Đồ án Thiết kế và xây dựng hầm (Thuyết minh + bản vẽ)

Phần i: tính toán thiết kế Chương 1: các số liệu thiết kế Số thứ tự: n =5 1.1.Loại hầm Hầm đường sắt, khổ 1500, cao 6.5m, tường thẳng. 1.2.Sơ đồ mặt cắt dọc hầm Sơ đồ 5 (trang bên) L = 250 + 10.n=250 + 10*5= 300(m) l2 = 142.5(m) lA = 25 (m) lb = 90-n = 85(m) l1=L-(l2+lA+lB)=300-(142.5+25+85)=147.5(m) 1.3.Dạng địa chất Dạng địa chất Lớp phủ Lớp địa chất 1 Lớp địa chất 2 lA lB Loại đất đá f (T/m3) Loại đất đá f (T/m3) 25 85 Cát kết 4 2.5 Đá vôi chắc 7 2.6 Chương 2: thiết kế trắc dọc hầm 2.1.Các thông số: L = 300 m lA =25 m lB = 85 m l1 =147.5 m l2 = 556 m 2.2.Độ dốc dọc trong hầm Độ dốc dọc trong hầm phải thoả mãn yêu cầu sau: imax  40%o imin = 3%o Hầm được thiết kế với 2 hướng dốc nhằm đảm bảo cho việc thoát nước trong khi thi công được dễ dàng. Trắc dọc hầm được chọn như bản vẽ có độ dốc 1.5% Chương 3: thiết kế kết cấu vỏ hầm mặt cắt ngang hầm Sau khi xác định khổ hầm tiến hành lên mặt cắt ngang Khuôn hầm đi sát khổ hầm thì tiết kiệm được vật liệu cũng như khối lượng đất đá phải đào. Tuy nhiên, khuôn hầm cũng phải đi qua những điểm khống chế mà ta phải xác định. Các điểm này ta định ở các góc nhô cao trong khổ hầm và khoảng cách đó lấy theo hệ số kiên cố f. Với f =4 ở đầu bài  e1 = e2 = 5 cm Khoảng cách này nhằm loại trừ những biến dạng khi trong quá trình thi công cũng như những sai số trong thi công.  Vòm được thiết kế là vòm 2 tâm với R1<R2 Sơ đồ mặt cắt ngang (tường thẳng + vòm) trên cát kết có f =4 được thể hiện trên bản vẽ có tỷ lệ 1:50 với các kích thước cơ bản sau: R1 = 2220(m) R2 = 3144(m) chương 4: tính kết cấu vỏ hầm 3.1.Các số liệu ban đầu Vỏ hầm dùng bê tông mác 200 Các thông số của bê tông mác200: E = 2.9x105 kg/cm2 Rn = 130kg/cm2 Rk = 10kg/cm2 BT = 2.5T/m2 Hệ số nền R = 1 x105 với f =4 Hệ số ma sát:  = 0.3 3.2.Xác định tải trọng 3.2.1.áp lực thẳng đứng của địa tầng. Chiều cao áp lực vòm:

doc17 trang | Chia sẻ: banmai | Ngày: 27/03/2013 | Lượt xem: 501 | Lượt tải: 6download
Tóm tắt tài liệu Đồ án Thiết kế và xây dựng hầm (Thuyết minh + bản vẽ), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PhÇn i: tÝnh to¸n thiÕt kÕ Ch­¬ng 1: c¸c sè liÖu thiÕt kÕ Sè thø tù: n =5 1.1.Lo¹i hÇm HÇm ®­êng s¾t, khæ 1500, cao 6.5m, t­êng th¼ng. 1.2.S¬ ®å mÆt c¾t däc hÇm S¬ ®å 5 (trang bªn) L = 250 + 10.n=250 + 10*5= 300(m) l2 = 142.5(m) lA = 25 (m) lb = 90-n = 85(m) l1=L-(l2+lA+lB)=300-(142.5+25+85)=147.5(m) 1.3.D¹ng ®Þa chÊt D¹ng ®Þa chÊt Líp phñ Líp ®Þa chÊt 1 Líp ®Þa chÊt 2 lA lB Lo¹i ®Êt ®¸ f (T/m3) Lo¹i ®Êt ®¸ f (T/m3) 25 85 C¸t kÕt 4 2.5 §¸ v«i ch¾c 7 2.6 Ch­¬ng 2: thiÕt kÕ tr¾c däc hÇm 2.1.C¸c th«ng sè: L = 300 m lA =25 m lB = 85 m l1 =147.5 m l2 = 556 m 2.2.