ЗАКОНОМІРНОСТІ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ОПРАВ ПІД ЧАС БУДІВНИЦТВА ПІЛОННОЇ СТАНЦІЇ МЕТРОПОЛІТЕНУ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2021/233871Ключові слова:
метрополітен, станція пілонного типу, оправа, напружено-деформований стан, комплекс Lira for WindowsАнотація
Мета. Виконати числовий аналіз станційної конструкції. Врахувати в процесі математичного моделювання процес спорудження станційних тунелів трисклепінчастої станції. Отримати закономірності напружено-деформованого стану оправ, на який впливають будівельні процеси розробки ґрунту та зведення оправи. Методика. Для досягнення поставленої мети проведено серію чисельних розрахунків моделей пілонної станції метрополітену глибокого закладення. Розроблено три скінченно-елементні моделі, які відображують етапність спорудження трисклепінчастої пілонної станції. Чисельний аналіз проводився на базі методу скінчених елементів, реалізованого в розрахунковому комплексі Lira for Windows. Моделювання напружено-деформованого стану оправ станційних тунелів та ґрунтового масиву проводилося за допомогою прямокутних, універсальних чотирикутних та трикутних скінченних елементів, які враховують особливі властивості ґрунтового масиву. Оправи станційних тунелів змодельовані за допомогою стержневих скінченних елементів. Результати. Отримані ізополя напружено-деформованого стану в скінченно-елементних моделях, що відображують етапи будівництва. Проаналізовані вертикальні переміщення та горизонтальні напруження, які є характерними для трисклепінчастої станції пілонного типу. Аналіз горизонтальних напружень довів, що на етапі розкриття середнього тунелю досить невигідною є схема роботи пілонів. Також проведено аналіз згинальних моментів й нормальних сил та відмічено несиметричність їх розподілу. Наукова новизна. На основі отриманих закономірностей розподілу напружено-деформованого стану та силових факторів доведено, що чисельний аналіз конструкції станції в процесі будівництва необхідний для вживання заходів запобігання або зменшення деформацій оправ, що перебувають у невигідних умовах. Практична значимість. В ході досліджень отримано закономірності зміни напружень, переміщень, згинальних моментів та нормальних сил в моделях пілонної станції, які відображають послідовність її спорудження.
Посилання
Chang, S. B., Kwon, S., Moon, S. J., & Lee, S. D. (2005). A design case study of the very wide 3-arch tunnel under the railroad station building. Underground Space Use: Analysis of the Past and Lessons for the Future, 135-139. (in English)
Amusin, B. Z. (1967). Staticheskiy raschet konstruktsii stantsii metropolitena zakrytogo tipa po stadiyam ee sooruzheniya metodom nachalnykh parametrov. Trudy VNIMI, 67, 415-422. (in Russian)
Garber, V. A. (1996). Nauchnye osnovy proektirovaniya tonnelnykh konstruktsiy s uchetom tekhnologii ikh sooruzheniya (T. 1). Moskva: AO TsNIIS. (in Russian)
Petrenko, V. D., Tyutkin, A. L., Petrenko, V. I., & Kavun, D. A. (2008). Zakonomernosti formirovaniya napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya konstruktsii kolonnoy stantsii metropolitena v protsesse ee sooruzheniya. Heotekhnichna mekhanika, 78, 87-99. (in Russian)
Petrenko, V. D., Tyutkin, A. L., & Petrenko, V. I. (2012). Obzor analiticheskikh i eksperimentalnykh metodov issledovaniya vzaimodeystviya massiva i krepi. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 1, 75-81. (in Russian)
Petrenko, V. I., Petrenko, V. D., & Tyutkin, A. L. (2005). Sovremennye tekhnologii stroitelstva metropolitenov v Ukraine. Dnipropetrovsk: Nauka i osvita. (in Russian)
Strelets-Streletskiy, Ye. B., Zhuravlev, A. V., & Vodopyanov, R. Yu. (2019). LIRA-SAPR. Kniga I. Osnovy. Kiev: LIRALAND. (in Russian)
Tiutkin, O. L. (2020). Teoretychni osnovy kompleksnoho analizu tunelnykh konstruktsii. Dnipro: Zhurfond. (in Ukrainian)
Frolov, Yu. S., Golitsynskiy, D. M., & Ledyaev, A. P. (2001). Metropoliteny. Uchebnik dlya vuzov. Moskva: Zheldorizdat. (in Russian)
Frolov, Yu. S., & Mordvinkov, Yu. A. (2006). Sistema «krep – gruntovyy massiv». Chislennyy analiz napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya s uchetom tekhnologii prokhodki tonneley. Metro i tonneli, 5, 32-35. (in Russian)
