Расчет участка тоннеля 2 USZ под площадкой ПД II
1.Нагрузки принятые при расчете:
-снеговая по III снеговому району СНиП 2.01.07-85*-1.8 кН/м2
-монтажная нормативная нагрузка на отметке планировки-10 кН/м2
-расчетное давление от тележки суперлифта крана ДЕМАГ(вес 300т.)-910 кН/м2
2.Выбор именно этого участка тоннеля обусловлен тем, что при работе крана с площадок вплотную к тоннелю тележка суперлифта может подъехать только на площадке ПДII. Расчете тоннеля на давление тележки 91 т/м2 в тоннеле возникают значительные растягивающие напряжения что ведет к образованию трещин.
Щебеночная подготовка, грунт обратной засыпки, щебеночная подготовка под тоннель (моделировалась элементами с поддержкой модели сыпучих материалов Друкера - Прагера).
Скальное основание моделировалось при помощи запрета перемещений по оси Z. Характеристики грунта(модуль деформации, коэффициент сцепления, угол внутреннего трения, угол делатации) обратной засыпки и щебеночной подготовки брались согласно СНиП 2.02.01.83*.
Конструкция тоннеля – бетон B25(Модуль упругости E=3e10 Па)
Конструкции стоек усиления – сталь С255(Модуль упругости E=2e11 Па)
Загружения:
1- Собственный вес
2- Собственный вес +снеговая + монтажная нагрузка + первое положение тележки суперлифта
3- Собственный вес +снеговая + монтажная нагрузка + второе положение тележки суперлифта
Расчет производился с учетом нелинейной работы грунта. Для активации нелинейной модели грунта Друкера-Прагера в среде ANSYS Workbench были вставлены дополнительные команды.
Конечные элементы поддерживающие модель Друкера-Прагера не имеют срединных точек(midside nodes), поэтому для КЭ грунта при построении сетки эти точки были выброшены.
После выполнения расчета был выполнен анализ напряжений в конструкции при помощи Stress Tool. Анализ прочности тоннеля производился по теории прочности Кулона-Мора. За максимальные растягивающие напряжения были приняты напряжения Rt=1.05e6 Па и максимальные сжимающие напряжения Rc=3e7 Па. Стоить учесть, что при расчете принимался не приведенный модуль упругости железобетона, а начальный модуль упругости бетона, что ставит тоннель в более худшие условия при расчете, чем в тех, в которых он находится фактически.
Результаты расчета показали, что коэффициент безопасности для конструкции тоннеля больше 1, откуда можно сделать вывод, что тоннель воспринимает нагрузки без разрушений. Так же по результатам расчета было принято решение дополнительно ограничить движение тележки суперлифта, и при работе крана с площадки ПДII уменьшить массу тележки суперлифта с 300 т. до 100 т для исключения образования трещин.