§é dèc däc trong hÇm §é dèc däc trong hÇm ph¶i tho¶ m·n yªu cÇu sau: imax 40%o imin = 3%o HÇm ®­îc thiÕt kÕ víi 2 h­íng dèc nh»m ®¶m b¶o cho viÖc tho¸t n­íc trong khi thi c«ng ®­îc dÔ dµng. Tr¾c däc hÇm ®­îc chän nh­ b¶n vÏ cã ®é dèc 1.5% Ch­¬ng 3: thiÕt kÕ kÕt cÊu vá hÇm mÆt c¾t ngang hÇm Sau khi x¸c ®Þnh khæ hÇm tiÕn hµnh lªn mÆt c¾t ngang Khu«n hÇm ®i s¸t khæ hÇm th× tiÕt kiÖm ®­îc vËt liÖu còng nh­ khèi l­îng ®Êt ®¸ ph¶i ®µo. Tuy nhiªn, khu«n hÇm còng ph¶i ®i qua nh÷ng ®iÓm khèng chÕ mµ ta ph¶i x¸c ®Þnh. C¸c ®iÓm nµy ta ®Þnh ë c¸c gãc nh« cao trong khæ hÇm vµ kho¶ng c¸ch ®ã lÊy theo hÖ sè kiªn cè f. Víi f =4 ë ®Çu bµi e1 = e2 = 5 cm Kho¶ng c¸ch nµy nh»m lo¹i trõ nh÷ng biÕn d¹ng khi trong qu¸ tr×nh thi c«ng còng nh­ nh÷ng sai sè trong thi c«ng. Vßm ®­îc thiÕt kÕ lµ vßm 2 t©m víi R1<R2 S¬ ®å mÆt c¾t ngang (t­êng th¼ng + vßm) trªn c¸t kÕt cã f =4 ®­îc thÓ hiÖn trªn b¶n vÏ cã tû lÖ 1:50 víi c¸c kÝch th­íc c¬ b¶n sau: R1 = 2220(m) R2 = 3144(m) ch­¬ng 4: tÝnh kÕt cÊu vá hÇm 3.1.C¸c sè liÖu ban ®Çu Vá hÇm dïng bª t«ng m¸c 200 C¸c th«ng sè cña bª t«ng m¸c200: E = 2.9x105 kg/cm2 Rn = 130kg/cm2 Rk = 10kg/cm2 BT = 2.5T/m2 HÖ sè nÒn R = 1 x105 víi f =4 HÖ sè ma s¸t: = 0.3 3.2.X¸c ®Þnh t¶i träng 3.2.1.¸p lùc th¼ng ®øng cña ®Þa tÇng. ChiÒu cao ¸p lùc vßm: Trong ®ã:f =4 = arctgf = 75,96o ; Bo=608.2(cm) ; H=878.5(cm) . Träng l­îng ®Êt ®¸ q1 = .h = 2.3TÊn/m2 h = 128.8m qtc = 2.3 128.8 = 2.96 T/m2 ; qtt = nqtc = 1.5 2.96=4.44 T/m2 Träng l­îng b¶n th©n kÕt cÊu vá hÇm : gbttc = (d0+dcv) bt/2 = (0.4+0.4) 2.5/2 = 1 T/m2 gbttt = n.gbttc = 1.2 1 = 1.2T/m2 Trong ®ã: d0 = dcv = 0.4m chiÒu dµy kh«ng ®æi cña vßm BT = 2.5T/m3 träng l­îng riªng cña vá bª t«ng T¶i träng tiªu chuÈn t¸c dông lªn kÕt cÊu vá hÇm q = qtc + gbt = 2.96 + 1= 3.96T/m2 T¶i träng tÝnh to¸n kh«ng xÐt ®Õn n­íc ngÇm TÝnh cho 1m dµi cña hÇm qtt = qtt + gbttt = 4.44+ 1.2 = 5.56 T/m 3.3.S¬ ®å tÝnh cña hÇm ®­îc thÓ hiÖn nh­ h×nh vÏ trong ®ã: HÇm ®­îc chia lµm 4 ®èt vµ cã c¸c ®Æc tr­ng h×nh häc sau: s=s/n=4.72/4=1.18(m); TiÕt diÖn x(m) y(m) (o) D(m) I 1/I 0 0.000 0.000 0.00 0.000 1.000 0.40 0.0053 188.68 1 1.134 0.282 28o 0.469 0.531 0.40 0.0053 188.68 2 2.042 1.026 50o 0.766 0.234 0.40 0.0053 188.68 3 2.634 2.039 70o 0.940 0.06 0.40 0.0053 188.68 4 2.841 3.195 90o 1 0 0.40 0.0053 188.68 B¶ng1 3.4.X¸c ®Þnh néi lùc trong kÕt cÊu c¬ b¶n qi = qttli(T) q M0qi = qiaqi (Tm) Nqi = qisini (T) Mq Trong ®ã: qi: t¶i träng t¸c dông mÆt ngoµi vßm ai: c¸nh tay ®ßn tÝnh ®Õn trôc vßm i: gãc cña tiÕt diÖn