автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Методика учета воздействия внутритоннельного транспорта на напряженно-деформированное состояние конструкций транспортных тоннелей

На правах рукописи

Страхов Алексей Михайлович

МЕТОДИКА УЧЕТА ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНУТРИТОННЕЛЫЮГО

ТРАНСПОРТА НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ

Специальность 05.23.11 - «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2008 г

003169087

Страхов Алексей Михайлович

МЕТОДИКА УЧЕТА ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНУТРИТОННЕЛЬНОГО

ТРАНСПОРТА НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ

Специальность 05.23.11 - «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2008 г

Работа выполнена в открытом акционерном обществе «Научно-исследовательский институт транспортного строительства» (ОАО ЦНИИС).

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Меркин Валерий Евсеевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Курбацкий Евгений Николаевич

кандидат технических наук Новак Юрий Владимирович

Ведущая организация

Московский Автомобилыю-дорожный Институт (Государственный Технический Университет)

Защита состоится « » мая 2008 года, в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 303 018 01 при «Научно-исследовательском институте транспортного строительства» по адресу 129329, г Москва, ул Кольская, д 1, ОАО ЦНИИС

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО ЦНИИС Отзывы на автореферат диссертации в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по указанному адресу ученому секретарю диссертационного совета

Автореферат разослан « » апреля 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук

Петрова Ж А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы определяется отсутствием расчетных методов учета воздействия автотранспортных средств и подвижного состава метрополитена на напряженно-деформированное состояние (НДС) сборных тоннельных обделок нового поколения, получающих широкое распространение в практике транспортного тоннелестроения, а также конструкций автопроезда, располагаемого на дополнительном внутритоннельном перекрытии и обеспечивающего движение транспортных средств в двух уровнях

Цель и основные задачи диссертационной работы.

Цель работы состояла в разработке на базе расчетно-теоретических и экспериментальных исследований методических основ учета воздействия нагрузок от движения в тоннелях автотранспортных средств и подвижного состава метрополитена на напряженно-деформированное состояние тоннельной обделки и внутритоннельных конструкций автопроезда

Основные задачи диссертации

- определение на основе численных методов математического моделирования характера формирования статического и динамического напряженно-деформированного состояния сборных обделок из высокоточных блоков и конструкции автопроезда от действия внутритоннельных транспортных нагрузок,

- определение на основании натурных испытаний при строительстве Се-ребряноборских тоннелей особенностей статической и динамической работы конструкции автопроезда;

- дать сравнительную оценку адекватности принятых расчетных моделей и других теоретических предпосылок фактической работе конструкции автопроезда,

- разработать основные положения методики учета воздействия внутри-тоннельного транспорта на тоннельные конструкции

Методика исследовании.

В основу методики исследований положен комплексный подход, включающий системный анализ результатов ранее выполненных и, в рамках поставленных целей и задач, проведенных автором теоретических и экспериментальных исследований тоннельных сооружений

В теоретических исследованиях использованы численные методы математического моделирования, реализованные на базе метода конечных элементов (МКЭ) Экспериментальные исследования проведены в производственных условиях при строительстве двухъярусных транспортных тоннелей Краснопресненского проспекта в районе Серебряного Бора

Научная новизна работы состоит в следующем

- определены особенности формирования и изменения статического и динамического напряженно-деформированного состояния высокоточных сборных железобетонных обделок и внутритоннельных конструкций автопроезда под действием подвижной нагрузки от транспортных средств,

- разработана методика учета воздействия нагрузок от внутритоннельных транспортных средств (подвижного состава метрополитена и автотранспортных экипажей) на тоннельные конструкции

Практическая ценность работы

Применение разработанных автором расчетных моделей, адекватность фактической работе конструкций которых подтверждена результатами натурных исследований, позволит с большей достоверностью оценивать статическое и динамическое напряженно-деформированное состояние тоннельных конструкций на воздействие транспортных нагрузок

Результаты диссертационной работы рекомендованы к использованию в нормативных документах на проектирование транспортных тоннелей и, в частности, конструкций автопроезда в тоннелях кругового очертания Достоверность результатов

Достоверность полученных результатов исследования обусловлена учетом в исходных предпосылках применяемых расчетных моделей всех основных действующих факторов и подтверждена экспериментальными данными, полученными в ходе натурных испытаний Расхождение расчетных и измеренных параметров напряженно-деформированного состояния тоннельных конструкций не превышает 11 %

Реализация результатов.

Результаты проведенных исследований использованы при проведении поверочных расчетов конструкции автопроезда комплекса Серебряноборских транспортных тоннелей для рабочего проектирования

Положения диссертации составили основу Программы и Методики проведения приемочных испытаний и испытаний конструкции автопроезда на технологические нагрузки в строительный период Апробация работы.

