Комплексний аналіз конструкції стовбуру Дніпровського метрополітену
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Будівництво Дніпровського метрополітену, що на сьогодні характеризується високою ефективністю та широким впровадженням нових технологій, довело особливу потребу в пов’язаності передпроєктних, проєктних та будівельних робіт. Метою наукової статті є виявлення в ході комплексного аналізу конструкції шахтного стовбуру його напружено-деформованого стану, який отримано в ході чисельного аналізу та геодезичного моніторингу. Методика.В ході комплексного аналізу стовбуру No16-біс Дніпровського метрополітену проведено прогностичні розрахунки напружено-деформованого стану. Для цього побудовано скінченно-елементну модель, в якій максимально повно відображено геометричні особливості стовбуру, навантаження на нього та граничні умови. Частиною комплексного аналізу є геодезичний моніторинг, який проводиться під час будівництва стовбуру та в процесі його експлуатації. Роботи включали вимірювання деформацій як в оправі стовбурів, так і на дільницях гірничих виробок, а також на поверхні біля будинків по трасі в зоні впливу виробок, що проходяться. Результати. В ході чисельного аналізу конструкції стовбуру No16-біс Дніпровського метрополітену визначено переміщення та силові фактори (нормальні сили та згинальні моменти). На основі цих результатів підібрано армування елементів оправи стовбуру (буросічна паля, обв’язувальна балка, залізобетонний пояс). Значення деформованого стану, отримане із прогностичного аналізу, свідчить про незначні переміщення конструкції, що запроєктована. В ході геодезичного моніторингу зафіксовані горизонтальні та вертикальні деформації оправи стовбура No16-біс, що були обумовлені впливом міського транспорту та важконавантажних автомобілів. Але значення цих деформацій досягали 1...2 мм, що для їх впливу на будівлі та споруди є в межах норми. Наукова новизна.Проведенепорівняння деформованого стану, отриманого в ході чисельного аналізу та геодезичногомоніторингу, яке довело високу точність прогностичного розрахунку.Практична значимість. Результати комплексного аналізу шахтного стовбуру Дніпровського метрополітену надали змогу перевірити конструктивні рішення і забезпечити високу міцність та стійкість оправи із буросічних паль.
ENG: Purpose. The construction of the Dnipro Metro, which today is characterized by high efficiency and widespread introduction of new technologies, has proved the need for predesign, design and construction work. The purpose of the scientific article is to identify during the complex analysis of the structure of the mine shaft its stress-strain state, which was obtainedduring the numerical analysis and geodetic monitoring. Methodology.During the complex analysis of the shaftNo 16-bis of the Dnipro Metro, prognostic calculations of the stress-strain state were performed. To do this, a finite-element model is built, in which fully reflects the geometric features of the shaft, the load on it and boundary conditions. Part of the comprehensive analysis is geodetic monitoring, which is carried out during the construction of the shaftand during its operation. The works included the measurement of deformations both in the liningof the shafts and in the sections of the mine workings, as well as on the surface near the houses along the route in the area of influence of the working workings.Findings. During the numerical analysis of the structure of the shaftNo 16-bis of the Dnipro Metro, displacement and force factors (normal forces and bending moments) were determined. Based on these results, the reinforcement of the elements of the shaftlining(bored pile, capbeam, rein-forced concrete ringbeam) was selected. The value of the deformed state obtained from the prognostic analysis in-dicates on the insignificant displacements of the designed structure. During the geodetic monitoring, horizontal and vertical deformations of the No 16-bis shaftliningwere recorded, which were caused by the influence of public transport and heavy vehicles. But the values of these deformations reached 1...2 mm, which for their effecton buildings and structures is within normal limits.Originality.A comparison of the deformed state obtained during numerical analysis and geodetic monitoring, which proved the high accuracy of the prognostic calculation. Practical value.The results of a comprehensive analysis of the mine shaft of the Dnipro Metro made it possible to carry out a test the design solutionand ensure high strength and stability of the liningmade of bored piles.
ENG: Purpose. The construction of the Dnipro Metro, which today is characterized by high efficiency and widespread introduction of new technologies, has proved the need for predesign, design and construction work. The purpose of the scientific article is to identify during the complex analysis of the structure of the mine shaft its stress-strain state, which was obtainedduring the numerical analysis and geodetic monitoring. Methodology.During the complex analysis of the shaftNo 16-bis of the Dnipro Metro, prognostic calculations of the stress-strain state were performed. To do this, a finite-element model is built, in which fully reflects the geometric features of the shaft, the load on it and boundary conditions. Part of the comprehensive analysis is geodetic monitoring, which is carried out during the construction of the shaftand during its operation. The works included the measurement of deformations both in the liningof the shafts and in the sections of the mine workings, as well as on the surface near the houses along the route in the area of influence of the working workings.Findings. During the numerical analysis of the structure of the shaftNo 16-bis of the Dnipro Metro, displacement and force factors (normal forces and bending moments) were determined. Based on these results, the reinforcement of the elements of the shaftlining(bored pile, capbeam, rein-forced concrete ringbeam) was selected. The value of the deformed state obtained from the prognostic analysis in-dicates on the insignificant displacements of the designed structure. During the geodetic monitoring, horizontal and vertical deformations of the No 16-bis shaftliningwere recorded, which were caused by the influence of public transport and heavy vehicles. But the values of these deformations reached 1...2 mm, which for their effecton buildings and structures is within normal limits.Originality.A comparison of the deformed state obtained during numerical analysis and geodetic monitoring, which proved the high accuracy of the prognostic calculation. Practical value.The results of a comprehensive analysis of the mine shaft of the Dnipro Metro made it possible to carry out a test the design solutionand ensure high strength and stability of the liningmade of bored piles.
Description
О. Тютькін: ORCID 0000-0003-4921-4758; В. Мірошник: ORCID 0000-0002-8115-0128
Keywords
шахтний стовбур, метрополітен, напружено-деформований стан, чисельний аналіз, геодезичний моніторинг, mine shaft, metro, stress-strain state, numerical analysis, geodetic monitoring, КТІ
Citation
О. Л. Тютькін, В. А. Мірошник, І. В. Гелетюк. Комплексний аналіз конструкції стовбуру Дніпровського метрополітену. Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. 2021. Вип. 19. С. 91–98. DOI: 10.15802/bttrp2021/233992.