.

.

V₂=19,18м/с; V₃=19,18м/с

Время нахождения поезда в тоннеле

Согласно СП 122.13330.2012«Тоннели железнодорожные и автодорожные» при t=3 мин С_к=0,028 г/м³.

Тогда получаем:

Таким образом получаем

(г/м³).

Для того, чтобы к концу расчётного времени(15 мин=900 с) концентрация СО в тоннеле достигла ПДК, необходимо подать в тоннель свежий воздух в следующем объёме:

м³/c.

Проверка скорости движения воздуха в тоннеле:

м/c< 6 м/c.

Следовательно, допустима продольная система вентиляции, при которой воздуховодом слу­жит тоннель, вдоль которого перемеща­ется воздух.

Эффективность продольной вентиля­ции в значительной степени зависит от направления и силы естественной тяги, а также от поршневого эффекта подвиж­ного состава. Для приспособления к этим факторам обычно применяют вен­тиляционные установки реверсивного типа, позволяющие изменять направле­ние подачи воздуха в соответствии с кон­кретной обстановкой в тоннеле.

Для усиления эффективности искус­ственной вентиляции наиболее целесообразна подача воздуха в тоннель в на­правлении движения подвижного соста­ва с использованием его поршневого эффекта. Однако в однопутных желез­нодорожных тоннелях с тепловозной тя­гой рекомендуется подавать воздух на­встречу поезду, в особенности при его движении на крутой подъем.

В курсовом проекте принимаем продольную вентиляцию тоннеля.

5. Выбор и обоснование расчетной схемы

Исходные данные:

На участке с крепостью f2=1 обделка подковообразного очертания с обратным сводом.

Основные геометрические размеры: высота H=9,39 м, толщина свода меняется от 0,5 до 1,12 м, ширина B=7,34 м.

класс В25

Основные физико-механические характеристики горной породы: коэффициент прочности f=1, кажущийся угол внутреннего трения φ=45º, объемная масса грунта γ=1,8 т/м³, модуль упругости E=3000000тс/м².Расчетная схема представлена на рис. 2.

Рис. 1 Расчетная схема горной обделки

6. Оценка несущей способности

   1. Определение нормативных и расчетных нагрузок

Величину горного давления в зависимости от степени трещиноватости массива и коэффициента крепости рекомендуется принимать от массы грунта в объеме свода обрушения в соответствии с гипотезой М.М. Протодьяконова (см. рис. 3);

Рис. 2. Схема нормативных и расчетных нагрузок.

где В - пролет выработки;

h - высота выработки;

L - пролет свода естественного равновесия ;

h₁ - высота свода;

H - глубина залегания выработки;

q_н - нормативное вертикальное горное давление;

P_н - нормативное горизонтальное горное давление.

Тогда справедливы следующие формулы:

Собственный вес обделки определится по формуле:

ГдеG-вес сводчатой части обделки

В итоге принимаем:

1,8*q^н+*q^св= 28,81 т/м³

p^н*1.2=4,39т/м³

Коэффициент упругого отпора:

2. Расчет на эвм

Статический расчет обделки выполняется на ЭВМ по методу Метрогипротранса(программа ПК-6). Этот метод предназначен для расчета конструкции произвольного очертания, расчетную схему которой можно представить в виде плоской стержневой системы.

В основу расчетной схемы положены следующие допущения:

А). Плавное очертание оси обделки заменяются вписанным стержневым многоугольником переменной жесткости.

Б). Распределенные внешние нагрузки заменяются сосредоточенными в узлах многоугольника усилиями.

В). Сплошная грунтовая среда заменяется отдельными упругими опорами, расположенными в вершинах многоугольника, перпендикулярно наружной поверхности обделки.

Г). Силы трения, возникающие в пятах разомкнутой обделки, в расчетной схеме заменяются запретом перемещения узлов пяты по горизонтали.

Эпюры

рис. 3 Эпюра M

рис 5. Эпюра N

рис 5. Эпюра Q

3. Проверка прочности сечений обделки

После определения внутренних усилий (изгибающих моментов и нормальных сил) проверяют прочность бетонных сечений.

Проверку прочности тоннельной обделки проводим для сечения №1.

Для сечения 1. Проверяем эксцентриситет:

е0=0,1246 м = 12,46 см <0,9*у=0,9*0,15=0,135 м=13,5 см(Малый эксцентриситет);

гдеy - расстояние от центра тяжести сечения до наиболее сжатого слоя бетона обделки.Условие выполняется.

Тогда условие прочности имеет вид: Nфакт ≤ N_п.Находим предельную продольную силу для сечения:

Производим проверку: Nфакт= 58,65тс >N_п=53.34 тс.

Проверка не выполняется, прочность обделки не обеспечена.

В дальнейшем есть необходимость либо в увеличении толщины обделки либо изменить очертание тоннельной конструкции, так как при принятых толщинах свода и стен прочность обделки не обеспечивается.

Список использованной литературы:

1. «Проектирование тоннелей, сооружаемых горным способом» - методические указания, Ю.С.Фролов, ПГУПС, 1983 г.

2. «Тоннели и метрополитены» - В.Г.Храпов, Е.А.Демешко – М.; Транспорт, 1989 г.

3. Методические указания для курсового и дипломного проектирования Тоннели, сооружаемые горным способом. Фролов Ю.С., Иванес Т.В.