Результаты исследований и основные научные положения диссертационной работы доложены

- на научно-технической конференции пользователей программного комплекса Plaxis (Россия, Санкт-Петербург, 26-27 июня 2007 г),

- на Международной конференции метро- и тоннелестроения (The 4th China International Tunnel & Underground Space Exhibition & Conference) в Китае (Шанхай, 12-14 июня, 2007 г),

- на заседаниях Секции НИЦ «Тоннели и метрополитены» Ученого совета ОАО ЦНИИС, 2005-2008 гт

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 5 печатных работах

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и библиографического указателя Полный объем диссертации составляет 164 страниц, включая 100 иллюстраций, 35 таблиц и 1 приложения Библиографический указатель включает 116 источников, в том числе 13 иностранных

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность темы диссертации и сформулирована цель

В первой главе приведен анализ проведенных ранее результатов теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия транспортной нагрузки с тоннельными конструкциями Рассмотрены существующие методики расчета и результаты натурных исследований тоннельных обделок различных конструкций при действии транспортных средств

Необходимость решения задачи об учете влияния подвижных нагрузок на обделки транспортных тоннелей с особой остротой проявилась при сооружении тоннелей на мелком заложении и, прежде всего, в неустойчивых грунтах Большой вклад в разработку методик расчета тоннельных конструкций на воздействия внутренних динамических нагрузок внесли Р О Бакиров, В Ф Бара-бошин, В Д Данович, М А Дашевский, А Д Дмитриев, И Я Дорман, Ж С Ер-жанов, В И Заборов, Г А Задворнев, В А Ильичев, Г Б Муравский, Б Г Коренев, Ю Назаренко, А А Горст, А С Катен-Ярцев, Е Н Курбацкий, С А Курнавин, Д И Колин, Н А Костарев, В Н Украинец, М И Уманов, Я С Файн, Н Н Фотиева, В Я Хайн, Watanabe Kazumi, Keith Sunley, X Sheng, H G Stuit, D J Thompson и другие

Особое внимание уделялось натурным экспериментальным исследованиям работы тоннельных конструкций при проходе транспортных средств, в основном подвижного состава метрополитена Результаты таких исследований содержатся в работах В Ф Барабошина, К П Безродного, Н В Бычкова, Ю В Ва-силевича, Д М Голицинского, Е А Демешко, И Я Дормана, В И Заборова, В А Ильичева, А С Катен-Ярцева, С И Клинова, С А Костарева, Е Н Курбац-кого, С А Курнавина, Ю А Лиманова, Ю В Новака, В Прусова, М С Рабиновича, В В Свитина, А Е Слемзина, А Н Сонина Г Фролова, В Г Храпов, А И Шатковский, G Degrande и других

Опыт эксплуатации тоннелей показывает, что значения виброускорений обделки, возбуждаемых рельсовым транспортом, укладываются в диапазон критических амплитуд ускорений для массива, сложенного неустойчивыми грунтами Колебания такой интенсивности могут служить причиной снижения прочностных и деформационных свойств слабых грунтов, находящихся в непосредственном контакте с обделкой Потеря несущей способности грунтового основания ведет к возникновению растягивающих и сдвиговых усилий в стыках обделки, что для обделки без постоянных связей растяжения может стать причиной нарушения сплошности конструкции и, как следствие этого, выносов грунтовой массы в тоннель и недопустимых деформаций обделки При этом прочностные характеристики обделки зачастую оказываются недоиспользованными.

В отечественной практике тоннелестроения все больше находят применение высокоточные сборные железобетонные обделки без постоянных связей растяжения Расширению области применения таких обделок способствует развитие щитовых тоннелепроходческих механизированных комплексов Вместе с тем вопросы статической и динамической работы обделок подобных конструк-

ций под нагрузками от транспортных средств до последнего времени практически не рассматривались

В диссертации рассмотрен мировой опыт сооружения двухъярусных тоннелей, построенных щитовым способом с возведением плитно-рамных внутренних конструкций автопроезда К настоящему времени двухъярусных тоннелей кругового очертания в крупных городах мира с подобными внутренними конструкциями насчитывается сравнительно немного Однако их высокие технико-экономические показатели указывают на перспективность дальнейшего развития этого направления в тоннелестроении Первым тоннелем в нашей стране с двухъярусной организацией движения стал тоннель по трассе Краснопресненского проспекта в районе Серебряного Бора

Конструкции автопроезда в тоннелях кругового очертания представляют собой оригинальные инженерные сооружения, напряженно-деформированное состояние (НДС) которых во многом зависит от их индивидуальных конструктивных особенностей Отсутствие опыта сооружения и эксплуатации таких конструкций обусловило необходимость детального исследования их статической и динамической работы, с тем чтобы получить фактические параметры и характеристики сооружения для использования при проектировании аналогичных объектов

На основании проведенного аналитического обзора были определены задачи настоящего исследования

- определение на основе численных методов математического моделирования характера формирования статического и динамического НДС сборных обделок из высокоточных блоков и конструкции автопроезда от действия внут-ритоннельных транспортных нагрузок,

