оси возникают наибольшие для корпуса растягивающие напряжения, ориентированные в горизонтальном направлении, а на внутренней поверхности корпуса на его горизонтальной оси - наибольшие сжи- маюп1ие напряжения, ориентированные в вертикальном направлении.

При сопряжении корпусов на горизонтальной оси корпуса взаимно складываются вертикальные напряжения на внешней поверхности одного корпуса с вертикальными напряжениями на внутренней поверхности другого корпуса.

Эпюра суммарных вертикальных напряжений приобретает более близкий к прямоугольному характер, чем для одного корпуса. Поскольку горизонтальные перемещения оболочек корпуса ограничиваются, уменьшается и величина растягивающих напряжений на верти- калькой оси корпуса. На всех этапах строительства насыпи над сооружением эти соотношения автоматически поддерживаются.

Формула изобретения

1. Подземное сооружение, включающее параллельно расположенные на одном уровне под насьшным грунтом полые цилиндрические корпуса, сопряженные между собой по бокам, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности работы

конструкции за счет выравнивания тангенциальных и нормальных сжимающих напряжений, сопряжения корпусов выполнены в виде врезки одного цилиндрического корпуса в другой с образованием меяду ними швов, заполненных податливым материалом.

2.Подземное сооружение по п.1, отличающееся тем, что врезка выполнена по центральному горизонтальному сечению сопрягаемых корпусов, при этом по контуру врезающегося корпуса только в верхней или

5 нижней части одного и в противоположных частях сопряженных с ним корпусов, либо попеременно для каждого корпуса в верхней и нижней частях.

3.Подземное сооружение по п.1, 0 отличающееся тем, что

врезка выполнена по контуру корпусов на полную высоту сопряжений.

Изобретение относится к строительству сооружений и может быть использовано при возведении водоводов под насыпными плотинами, транспортных тоннелей, емкостей для хранения жидких и газообразных материалов и т.п. сооружений. Цель изобретения - повышение надежности работы конструкции за счет выравнивания тангенциальных и нормальных сжимающих напряжений. Параллельно расположенные на одном уровне под насьтным грунтом полые цилиндрические корпуса (к) 1 и 2 сопряжены между собой по бокам. Сопряжения К 1 и 2 вьшолнены в виде врезки одного К в другой с образованием между ними швов 3, заполненных податливым материалом. Врезка выполнена по центральному горизонтальному сечению сопрягаемых К 1 и 2. Врезка может быть выполнена по контуру врезающего К только в верхней или нижней части одного К и в противоположных частях сопряженных с ним К, либо попеременно для каждого К в верхней или нижней частях. По контуру К 1 и 2 врезка вьтол- нена на полную высоту сопряжений. При сопряжении К 1 и 2 на горизонтальной оси К взаимно складываются вертикальные напряжения на внешней поверхности одного корпуса с вертикальными напряжениями на вйутренней поверхности другого К. Эпюра суммарных вертикальных напряжений приобретает близкий к прямоугольному характер. Благодаря швам 3 горизонтальные перемещения К 1 и 2 ограничиваются, уменьшая величину растягиваюш;их напряжений на их вертикальной оси. 2з.п, ф-лы, 7 ил. 1 г .л (Л СдЭ 00 4 а ел ел фил. J

Х

Фиг. 2

5-5

Фие.З

Фиг,

Фиг.5

фуг. S

Ч

NT

Фиг- 7