tÝnh to¸n vµ trôc th¼ng KÕt qu¶ tÝnh ®­îc thÓ hiÖn trong b¶ng sau: B¶ng 2 TD qi(T) aqi(m) M0qi(Tm) Sinji N0q(T) 1 6.3 0.567 -3.57 0.469472 2.956 2 11.35 1.021 -11.59 0.766044 8.69 3 14.65 1.318 -19.31 0.939693 13.68 4 15.79 1.320 -20.84 1 15.79 3.5.X¸c ®Þnh chuyÓn vÞ ®¬n vÞ vµ chuyÓn vÞ do t¶i träng ngoµi. ChuyÓn vÞ do t¶i träng ®¬n vÞ g©y ra 11, 12, 22 Thùc tÕ viÖc nh©n biÓu ®å trªn lµ khã v× tiÕt diÖn vá hÇm thay ®æi, v× vËy ta ph¶i tÝnh gÇn ®óng theo c«ng thøc tæng tÝch ph©n C¸c gi¸ trÞ tÝnh ®­îc ghi trong b¶ng sau: B¶ng 3 TiÕt diÖn Mp0 1 53.210 188.679 15.005 310.098 -3.57 -673.585 -189.95 -863.34 2 193.585 188.679 198.618 774.466 -11.59 -2186.79 -2243.65 -4312.93 3 384.717 188.679 784.438 1742.549 -19.31 -3643.39 -7428.87 -11072.26 4 602.830 188.679 1926.042 3320.378 -20.84 -3932.08 -12563.0 -16495.076 X¸c ®Þnh chuyÓn vÞ d­íi t¸c dông cña t¶i träng ngoµi KiÓm tra ®é chÝnh x¸c khi tÝnh to¸n So s¸nh kÕt qu¶ thÊy : SS = 11+221+22 SP = 1P+2P 3.7.X¸c ®Þnh chuyÓn vÞ ®µn håi ë ®Ønh t­êng Ch©n vßm ®­îc kª lªn ®Ønh t­êng nªn chuyÓn vÞ cña ch©n vßm còng lµ chuyÓn vÞ cña ®Ønh t­êng TÝnh t­êng nh­ dÇm kª trªn nÒn ®µn håi §Æc tr­ng ®é cøng cña t­êng S trong ®ã: E = 2.9x106 T/m2 M« dung ®µn håi cña bª t«ng m¸c 200 J = 1x0.43/12 = 0.0053(m4) M« men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn k = 0.658*105 ( hÖ sè kh¸ng lùc ®µn håi cña ®Þa tÇng) b = 1m ChiÒu dµi tÝnh ®æi cña t­êng: = l/S = 5.21/0.983 = 5.3 > 2.75 S¬ ®å tÝnh cña t­êng lµ dÇm dµi v« h¹n *l=1.017 2 = 1.034 3 = 1.052 2 = u1 = 3.14x10-5 X¸c ®Þnh P vµ uP M« men ë ®Ønh t­êng M0®p Lùc ®Èy ë ®Ønh t­êng H0®p M0®p = M04p =- 20.84 (T/m) H0®p = 0(T) Do ®ã: P = M0®p 1 = -133.23 x10-5 uP = M0®pu1 = -20.84x3.14x10-5 = -65.47x10-5 3.8.X¸c lËp vµ t×m X1, X2 X1, X2 ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: 3.8.1.X¸c ®Þnh c¸c hÖ sè aij a11 = 11+ 1 = 30.709x10-5+6.39x10-5=37.099x10-5 a12= 12 + fx1+ 2 = 50.224x10-5+3.195x6.39x10-5+3.14x10-5=73.78x10-5 a22 = 22+ u2+ f2 1+ 2f 2 = 118.98x10-5+3.09x10-5+3.1952x6.39x10-5+2x3.195x3.14x10-5 =207.36x10-5 a10 = 1p + p = -424.31x10-5-133.23 x10-5 = -557.54x10-5 a20 = 2p+f p+ up= -912.06x10-5- 3.195x133.23x10-5 -65.47x10-5 =-1403.2x10-5 Thay c¸c gi¸ trÞ cña aij vµo c«ng thøc nghiÖm trªn X1 =5.37(Tm) X2 = 4.86(T) 3.9.X¸c ®Þnh néi lùc trong tiÕt diÖn vßm X1 = 5.37 X2 = 4.86 C«ng thøc tÝnh to¸n: M=Mpo+X2*y+X1 N=Nop+X2*Cos KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­îc thÓ hiÖn trong b¶ng sau: TiÕt diÖn Mpo X1 yX2 M M/J yM/J Nop X2cos N e 1 -3.57 5.37 1.37 3.17 598.113 168.668 2.956 4.291 7.247 0.44 2 -11.59 5.37 