- определение на основании натурных испытаний при строительстве Се-ребряноборских тоннелей особенностей статической и динамической работы конструкции автопроезда, в частности плитно-рамного типа,

- дать сравнительную оценку адекватности принятых расчетных моделей и других теоретических предпосылок фактической работе конструкции автопроезда,

- разработать основные положения методики учета воздействия внутри-тоннельного транспорта на тоннельные конструкции

Результатом решения поставленных задач является методика комплексного учета воздействия внутритоннельного рельсового и безрельсового транспорта на НДС высокоточных сборных железобетонных обделок и конструкций автопроезда

Решение поставленных задач выполнено с использованием расчетно-теоретического и экспериментального методов исследования

Расчетно-теоретические исследования проводились с применением современных расчетных комплексов конечно-элементного анализа, позволяющих учитывать индивидуальные конструктивные особенности рассматриваемых тоннельных конструкций

В качестве экспериментального метода был выбран метод натурных испытаний в производственных условиях с измерениями способом тензометрии

Вторая глава содержит описание проведенных автором расчетно-теоретических исследований НДС и уровней колебаний высокоточной сборной железобетонной обделки от движения рельсового транспорта на примере подвижного состава метрополитена. Рассматривался перегонный тоннель мелкого заложения, находящийся в массиве неустойчивых водонасыщенных песчаных грунтов.

Для проведения статических расчетов разработаны расчетные модели на базе комплекса конечно-элементного анализа «Plaxis_3D Tunnel» и созданной в НИЦ «Тоннели и метрополитены» расчетной программы ROBD (Расчет обделок).

Первая модель, учитывающая наличие лоткового и путевого бетона верхнего строения пути (ВСП), предназначенная для оценки влияния нагрузки от подвижного состава на тоннельную конструкцию в продольном направлении, представляет собой пространственную оболочку в упругопластической среде (рисунок 1).

Расчет показал, что при проходе подвижного состава метрополитена значения нормальных растягивающих напряжений в лотковой части обделки за счет ее изгиба в продольном направлении составляют 0,2-0,3 мПа, а прогиб тоннеля варьируется от 0,9 до 1,5 мм. Полученные значения хорошо согласуются с данными натурных измерений, выполненных НИЦ «Тоннели и метрополитены» в процессе научно-исследовательских работ под руководством В.В. Че-ботаева в 90-е годы на перегонном тоннеле между станциями «Беговая» и «Полежаевская», заложенном в аналогичных грунтовых условиях (прогиб тоннеля составил 1,0-2,5 мм). Эти значения также согласуются с результатами, полученными Г.Б. Муравским (прогиб 1,4 мм, напряжение 0,5 мПа) с помощью предложенной им модели в виде бесконечной оболочки в упруго-наследственной среде. Однако расчеты по этой схеме не учитывают бетон ВСП, обладающий определенными несущими и распределяющими свойствами, что приводит к неоправданным запасам несущей способности.

Рисунок 1 - Фрагмент пространственной модели перегонного тоннеля.

На основе модели, разработанной в рамках диссертации, получена эпюра распределения активного давления на контакте «бетон ВСП - обделка». Полученная эпюра представляет собой результирующее воздействие всех колесных пар поезда и наиболее полно отражает действительную передачу нагрузки на

обделку через бетон ВСП Максимальное значение активного давления на обделку конструкции ВСП с расположенным на нем подвижным составом составило около 22 кН/м2, что подтверждается результатами натурных наблюдений, проведенных под руководством В Ф Барабошина в действующих перегонных тоннелях метрополитена

Сохранение эксплуатационных характеристик высокоточной сборной обделки в течение длительного периода эксплуатации будет определяться сохранением сил продольного обжатия, возникающих при передвижке проходческого щита Наличие достаточного обжатия колец будет обеспечивать работу тоннельной обделки как единой упругой конструкции

При заложении тоннеля в неустойчивых грунтах, имеющих тенденцию к снижению несущей способности при вибрационных нагрузках, возможна релаксация продольных напряжений за счет износа герметизирующих прокладок в кольцевых стыках и снижения деформационных характеристик слабого основания При отсутствии в обделке постоянных связей растяжения растягивающие усилия, возникающие при проходе поезда, будут восприниматься лишь бетоном ВСП и, следовательно, в лотковой части обделки возможны раскрытия кольцевых стыков В связи с этим сохранение продольных усилий между кольцами является одним из главных условий водонепроницаемости тоннеля

Для определения зависимости усилий и деформаций в обделке от транспортных нагрузок использовался модифицированный автором программный комплекс ЯОЕШ, разработанный А А Кубышкиным и В В Чеботаевым в НИЦ «Тоннели и метрополитены»

Разработанная расчетная модель представляет собой систему из двух смежных колец на упругом основании, учитывающую взаимодействие колец и передачу усилий в кольце через центрированные продольные стыки Рассматривалась работа обделки как с сохранением усилий продольного обжатия, возникающих при проходке тоннеля, так и при их полной релаксации

