Страница 9: ДБН В.2.3-7-2010. Метрополітени (32588)

Кінець таблиці 7

Постійні навантаження

1. Напружений стан підземних конструкцій глибокого закладення слід визначати шляхом розв’язання контактної задачі механіки суцільних середовищ з урахуванням можливого впливу постійних навантажень на ґрунтовий масив і оправу тунелю.
2. До ґрунтового масиву слід прикладати навантаження:

• від власної ваги ґрунтів, що складають масив;
• від залишкових тектонічних та інших силових полів;
• від гідростатичного та гідродинамічного тиску ґрунтових вод;
• від ваги будівель, споруд та інших облаштувань на поверхні землі;
• від інших природних і техногенних факторів, якщо є підстави допустити наявність цих впливів.

1. До оправи тунелю слід прикладати навантаження від власної ваги оправи і внутрішніх пристроїв.
2. Величину навантажень від гірського тиску слід визначати розрахунком на основі результатів інженерно-геологічних вишукувань, аналітичних і експериментальних досліджень, а також досвіду будівництва в аналогічних інженерно-геологічних умовах. У випадку, коли в ґрунтовому масиві можливий розвиток несприятливих для оправи процесів (здимання, повзучість ґрунтів, прояви тектонічної напруженості, карстово-суфозні явища), або допускається значна зміна властивостей і стану ґрунтів у результаті застосування спеціальних способів виконання робіт, величини навантажень слід установлювати на основі спеціальних досліджень і вимірів.
3. Постійне вертикальне навантаження від засипки над спорудою відкритого і опускного способів робіт слід розглядати як безпосередньо прикладене навантаження на перекриття підземної споруди.

Постійне горизонтальне навантаження від засипки в боках оправи, що будується відкритим способом, слід прикладати безпосередньо до оправи. Горизонтальне навантаження від тиску тискотропного розчину при відкритому траншейному і опускному способах робіт необхідно розглядати як прикладене одночасно до ґрунтового масиву і оправи тунелю.

1. Постійне навантаження від власної ваги ґрунтового масиву з урахуванням реального стану масиву до моменту утворення виробки слід прикладати до нього у вигляді об’ємних сил, що створюють силове гравітаційне поле, рівень напруженості якого зростає прямо пропорційно глибині відносно поверхні землі.

Характеристичні значення вертикальної і горизонтальної складових цього поля, кН/м2, на довільній глибині Н, м, слід визначати відповідно до формул:

ах =-g Ер; hi; ау =аі =-X g Ер; hi,(2)

(H)(H)

де а х, а у і и і - відповідно вертикальна та горизонтальна (поперечна і поздовжня) складові;

g = 9,81 м/с2 - прискорення сили тяжіння;

Pi та hi - відповідно щільність, т/м3, та потужність, м, довільного i-го пласта ґрунту;

X =^—-коефіцієнт бокового тиску в пружному масиві в межах г-го ґрунтового пласта,

1-v

що вміщає виробку;

v-коефіцієнт поперечної деформації пласту ґрунту, що вміщає виробку

(коефіцієнт Пуассона).

Для нескельних і напівскельних глинистих ґрунтів з явно вираженими реологічними властивостями коефіцієнт бокового тиску слід приймати за формулою:

х =°'6 +0'8 v.(3)

1,4-0,8 v

Підсумовування у формулах (2) слід виконувати по всіх пластах ґрунтової товщини H.

Для водонасичених і обводнених ґрунтів, які утримують вільну воду, у формулах (2) слід враховувати замулення ґрунту у воді з одночасним урахуванням гідростатичного тиску на конструкцію.

1. Навантаження від ваги будівель, споруд і облаштувань на поверхні землі враховуються, якщо вищезгадані існуючі або ті, що передбачаються до будівництва у перспективі наземні об’єкти, розташовуються безпосередньо над підземними спорудами метрополітену або на відстані від нього (по горизонтальній проекції), яка не перевищує значення В1, м, і визначається за формулою: способу попереднього напруження, розташування напружуючих пристроїв і прийнятої величини контрольованого зусилля попереднього напруження.

У випадку можливості повної релаксації попереднього напруження це навантаження слід розглядати як тимчасове.

1. Нормативне постійне навантаження від зовнішнього тиску води слід приймати з урахуванням найнижчого рівня води в період будівництва і найвищого, який повинен установлюватись за довгостроковим гідрогеологічним прогнозом.