4.986 -2.234 -421.509 -433.733 8.69 3.124 11.814 0.19 3 -19.31 5.37 9.909 -4.031 -760.566 -1550.794 13.68 1.662 15.342 0.26 4 -20.84 5.37 15.528 0.058 10.944 34.966 15.79 0 15.79 0.003 KiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh C«ng thøc kiÓm tra theo c«ng thøc cña Sim s¬n: S/EJM=-0 (1) S/EJMy=-(f0+u0) (2) x¸c ®Þnh 0 = X1 1 + f 1X2 + 2X2 + p Trong ®ã : X1 = 5.37Tm S/EJM=-0 X2 =4.86 T f = 3.195 1 = 6.39x10-5 2 = 3.14x10-5 p = -133.23x10-5 Thay vµo c«ng thøc trªn ta cã 0 = 21.869x10-5 u0 =- 50.42x10-5 f = 3.195 0 = 21.869x10-5 f 0 + u0 =19.45x10-5 3.10.X¸c ®Þnh néi lùc t­êng bªn vµ kh¸ng lùc ®µn håi cña ®Þa tÇng ChiÒu dµi t­êng bªn lµ 5.21m Chia t­êng thµnh 4 ®o¹n cã chiÒu dµi lµ: 5.21/4 =1.3025m 3.10.1.Néi lùc t¹i ®Ønh t­êng M® = M0dp+X1+fX2 =-20.84+5.37+3.195x4.86=37.085 Tm N® = X2cos = 17.115 – 0 = 17.115 T H® = - H0dp + X2 = -RH + X2 = - 2.827x5.906 + 25.717 = 9.021 T 3.10.2.X¸c ®Þnh néi lùc trong c¸c tiÕt diÖn Mx = M®t3+Hd2/ Hx = -2M®t2+(H®t/)x4 X1 =-5.6705 X2 = -3.391 N = wd+Nd Trong ®ã: Mdt, Hdt, Wdt lµ m« men, lùc ®Èy, vµ lùc th¼ng ®øng ë ®Ønh t­êng 1, 2, 3, 4 c¸c hµm sè hypebolit Nd = 2.4x(0.4x3.47x1)/4 =0.8328 T/m B¶ng tÝnh to¸n néi lùc c¸c mÆt c¾t ph©n vßm ®­îc tæng hîp trong b¶ng sau: B¶ng 8 Néi lùc t¹i c¸c mÆt c¾t ch©n t­êng. TiÕt diÖn x x 1 2 3 4 M N 6 0 0 1.000 7 1.076 1.215 0.103 0.278 0.381 -0.175 1.267 -30.961 8 2.152 2.430 -0.067 0.057 -0.009 -0.124 0.565 -7.103 9 3.229 3.645 -0.023 -0.013 -0.035 -0.010 0.022 1.257 10 4.305 4.860 0.001 -0.008 -0.007 0.009 0.010 0.885 3.11.DuyÖt tiÕt diÖn 3.11.1.T¹i tiÕt diªn ®Ønh vßm M = 7.281Tm N = 12.632T 0.225d = 0.225x0.4 = 0.09m VËy e = 0.576 > 0.225d = 0.09 lµ tr­êng hîp lÖch t©m lín C«ng thøc kiÓm tra: N < Ngh trong ®ã: m = 0.9 Rk = 10 kg/cm2 = 100T/m2 b = 1m d = 0.4m VËy tho¶ m·n ®iÒu kiÖn N < Ngh 3.11.2.T¹i tiÕt diÖn 4 M = - 6.828 Tm N = 21.586 T Do ®ã e = 0.316m > 0.225d = 0.09 lµ lÖch t©m lín C«ng thøc VËy ®iÒu kiÖn N < Ngh lµ ®¶m b¶o 3.11.3.TiÕt diÖn ch©n vßm M = 2.451Tm N = 21.904T Do ®ã e = 0.1119m > 0.225d = 0.09 lµ lÖch t©m lín C«ng thøc VËy ®iÒu kiÖn N < Ngh lµ ®¶m b¶o

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docthuytminhdung.doc
  • dwgBAN SUA MONG CUA THINH.DWG
  • dwgBAN VE BTCT2 XINDUNGXOA(QUYET).dwg
  • dwgBDQHNK.dwg
  • xlsDam DUL chu I keo sau.xls
  • xlsDam ke tren goi dan hoi.xls
  • dwgHRRE.dwg
  • dwgmat bang dau moi.dwg
  • dwgMC DCCT.dwg
  • dwgMCN.dwg
  • dwgNhaBacTien Dang ve.MB+MD(17-03).dwg
  • dwgThiet ke cau thep1.dwg
  • rtfthuytminhdung.rtf
  • xlsTinh dam ban BTCT_M400#.xls
  • dwgtycong.dwg
Tài liệu liên quan