Анализ полученных значений силовых факторов в обделке показал, что нагрузка от метропоезда не может оказать негативного влияния на несущую способность обделки А образование растягивающих усилий в поперечном сечении, значения которых перекрывали бы вызванные нагрузкой от горного давления силы сжатия, маловероятно даже для тоннелей мелкого заложения

Однако возникающие деформации в обделке могут оказать негативное влияние на эксплуатационные характеристики тоннеля Согласно результатам расчета для рассматриваемого случая максимальные относительные деформации смежных колец при сохранении сил продольного обжатия (1,3 мм) и при их полной релаксации (2,4 мм) отличаются практически вдвое При этом размах колебаний упругих деформаций прокладки в стыке (раскрытие-закрытие) при проходе поезда составляет при сохранении продольного обжатия порядка 0,23 мм, а при его отсутствии 0,43 мм

Возникновение такого попеременного раскрытия и закрытия стыков (порядка 30 раз за время прохода одного поезда) может приводить к проникновению частиц грунта, особенно водонасыщенного, в зону уплотнительных рези-нобитумных прокладок Кроме этого, смещения колец относительно друг друга

с такой же цикличностью могут вызывать истирание гидроизолирующих профилей и приводить к снижению их упругих свойств Учитывая общую продолжительность циклов колебаний, составляющих 10-20 % от полного времени эксплуатации тоннеля, следствием этого явления может стать нарушение герметичности тоннельной обделки

Следующим этапом исследований стало изучение интенсивности колебаний высокоточной сборной железобетонной обделки при воздействии подвижного состава метрополитена Для этого разработана численная конечно-элементная модель на базе комплекса «Р1ах1я_Оупагшс», ориентированная на решении гармонической задачи с учетом массовых, упругих и диссипативных свойств элементов рассматриваемой динамической системы «массив - тоннель» Проведен сравнительный анализ интенсивности колебаний железобетонных обделок различной конструкции (сборная «унифицированная», монолитно-прессованная и высокоточная сборная с перевязкой швов) под действием внутренних динамических нагрузок

Анализ результатов исследований показал

- в сборной унифицированной обделке за счет большей деформативности динамическое формоизменение кольца вносит больший вклад в колебательный процесс,

- в монолитно-прессованной обделке наблюдается обратная ситуация - в характере колебания кольца прослеживается большее влияние осцилляции,

- высокоточная сборная обделка с перевязкой швов занимает промежуточное положение между двумя вышеуказанными конструкциями Однако за счет наличия определенной продольной жесткости интенсивность колебаний такой обделки приближается к интенсивности, характерной для монолитной обделки

Расчетные уровни колебаний сборной «унифицированной» и монолитно-прессованной обделок сравнивались с опытными значениями, представленными в научно-технической литературе (например, в работах В И Заборова, Н В Бычкова, Ю В Васильева, Г Н Фролова) Расхождение расчетных величин вибрации с экспериментальными находится в пределах 3-5 дБ, что дает право говорить о достоверности разработанных расчетных моделей По результатам теоретических исследований построена диаграмма распределения колебаний блоков обделки с перевязкой швов при действии вертикальной динамической силы (рисунок 2) Из диаграммы следует, что лотковые блоки совершают в большей степени однонаправленные колебания, а остальные - периодические движения по замкнутой эллиптической траектории Параметры траектории определяются вертикальной и горизонтальной составляющими амплитуд колебаний, а также сдвигом фаз между ними

В результате проведенных расчетов была получена апмлитудно-частотная характеристика (АЧХ) колебаний блоков сборной обделки с перевязкой швов при действии единичной гармонической силы (рисунок 3)

и» и

-З,е-И-1-----

-3,е-6 -2,е-б -1,е-6 0 1,е-6 2,е-6 з,е-6

их [т]

Рисунок 2 - Диаграмма колебаний блоков высокоточной сборной обделки с перевязкой швов (точки - блоки по периметру кольца обделки).

Анализ интенсивности АЧХ показал, что система имеет некоторое увеличение амплитуд колебаний в октавах 8 Гц и 31,5 Гц. Рост амплитуд в первой октаве обусловлен величиной упругости основания, во второй - упругостью кольца обделки. В целом, в связи с потерями энергии вибрации в грунт, АЧХ обделки не имеют ярко выраженных резонансных пиков. Это хорошо согласуется с результатами натурных наблюдений, в которых подтверждается, что грунт выполняет роль изолятора низкочастотных колебаний.

В свою очередь, полученные уровни колебаний обделки являются критериями для оценки и прогнозирования поведения грунтов в основании тоннеля во время эксплуатации, путем их сравнения с критическими значениями для конкретных типов грунтов.