При визначенні навантаження від зовнішнього тиску води слід враховувати наявність водотривких пластів у ґрунтовому масиві, а також можливість порушення водоупору в процесі будівництва.

1. Характеристичну вертикальну складову постійного навантаження від засипки qH (ax), кН/м2, слід визначати, як вагу стовпа останньої над перекриттям підземної споруди за формулою (2).

Нормативну горизонтальну складову постійного навантаження рн, кН/м2, від засипки підземної споруди в її боках слід приймати такою, що дорівнює добутку ваги стовпа засипки на рівні, що розглядається, на коефіцієнт бокового тиску засипки і визначати за формулою:

де к з = tg2 f 45о-ф-0Л 2 У

pH = qHк з,(5)

; ф 0 - приведений кут внутрішнього тертя засипки.

Тимчасові навантаження

1. Тимчасове навантаження, яке прикладається до ґрунтового масиву від усіх видів наземного транспорту на існуючих або намічених до будівництва на перспективу шляхах сполучення (автомобільні дороги і міські вулиці, залізниці, наземні лінії метрополітену тощо), враховується тоді, коли ці шляхи сполучення розташовуються безпосередньо над підземною спорудою метрополітену або на відстані від нього, яка не перевищує значення Вj за формулою (4).
2. Характеристичне тимчасове навантаження (вертикальне і горизонтальне) від усіх видів наземного транспорту (за винятком метрополітену), коефіцієнти надійності за навантаженням і коефіцієнти динамічності слід приймати відповідно до ДБН В.2.3-14.
3. Нормативне тимчасове вертикальне навантаження від рухомого складу метрополітену, що передається на рейки колії, слід приймати 150 кН на кожну вісь за схемою, наведеною на рисунку 1.

Рисунок 1 - Схема нормативного тимчасового вертикального навантаження від рухомого складу

метрополітену (розміри наведені в м).

Нормативне навантаження на рейки колії від порожніх вагонів слід приймати таким, що дорівнює 80 кН на кожну вісь.

Характеристичне горизонтальне поперечне навантаження від відцентрової сили рухомого складу метрополітену на кожну колію для ділянок, розташованих на кривих радіуса Р м, слід приймати у вигляді рівномірно розподіленого навантаження С, кН/м, прикладеного до рухомого складу на висоті 2 м від рівня головки рейки, і визначати за формулою:

у2

C = 3,2 —,(6)

p

де V - найбільша можлива швидкість руху поїздів метрополітену, км/год, для кривої даного радіуса, яка приймається за таблицею 2.

Для порожніх поїздів значення навантаження С слід приймати як половину величини, яка визначається формулою (6).

Характеристичне горизонтальне поперечне навантаження від ударів ходових частин рухомого складу з кожної колії слід приймати у вигляді рівномірно розподіленого навантаження 2 кН/м, прикладеного на рівні головки рейок.

Характеристичне горизонтальне поздовжнє навантаження від гальмування або сили тяги слід приймати таким, що дорівнює 10 % від нормативного тимчасового вертикального навантаження від рухомого складу.

Коефіцієнти динамічності до навантажень від рухомого складу слід приймати згідно з положеннями ДБН В. 2. 3-14.

При розрахунку конструкцій перегінних тунелів мілкого закладення на міцність і деформа- тивність слід ураховувати вібраційний та циклічний характер впливу від рухомого складу метрополітену.

1. Тимчасове навантаження від пресування бетонної суміші при спорудженні оправ із прес- бетону слід прикладати по нормальному напрямку до поверхні виробки у вигляді рівномірно розподіленого тиску.

Характеристичний тиск бетонної суміші, яка пресується, на поверхню виробки слід приймати таким, що дорівнює тиску, що передається на бетонну суміш у поздовжньому напрямку.

1. Характеристичне тимчасове навантаження від ваги механізмів і машин, що знаходяться всередині підземної споруди метрополітену в період його будівництва, повинне визначатися на основі даних про паспортну масу цих механізмів і машин, їх вантажопідйомності.
2. Характеристичне тимчасове навантаження на оправу тунелю від тиску щитових домкратів повинно визначатися залежно від максимальних зусиль, які розвивають домкрати, і від їх розміщення на опорному кільці прохідницького щита.
3. Характеристичне значення тимчасового навантаження від тиску нагнітання за оправу розчинів слід визначати виходячи із рівня максимального робочого тиску в засобах нагнітання.

