Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов

Изобретение относится к горному и подземному строительству, в частности к конструкциям туннелей для автодорог, железных дорог и метрополитенов. Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов с защитной обделкой, имеющий поперечное сечение в виде фигуры постоянной ширины. Поперечное сечение туннеля выполнено в виде треугольника Релло, причем один из углов треугольника Релло расположен в верхней сводной части туннеля. Технический результат состоит в повышении прочности, устойчивости и надежности работы туннеля для автодорог, железных дорог и метрополитенов в сложных инженерно-геологических и сейсмических условиях. 1 ил.

 

Изобретение относится к горному и подземному строительству, в частности к конструкциям туннелей для автодорог, железных дорог и метрополитенов.

Известен туннель для железных дорог с защитной железобетонной обделкой, имеющий поперечное сечение в виде неравносторонней параболической фигуры с арочным сводом [см. Тоннель и метрополитены (под редакцией Храпова В.Г.). М.: Транспорт, 1989, с. 77, рис. 5.3 (правый рисунок)].

Основным недостатком указанной конструкции является ограниченная надежность работы в сложных инженерно-геологических и сейсмических условиях из-за неравнопрочности конструкции и ограниченной устойчивости сводной части железнодорожного туннеля.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому является туннель для метрополитена с обделкой из сборного железобетона, имеющий поперечное сечение в виде круга [см. Тоннель и метрополитены (под редакцией Храпова В.Г.). М.: Транспорт, 1989, с. 183, рис. 10.13 (правый рисунок)].

Основной недостаток конструкции туннеля-прототипа заключается в ограниченной надежности работы в сложных инженерно-геологических и сейсмических условиях из-за ограниченной прочности круглого сечения туннеля, особенно в его сводной части.

Задачей изобретения является повышение прочности, устойчивости и надежности работы туннеля для автодорог, железных дорог и метрополитенов в сложных инженерно-геологических и сейсмических условиях.

Для решения поставленной задачи в туннеле для автодорог, железных дорог и метрополитенов с защитной обделкой поперечное сечение туннеля выполнено в виде треугольника Релло, причем один из углов треугольника Релло расположен в верхней сводной части туннеля.

Сущность изобретения заключается в том, что поперечное сечение туннеля выполнено в виде треугольника Релло, причем один из углов треугольника Релло расположен в верхней сводной части туннеля.

Такой новый признак, как выполнение поперечного сечения туннеля в виде треугольника Релло, позволяет предложенному техническому решению приобрести новой свойство, заключающееся в том, что у туннеля с сечением в виде треугольника Релло при одинаковых площадях с туннелем с сечением в виде круга повышается поверхность как выработки, так и обделки. Это придает транспортному туннелю с обделкой более высокую устойчивость и прочность по отношению к внешним статическим и динамическим нагрузкам. Второй новый признак, как расположение одного из углов треугольника Релло в верхней сводной части туннеля, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что одна из наиболее жестких зон (угловая зона) треугольника Релло располагается в наиболее напряженной части транспортного туннеля.

Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть положительного эффекта, заключающегося в повышении прочности, устойчивости и надежности работы туннеля для автодорог, железных дорог и метрополитенов в сложных инженерно-геологических и сейсмических условиях. Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».

На фиг. 1 показан туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов с защитной обделкой, поперечное сечение.

Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов сооружается в горной или грунтовой выработке 1, выполненной в поперечном сечении в виде фигуры Релло. Защитная обделка 2 туннеля также выполнена в поперечном сечении в виде фигуры Релло. Один из углов 3 треугольника Релло сечения туннеля расположен в верхней сводной части 4 туннеля.

Треугольник Релло представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса а, центр которого находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а.

Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Релло обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна а, то его площадь равна . Следовательно, при равных площадях, треугольник Релло имеет большую ширину по сравнению с кругом. По сравнению с транспортным туннелем с защитной обделкой, имеющей круглое поперечное сечение в виде треугольника Релло, имеет больший периметр, а следовательно, большую поверхность (это относится к выработке и конструкции защитной обделки), что имеет существенное значение для более эффективного рассеяния поверхностных напряжений.

Поверхность выработки и защитной обделки 2 туннеля с поперечным сечением в виде треугольника Релло, по сравнению с туннелем с круглым поперечным сечением, увеличивается более чем на 5%.

У треугольника Релло, по сравнению с кругом той же площади, диаметр почти во всех направлениях, проходящих через центр тяжести фигуры, больше на 5%, за исключением нескольких направлений, где они равны. Следовательно, жесткость транспортного туннеля увеличивается.

Наиболее жесткие участки в реллообразном туннеле для автодорог, железных дорог и метрополитенов формируются в угловых зонах. Поэтому наиболее рационально один из углов 3 реллообразного сечения туннеля расположить в верхней сводной части 4 туннеля. Свод, образованный в виде угла треугольника Релло, по результатам модельных исследований, оказался на 15-25% устойчивее полукруглого свода выработки и обделки туннеля.

Защитная обделка туннеля выполняется из монолитного железобетона или сборных железобетонных или металлических тюбингов.

Углы при вершинах треугольника Релло равны 120°, т.е. сложность армирования угловых зон монолитных железобетонных обделок реллообразного туннеля не возникает.

Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, заключается в повышении прочности, устойчивости и надежности работы туннеля для автодорог, железных дорог и метрополитенов в сложных инженерно-геологических и сейсмических условиях.

Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов с защитной обделкой, имеющий поперечное сечение в виде фигуры постоянной ширины, отличающийся тем, что поперечное сечение туннеля выполнено в виде треугольника Релло, причем один из углов треугольника Релло расположен в верхней сводной части туннеля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству подземных сооружений и заглубленных частей зданий в различных инженерно-геологических условиях в плотной городской застройке в мегаполисах.