Рисунок 3 - АЧХ колебаний блоков высокоточной сборной обделки (обозначение блоков см. на рисунке 2)

АЧХ горизонтальных вибросмещений блоков обделки

АЧХ вертикальных вибросмещений блоков обделки

В третьей главе на примере комплекса двухъярусных Серебряноборских тоннелей представлены результаты теоретических исследований статической и динамической работы конструкции автопроезда при воздействии нагрузок от транспортных средств. По проекту ОАО «Метрогипротранс» конструкция автопроезда в этих тоннелях выполнена в виде железобетонного плитно-рамного сооружения, консоли которого лежат на опорных частях, а стойки рамы опираются на обделку.

Возведение подобной высокоответственной конструкции стало первым опытом в отечественной практике тоннелестроения, в связи с чем возникла необходимость в ее детальном изучении.

Расчетно-теоретические исследования были ориентированы на планируемые по мере готовности конструкции автопроезда натурные статические и динамические испытания. Были разработаны конечно-элементные (КЭ) модели (рисунок 4): пространственная - для расчета конструкции автопроезда на статические нагрузки и плоская - для имитации воздействия динамических нагрузок, а) б)

стены

Рисунок 4 - Пространственная (а) и плоская (б) КЭ модель конструкции автопроезда с обделкой.

Требования к каждой модели предъявлялись из условия максимально возможного отражения характерных конструктивных особенностей сооружения. В частности, были соблюдены геометрическое и массовое подобие модели реальной конструкции, а также особенности контакта поверхностей опорных элементов плиты автопроезда (т.н. «лыжи») и тоннельной обделки.

По результатам моделирования были получены распределения деформаций (рисунок 5) и напряжений в элементах конструкции автопроезда Кроме этого, проводилась оценка нагруженности обделки и возможности сдвига (проскальзывания) опорных криволинейных частей (см. рисунок 4) относительно обделки при наиболее невыгодных положениях нагрузки.

Для исследования динамического поведения плиты автопроезда были рассчитаны первые собственные частоты, соответствующие им формы колебаний (рисунок 6) и параметры демпфирования конструкции, а) б)

Рисунок 5 - Характерное распределение вертикальных (а) и горизонтальных (б) деформаций в конструкции автопроезда по одному из вариантов загружения.

Рисунок 6 - Частоты и формы колебаний конструкции автопроезда:

а) 1 форма - горизонтальные колебания конструкции с частотой 8,5 Гц;

б) 2 форма - вертикальные колебания конструкции с частотой 37,4 Гц.

В четвертой главе дано описание проведенных в условиях строительства комплекса Серебряноборских транспортных тоннелей натурных исследований изменения НДС конструкции автопроезда под нагрузкой от транспортных средств.

Специально для проведения этих исследований с участием автора были разработаны и утверждены всеми заинтересованными организациями Методика и Программа работ, содержащие описание и последовательность проведения всех этапов эксперимента с назначенными вариантами статических и динами-

ческих нагружений конструкции автопроезда Сравнительным анализом результатов теоретических и натурных исследований оценивалась адекватность разработанной в диссертации численной модели и правильность выбора расчетных предпосылок

Натурный эксперимент проводился с участием автора и сотрудников лаборатории «Горного давления и норм расчета» НИЦ «Тоннели и метрополитены» совместно с ЗАО «Институт «ИМИДИС» на эксплуатационные и технологические нагрузки, предусмотренные всеми этапами сооружения конструкции автопроезда В качестве испытательных нагрузок использовались

• на этапе строительства - автобетоносмесители на базе автомобиля КамАЗ 55111 и дорожные катки для укладки асфальтобетонной смеси с массой 24 и 9 т,

• на этапе приемочных испытаний перед сдачей в эксплуатацию - автосамосвалы на базе автомобиля TATRA 815-2A0S01 с массой 27 т Исследования предусматривали несколько серий и вариантов загружения

плиты автопроезда По длине плиты автопроезда испытательная нагрузка располагалась таким образом, чтобы обеспечить образование в ней максимально возможных напряжений и деформаций, для измерения которых использовалась компьютерная измерительная система КИС-ИМИДИС (расстановку измерительных датчиков в сечении см на рисунке 7)

В процессе динамических испытаний производилась запись деформаций и ускорений в реальном масштабе времени Полученные записи обрабатывались в программе «Спектр» (автор М Л Хазанов), позволяющей строить графики изменения наблюдаемых параметров и проводить фильтрацию данных, получая АЧХ испытываемого сооружения С использованием программы спектрального анализа, реализующей преобразование Фурье, вычислялся динамический коэффициент, собственные частоты колебаний (период) и декремент колебаний конструкции автопроезда

Рисунок 7 - Схема расположения измерительных датчиков при испытаниях

По результатам испытаний, как и прогнозировалось расчетом, наибольшие прогибы были зафиксированы в среднем пролете поперечного сечения плиты при расположении испытательной нагрузки на части среднего пролета

I*—*i электронный тензометр J23*- электронный прогибомер электронный акселерометр

