Начинается...

Практический опыт автоматизации расчета параметров железобетонной обделки микротоннеля в Exel с использованием Visualbasicforapplication

Практический опыт автоматизации расчета параметров железобетонной обделки микротоннеля в Exel с использованием Visualbasicforapplication

О. С. ФЕДЯНИН – ведущий инженер отдела скважин и тоннелей ООО «ГлобалМаринДизайн»

Бестраншейная прокладка трубопроводов, преимущественно горизонтально направленное бурение и микротоннелирование, используется при проектировании и строительстве переходов через естественные преграды, образованными береговыми линиями морских акваторий.

Выбор технологии микротоннелирования при проектировании подземного перехода газопровода обусловливается преимущественно сложными инженерно-геологическими условиями. Диаметр железобетонной обделки 2450 мм выбирается исходя из возможности обслуживания и большой протяженностью трассы газопровода.

В настоящей статье рассмотрен вариант автоматизации проектирования микротоннелей для пересечения береговой линии моря со сложными геологическими условиями (разнопрочные породы флишевой толщи, осложненные зонами трещинноватости и телами древних оползней) с обустройством выходного котлована в море на глубинах 20-25 м.

Микротоннелирование – автоматизированная проходка тоннеля с продавливанием трубной конструкции обделки, выполняемая без присутствия людей в выработке. Это бестраншейный метод прокладки трубопроводов и коммуникаций с помощью специальных домкратных станций, когда труба «продавливается» сквозь грунт от одной станции до другой на расстояние до 100-120 м (при использовании специальных промежуточных домкратных станций это расстояние может быть увеличено в несколько раз).


В рамках проведения расчета подбор бетона и поперечного армирования железобетонной обделки производится в наиболее неблагоприятных для строительства грунтах в подводной части микротоннеля длинна которой около 40 метров на сейсмическую нагрузку при землетрясениях до 9 баллов, и статическую от якоря и затонувшего судна. Расчет продольного армирования железобетонной обделки делается от максимально возможных усилий продавливания, включающих в себя одновременную работу всех домкратных станций т. к. на участках флишевых отложений на углах технологических искривлений возможно резкое увеличение усилий продавливания от 150-400%.

Основные расчетные данные вносятся в таблицу, при запуске программы появляется диалоговое окно с уже внесенными в ячейки значениями, остается только подобрать арматуру, и необходимые дополнительные нагрузки (рис. 1).

Запуск расчетной программы VBA

Запуск расчетной программы VBA

Рис. 1. Запуск расчетной программы VBA

После подбора нагрузок на тоннель данные переносятся в другое диалоговое окно, в котором происходит расчет внутренних усилий в обделке.

Последовательность расчета может быть принята следующей: вначале выбирается материал конструкции (класс бетона, класс арматурной стали) и определяются соответствующие расчетные характеристики принятых материалов.

При проектировании железобетонных обделок и крепей необходимо соблюдать ряд конструктивных мероприятий.

Толщина монолитных конструкций принимается кратной 5 см, сборных – 1 см. Толщина защитного слоя бетона, для конструкций, контактирующих с грунтом, должна быть не менее 40 мм, а при наличии дополнительных защитных мероприятий – 30 мм. Для сборных конструкций минимальные значения уменьшают на 5 мм. Толщина защитного слоя конструктивной арматуры также принимается на 5 мм меньше по сравнению с требуемой для рабочей арматуры. Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует также принимать не менее диаметра стержня рабочей арматуры.

При расчете внутренних усилий обделка рассматривается как сплошное кольцо, для приведения сплошного кольца к статически определимой системе четверть кольца рассматривается как криволинейный стержень с приложенными к нему нормальными силами и моментами, а поперечные силы в нем будут равны нулю в виду симметричности нагрузки. Далее подбирается необходимое поперечное армирование для внецентренно сжатых элементов по СП 63.13330.2012. Данные в автоматическом режиме заносятся в таблицу (рис. 2).

Расчет поперечного армирования

Рис. 2. Расчет поперечного армирования

Имеется так же возможность расчета продольного армирования в зависимости от максимальных усилий продавливания с проверкой расчетных данных по СП 63.13330.2012 (рис. 3).

Расчет продольного армирования

Рис. 3. Расчет продольного армирования

Таким образом, Exel совместно с программными модулями VBA, позволяет максимально быстро подобрать класс бетона и арматуры в обделке, рассчитать необходимую площадь продольной и поперечной арматуры и нагрузки от горного, сейсмического и статического воздействия на обделку, а вывод данных в табличную форму, оценивать изменения напряженного состояния в обделке, в рамках авторского надзора.

ЛИТЕРАТУРА:

  1. Проектирование обделок транспортных тоннелей О.Е. Бугаева 1963 г.
  2. СП 120.13330.2012 Метрополитены. Актуализированная редакция СНиП 32-02-2003
  3. СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.
  4. СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*.
  5. СП 14.13330.2014 Строительство в сейсмических районах СНиП II-7-81* (актуализированного СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах» (СП 14.13330.2011)).

Читайте также:

ВЫПУСК 4/2022



Читать онлайн