Изобретение относится к способу возведения подземного сооружения, при этом способ должен обеспечить по возможности надежный, быстрый монтаж подземного сооружения.

Изобретение относится к строительству, в частности к строительству тоннелей. Транспортный тоннель мелкого заложения в слабых водонасыщенных грунтах, образованный водонепроницаемой обделкой.

Изобретение относится к области подземного строительства, в частности к секциям подземных пешеходных переходов, и может быть использовано при сооружении подземных тоннелей различной протяженности, а также при сооружении компактных подземных объектов различного назначения (например, подземных туалетов, подземных торговых павильонов и т.п.).

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению подземных сооружений с внутренним креплением открытым способом. .

Изобретение относится к строительству подземных сооружений в стесненных городских условиях. .

Изобретение относится к транспортному строительству и может быть использовано при возведении тоннельных обделок транспортных тоннелей. .

Изобретение относится к строительству подземных сооружений в сложных инженерно-геологических условиях и в условиях существующей застройки в мегаполисах. .

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению обделок подземных сооружений различного назначения и конфигурации. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения многоэтажных подземных сооружений различного назначения открытым способом, и может использоваться в промышленном строительстве. Способ строительства подземного многоэтажного сооружения включает возведение каркаса сооружения и установку свайных опор, последовательное бетонирование на поверхности грунта междуэтажных перекрытий, подвешивание перекрытий к головным частям опор, разработку котлована путем выемки грунта под перекрытием, последующее опускание перекрытий вдоль опор на всю высоту котлована на высоту, которая соответствует одному этапу выемки грунта, и закрепление перекрытий на опорах. Вначале по контуру будущей бетонной стены устанавливают отдельно стоящие вертикальные буронабивные сваи-опоры, которые затем скрепляют в верхней части горизонтальными ригелями-балками, формируя каркас, и устанавливают на них между сваями электрогидравлические домкраты. На поверхности грунта бетонируют поэтапно по два перекрытия в виде круглых плит, по контуру будущей бетонной стены устанавливают вертикальную и горизонтальную опалубку, усиленную ригелями, к которым закреплены стальные стержни, для бетонирования стены, которую производят способом опускающегося бетона. Между образуемой бетонной стеной и закрепленными ребрами жесткости, удерживаемыми винтовыми сваями, к бетонной стене навешивают накачанные газом резино-стальные подушки с роликами для облегчения скольжения вниз бетонной стены, вынимают грунт под сформированными плитами перекрытия, опускают их с помощью электрогидравлических домкратов. Пространство между верхней и второй плитой под ней заполнено бронированными металлическими полыми шарами, в часть из которых закачан под максимально возможным давлением воздух, а в другой части из них создан вакуум. Опускание плиты и опускание бетона для формирования бетонной стены производят одновременно. Сформированную после выемки грунта стену под углом 25-30° к горизонтали бурят предназначенными для закрепления стальных ребер жесткости, доборных щитов металлическими винтовыми сваями, которые являются доборными, имеют длину 5-10 м и выполнены со сквозными продольными отверстиями для закачки в них под давлением бетонной смеси после их соединения между собой. Технический результат состоит в упрощении способа при обеспечении его безопасности. 2 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к элементам сопряжения сооружений из металлических гофрированных конструкций (МГК) с фундаментами и может быть использовано при возведении арочных грунтозасыпных мостов, тоннелей, скотопрогонов, а также специальных сооружений, таких как снего- или лавинозащитных галерей и других. Опорный узел для арочных грунтозасыпных сооружений из металлических гофрированных конструкций включает опорный швеллер, устанавливаемый на фундамент и прикрепляемый к нему с помощью анкерных болтов; устройство между фундаментом и швеллером двух слоев фторопласта-4; опорный уголок, подпирающий одной стороной опорный швеллер через упругие прокладки из силиконовой резины и прикрепленный другой стороной к фундаменту с помощью анкерных болтов; ПВХ-ткань, защищающую узел, один край которой закреплен между основанием арки и опорным швеллером, соединенными между собой болтами, а другой край крепится с помощью прижимной планки к опорному уголку на заклепки. С одной стороны упругий опорный узел конструктивно ограничен пазом в фундаменте и креплением опорного швеллера, с другой стороны упругий опорный узел ограничен опорным уголком. Технический результат состоит в повышении несущей способности оболочек из МГК, обеспечении возможности регулирования внутренних напряжений конструкции. 1 табл., 5 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к области восстановления горных тоннелей. Восстановление разрушенного участка горного автодорожного тоннеля выполнено способом раскрытия разрушенной части тоннеля в выемку. Временная обделка восстановленного участка тоннеля имеет форму арки, которая собрана из металлических гофрированных конструкций, а ее доставка и установка в собранном виде на фундамент внутри тоннеля произведены сверху вертолетом. Технический результат состоит в снижении трудоемкости и сроков выполнения восстановительных работ внутри тоннеля. 2 ил.

Изобретение относится к горному и подземному строительству, в частности к конструкциям туннелей для автодорог, железных дорог и метрополитенов. Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов с защитной обделкой, имеющий поперечное сечение в виде фигуры постоянной ширины. Поперечное сечение туннеля выполнено в виде треугольника Релло, причем один из углов треугольника Релло расположен в верхней сводной части туннеля. Технический результат состоит в повышении прочности, устойчивости и надежности работы туннеля для автодорог, железных дорог и метрополитенов в сложных инженерно-геологических и сейсмических условиях. 1 ил.

Наверх