^ механический прогибомер

Условные обозначения

механический тензометр

Значения максимальных прогибов при наиболее невыгодных загружениях достигали в испытаниях 0,6-0,9 мм, а по расчету несколько меньшие значения, 0,6-0,7 мм, что составляет примерно 1/4000 пролета, при нормативно-допускаемом значении 1/400 пролета Максимальные значения установленных как экспериментально, так и расчетом конвергенции (сближение) или дивергенции (расхождение) стен не превышали 0,3 мм

Максимальные значения измеренных растягивающих напряжений в железобетонной плите были зафиксированы в среднем пролете и составили 15,8 кг/см2, при расчетных значениях и аналогичных загружениях 14,5 кг/см2 Различие расчетных и измеренных краевых напряжений сжатия и растяжения в стенах рамной конструкции находилось в пределах + 4 кгс/см2

Экспериментальные работы подтвердили также результаты теоретических исследований о невозможности возникновения сдвига опорных частей («лыжи») относительно обделки во время эксплуатации тоннеля

Динамическим испытаниям подвергались секции автопроезда путем пропуска по ним тех же груженых автомобилей, что использовались при статических испытаниях Автомобили проезжали по испытываемому участку со скоростью от 10 до 50 км/ч как беспрепятственно, так и через искусственный порожек - доску высотой около 4 см, уложенную поперек проезда Размер порожка подбирался из условия возможных неровностей максимального размера на дорожном полотне плиты, т е примерно на толщину верхнего слоя асфальтобетонного покрытия

При проезде через порог возбуждаются наибольшие амплитуды колебаний сооружения, при которых на диаграммах прогибов более отчетливо наблюдается период собственных колебаний (рисунок 8)

Рисунок 8 - Характерные диаграммы прогибов и ускорений плиты автопроезда при проезде испытательной нагрузки через искусственный порожек в среднем пролете рамной конструкции

Анализируя полученные диаграммы можно констатировать, что измеренная величина прогиба (0,2-0,3 мм) сравнительно мала, а сам прогиб фиксирует-

ся только в момент проезда нагрузки непосредственно над прогибомером На диаграммах хорошо заметны моменты преодоления порожка каждой из осей автомобиля, а также возникновение прогиба только в узкой зоне нахождения нагрузки без распространения на всю секцию

Следует отметить, что удар осей автомобиля при проезде через порожек вызывает увеличение прогиба, однако колебательный процесс не возникает, что свидетельствует о незначительной амплитуде собственных колебаний плиты (в большинстве случаев она ниже чувствительности прогибомера) и высоких характеристиках затухания Это хорошо согласуется с результатами динамических расчетов конструкции, согласно которым коэффициент затухания составил 13,1 с"1 при декременте колебаний 0,29

Абсолютные максимальные значения конвергенции (дивергенции) стен при проезде нагрузки составили около 0,2 мм, в большинстве случаев показания электронных прогибомеров, установленных между стенками, находились в пределах точности их показаний (0,04 мм)

Амплитудно-частотная характеристика сооружения при проезде автомобиля через порожек (рисунок 9) не носит явно выраженного характера, а в колебательном процессе не проявляются однозначно доминирующие частоты Тем не менее, по распределению пиковых значений в спектральной характеристике можно выделить наличие ряда низших собственных частот колебаний 9, 20, 30 и 40 Гц

Анализ полученных динамических характеристик конструкции свидетельствует о ее высокой динамической жесткости Конструкция мало восприимчива к динамическим нагрузкам, создаваемым движением автотранспортных средств

Рисунок 9 - АЧХ колебаний плиты автопроезда при проезде автомобиля через

порожек

Спектральная плотность Р/Р,ша представляет собой отношение амплитуды данной частоты к

общей амплитуде колебаний

Коэффициент динамичности при испытаниях определялся как отношение амплитуды колебаний к статическому прогибу Анализ результатов проведенных натурных исследований показал, что максимально возможный динамический коэффициент для нагрузки класса АК не превысил 1,2 Полученное значение коэффициента динамичности можно рекомендовать к учету при проектировании

подобных внутренних плитно-рамных конструкций с опорными криволинейными элементами в виде «лыж» в тоннелях кругового очертания

По результатам сравнительного анализа сходимость (пределах 11 %) значений параметров НДС конструкции автопроезда, полученных теоретически и экспериментально, следует признать удовлетворительной На основании этого можно констатировать соответствие разработанных расчетных моделей и принятых в них предпосылок фактической работе конструкции автопроезда

Пятая глава посвящена поверочным расчетам конструкции автопроезда и высокоточной сборной обделки Серебряноборских двухъярусных тоннелей с использованием результатов проведенных исследований

Рассчитаны величины колебаний обделки и конструкции автопроезда при проходе подвижного состава метрополитена и автотранспортных средств по тоннелю В связи с тем, что до настоящего времени в отечественной практике не существовало тоннелей, подобных рассматриваемым, в качестве исходных данных, определяющих параметры динамического воздействия, принимались их значения, полученные экспериментально на других объектах Для оценки воздействия движения автотранспортных средств принимались зарегистрированные С А Курнавиным уровни колебаний поверхности вблизи дорожного полотна, полученные на одном из участков Московской кольцевой автомобильной дороги Для оценки воздействия на конструкции обделки и автопроезда Серебряноборских тоннелей подвижного состава метрополитена исходной информацией служили обобщенные экспериментальные величины колебаний путевого бетона в перегонных тоннелях