Необхідно враховувати можливу місцеву дію навантаження, що розглядається, у випадку наявності за оправою локалізованих порожнин.

1. Характеристичне значення тимчасового горизонтального навантаження від тиску тиксотропного розчину при його застосуванні в способі опускного кріплення і в траншейних способах робіт слід визначати, виходячи із закону тиску рідини з урахуванням вибраної щільності розчину згідно з [4].
2. Величину тимчасового характеристичного рівномірно розподіленого навантаження на платформи станцій і перекриття службових приміщень, за якими передбачається переміщення пасажирів, слід приймати таким, що дорівнює 4 кН/м2.
3. Тимчасове характеристичне навантаження на ділянках платформ станцій і перекриття, по яких передбачається транспортування деталей ескалаторів, повинно відповідати вазі деталей, що транспортуються.

Тимчасові (особливі) навантаження

1. До тимчасових (особливих) навантажень відносяться:

• навантаження від сейсмічного впливу (сейсмічні);
• навантаження, які виникають на підроблюваних територіях (вплив від підроблювання);
• навантаження згідно з ДБН В.1.2-4 і додатком 1 ДБН В.2.2-5.

Сейсмічні впливи

1. Динамічні впливи від тимчасового сейсмічного навантаження враховуються при розташуванні підземних споруд метрополітену в зонах з сейсмічністю 7 балів і більше. Його слід прикладати до єдиної інерційної системи, яка включає в себе оправу і ґрунтовий масив, який її оточує.
2. Тимчасові (особливі) сейсмічні навантаження слід вважати такими, що діють у площинах, перпендикулярних до поздовжньої осі підземної споруди. Нормативні і розрахункові значення інерційних навантажень від власної ваги оправи і ваги ґрунтового масиву слід визначати згідно з вимогами ДБН В.1.1-12. Дозволяється завантажувати механічну систему "оправа - ґрунтовий масив" статичним полем сейсмічних напружень, що виникають під впливом поздовжніх (стиск-розтяг) і поперечних (зсув) сейсмічних хвиль у ґрунтовому масиві, за таких умов:

а) довжина підземної споруди перевищує її найбільший розмір поперечного перерізу не менше ніж у 5 разів;

б) глибина закладення верху підземної споруди перевищує найбільший розмір її поперечного перерізу не менше ніж у 3 рази;

в) на відстані, меншій ніж 2 найбільших розміри поперечного перерізу підземної споруди, не розташовуються інші підземні споруди;

г) довжина пружних хвиль зсування з переважаючим періодом коливань часток ґрунту перевершує найбільший розмір поперечного перерізу підземної споруди не менше ніж у 3 рази, тобто

gG0T0>п2

2

> D2 ,(7)

10 Р 0

^ ^

де G0-усереднений модуль зсування грунту, кН/м2;

р 0 - щільність грунту, т/м3;

T0-переважаючий період коливань часток грунту, що визначається в результаті вишукувань

або оброблення і аналізу акселерограм, с; g- прискорення сили тяжіння, м/с2;

D- найбільший розмір поперечногоперерізу підземної споруди (по контуругрунту), м.

Поле сейсмічних напруг слід задавати значеннями головних напруг на безкінечності, МПа, що діють за довільними взаємно перпендикулярними напрямками:

СО * 1 СО СО * 1

а 1 -+10- — kc р0 c1 T0 ;a2-ка 1;т 12-+10-— kc р0 c2 Т0,(8)

12 П 0 1 0211,22П 020

де кс - коефіцієнт сейсмічності, що дорівнює 0,025, 0,05 і 0,1 при розрахунковій сейсмічності 7, 8 і 9 балів відповідно;

С1, С2- швидкості розповсюдження відповідно поздовжніх (стиск - розтяг) і поперечних (зсув) сейсмічних хвиль, м/с

c1 -

2g(1 -v0)G0 .(9)

р 0 (1 2V0)

c2 -

2 G°(10)

Впливи від підроблювання

1. Вихідні дані для проектування споруд метрополітену на підроблюваних територіях повинні відповідати вимогам 2.1-2.12 ДБН В.1.1-5, частина І.