Продавливание металлических защитных экранов на основе элементов из листового проката и полутруб

Abstract

Объектом исследования являются новые конструктивные решения металлических защитных экранов на основе элементов из листового проката, полутруб и направляющих труб. Металлические защитные экраны применяются при строительстве подземных транспортных сооружений закрытым способом. Защитный экран предотвращает деформации и просадки поверхности вышележащих слоев грунта, авто- и железнодорожного полотна. При строительстве сооружений тоннельного типа под действующими транспортными коммуникациями не должны быть нарушены условия безопасной эксплуатации автомобильных и железных дорог. В этом случае особое внимание уделяется просадкам вышележащих слоев грунта. Величина просадок влияет на возможность эксплуатации автомобильных дорог и снижение скорости либо полную остановку движения на железной дороге. Поэтому было исследовано напряженно-деформированное состояние предлагаемых металлических защитных экранов с помощью расчетной модели, разработанной на основе метода конечных элементов. Для повышения точности расчета внутренних усилий на продавливание отдельных конструктивных элементов металлического защитного экрана использовался метод Ромберга. Предлагаемые конструкции и технологии защитных экранов сохраняют преимущества применяемых в настоящее время при одновременном снижении затрат на сооружение защитного экрана, так как исследуемые конструктивные решения требуют меньших усилий на продавливание отдельных элементов и, как следствие, использования менее мощного оборудования. Расчеты напряженно-деформированного состояния предложенных конструкций защитных экранов показали их жизнеспособность. В качестве критерия проверки работоспособности рассматривались максимальные напряжения, воспринимаемые отдельными частями конструкций, они не превышают предела текучести выбранной стали. Также были рассчитаны максимальные вертикальные и горизонтальные перемещения отдельных частей экранов, которые не превышают обозначенных в требованиях Правил технической эксплуатации железной дороги в Республике Беларусь и Инструкции по текущему содержанию железнодорожного пути в Российской Федерации. Это подтверждает работоспособность предлагаемых металлических защитных экранов.