По результатам проведенных расчетов движение потока автотранспорта по плите автопроезда может добавлять к вибрации обделки до 0,2 дБ в октаве 31,5 Гц и 9,7 дБ в октаве 16 Гц При этом уровни колебаний обделки при проходе подвижного состава метрополитена составляют 65,5 в октаве 16 Гц, 94,6 в октаве 31,5 и 94,2 в октаве 63 Гц

Действие нескольких транспортных источников в многоярусном тоннеле не вызывает каких-либо резонансных явлений в тоннельных сооружениях Сложение волн напряжений в конструкциях и в грунтовом массиве будет подчиняться общим законам механики упругого деформированного твердого тела, а суммарное воздействие, в частности на обделку, будет определяться интенсивностью доминирующего источника - подвижного состава метрополитена

Полученные суммарные значения виброускорений обделки оказались ниже критических значений для окружающих тоннель грунтов, а это позволяет предположить, что снижения прочностных и деформационных свойств грунтов во время эксплуатации не будет

В процессе расчетов определено НДС конструкции автопроезда при действии нормативных нагрузок, учитывая действительное значение коэффициента динамичности, полученного в результате проведенных натурных исследований, и достаточное для заданных условий армирование плиты автопроезда Серебряноборских тоннелей, которое, как показал сравнительный анализ, эко-

номичнее принятого в проекте конструкции армирования на 550 кг на п м конструкции

Суммарные внутренние усилия в поперечном сечении обделки Серебряно-борских тоннелей, возникающие при движении подвижного состава и автотранспортных средств, крайне незначительны и в рассмотренном случае не превосходят 5 % от усилий, возникающих от горного давления Значения деформаций смежных колец (1,3 мм) и раскрытие продольных стыков (0,18 мм) также малы и не смогут оказать негативного влияния на несущую способность обделки

В шестой главе приводятся основные положения разработанной методики учета воздействия подвижного состава метрополитена и автотранспортных средств на НДС тоннельной обделки и конструкции автопроезда Сформулированы требования к расчетным моделям, а также к назначению статических и динамических нагрузок от транспортных средств

Алгоритм использования методики предусматривает выполнение расчетов в 3 основных этапа (см блок-схему на рисунке 10)

Этап 1. Подготовка исходных данных для создания расчетных моделей тоннельных конструкций (обделка, конструкция автопроезда)

Определение НДС тоннельной обделки предполагает расчет силовых и деформационных факторов как в продольном, так и в поперечном направлениях Выбор моделей обусловливается целями поставленной задачи и требуемой точностью получаемых результатов

Для определения силовых и деформационных факторов в продольном направлении следует принимать модель оболочки в упругопластической или упругой средах с учетом характеристик конструкции ВСП Для оценочных расчетов допускается ограничиться рассмотрением бесконечной балки на упругом основании Конструктивные особенности и, в частности, сборность обделки могут учитываться приведенными значениями жесткостных параметров

Для определения силовых и деформационных факторов в поперечном направлении рекомендуется использовать метод Метропроекта с заданным коэффициентом отпора по контуру кольца и фиксированной безотпорной зоной При этом, рассматривая сборную обделку с перевязкой швов, необходимо учитывать параметры взаимодействия колец, степень продольного обжатия и передачу внутренних усилий в кольцах и между ними Учет этих факторов может быть осуществлен введением в модель дополнительных расчетных элементов (нелинейные балочные элементы, опоры переменной жесткости и т п)

Для оценки параметров вибрации тоннеля предлагается модель кольца в упругонаследственной среде, учитывающей упругие и демпфирующие свойства массива и конструкции тоннеля

В качестве расчетной модели для конструкций автопроезда выбраны плоская стержневая или пространственная плитная системы Взаимодействие внутренних конструкций и тоннельной обделки должно моделироваться включением в зонах контакта специальных элементов, учитывающих трение между поверхностями Для оценки НДС и величин вибрации внутренних конструкций только от автотранспортной нагрузки обделку допускается заменить упругим основанием с соответствующим коэффициентом постели

Рисунок 10 - Блок -схема методики учета нагрузки от внутритоннельных транспортных средств

на НДС тоннельных конструкций

Этап 2. Подготовка исходных данных для назначения статической и динамической нагрузок (подвижной состав метрополитена и автотранспортные средства)

Ввиду различного характера и интенсивности воздействия рельсового и безрельсового транспорта нагрузки от подвижного состава метрополитена и автотранспортных экипажей следует рассматривать раздельно

Транспортные нагрузки разделены на две составляющие, по степени влияния каждой из них на НДС и на уровни вибрации конструкций

- воздействие от движения экипажей по «гладкому» пути,

- воздействие от качения колес по неровностям поверхностей катания Составляющая нагрузки, вызванная движением по «гладкому» пути, рассматривается как квазистатическая Величина нагрузки при этом определяется общим весом транспортного средства с соответствующей динамической добавкой Данный подход правомерен при рассмотрении реальных скоростей движения подвижного состава метрополитена (в пределах 70-80 км/ч) и автотранспортных средств (до 60 км/ч), что было установлено по результатам исследований, проведенных в рамках настоящей диссертационной работы

Общая схема распределения на конструкции подвижной нагрузки и ее величина определяются требованиями СП 32-105-2004 «Метрополитены» и СНиП 2 05 03-84* «Мосты и трубы»

Учитывая постоянную жесткость конструкции в продольном направлении, расчеты сборной обделки с перевязкой швов предполагается вести на действие всех колесных пар в подвижном составе, состоящем не менее чем из 4-х вагонов Нормативную нагрузку следует принимать с динамическим коэффициентом, равным 1,1 При нахождении результирующего усилия от всех вагонов необходимо учитывать наличие бетона ВСП

При рассмотрении плоской задачи приведенную нагрузку от всех колесных пар с учетом имеющей место в практике эксплуатации неравножесткости рельсовой нити предлагается принимать в размере 65 кН или 25 кН/м2 - нормальные напряжения на контакте бетона ВСП и обделки

По результатам проведенных исследований значение динамического коэффициента при нагрузке класса АК для конструкций автопроезда плитно-рамного типа рекомендуется принять равным 1,2, а для конструкции автопроезда плитного типа - 1,15 Последнее значение получено при обработке данных натурных испытаний, проведенных под руководством А Н Звягинцева в Лефортовском тоннеле

При проведении динамических расчетов для составляющей нагрузки, вызванной качением колес по неровностям поверхностей катания, должна решаться динамическая задача с характерным кинематическим возмущением, свойственным рельсовому и безрельсовому транспорту Закон изменения во времени возмущающих факторов (сил, смещений и т п ) предполагается принять гармоническим, что в наибольшей степени соответствует характеру воздействия нагрузок от транспортных средств

Спектр генерируемых частот и спектральная плотность интенсивности воздействия для каждого вида транспорта определяется экспериментально Диапазон рассматриваемых частот должен представлять собой набор наиболее

неблагоприятных (с позиции вибрации) частот, в которых сосредоточена наибольшая энергия колебаний

Для оценки работы конструкции во время эксплуатации по данным динамического расчета производится корректировка исходной информации, в частности, характеризующей упругие и прочностные свойства грунтового основания

Этап 3. Проведение расчетов и выполнение необходимого анализа полученных результатов

Производится определение и оценка величин внутренних усилий и деформаций тоннельных конструкций В случае превышения предельных величин деформаций в сборной обделке, заложенной в неустойчивых грунтах, необходимо применять соответствующие конструктивные и технологические мероприятия, позволяющие минимизировать или исключить возможность расстройства стыков при длительной эксплуатации тоннеля Наиболее действенными способами, с позиции обеспечения эксплуатационной надежности высокоточных сборных железобетонных тоннельных обделок кругового очертания с перевязкой швов и без постоянных связей растяжения является исполнение кольцевых стыков по схеме «паз-выступ», не допускающих возникновения опасных деформаций колец и раскрытия стыков

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем

1. Разработана математическая модель высокоточной сборной железобетонной обделки, ориентированная на решение динамических задач с возможностью учета упругих и диссипативных свойств грунтового массива, конструктивных особенностей обделки, верхнего строения пути и воздействия, обращающихся по тоннелю транспортных средств На примере расчета высокоточной обделки перегонных тоннелей метрополитена показано, что использование этой модели обеспечивает определение значений амплитудно-частотных характеристик обделок и параметров колебаний блоков обделки, максимально соответствующих фактическим данным

2. Для квазистатических расчетов обделок, с целью определения усилий в них от внешних нагрузок и внутритоннельного транспорта, разработаны математические модели

- пространственная модель в виде сплошной оболочки в упругопластической среде, учитывающая статическую работу обделки в продольном направлении, в том числе при наличии внутренних конструкций (верхнее строение пути, плита автопроезда и т п ),

- плоская модель в виде кольца на упругом основании, являющаяся модификацией модели НИЦ ТМ (авторы В В Чеботаев и А А Кубышкин), которая учитывает конструктивные особенности обделки (перевязка и тип стыков, характер взаимодействия смежных колец и т п)

3. Исследования, проведенные на разработанных моделях, позволили определить внутренние усилия и деформации смежных колец в сборных высо-

коточных обделках, а также раскрытие продольных и кольцевых стыков в зависимости от величины продольного обжатия колец Результаты численного моделирования также позволили уточнить величину и характер распределения нагрузки, передаваемой подвижным составом метрополитена на обделку тоннеля через верхнее строение пути

4. Впервые в отечественной практике проведены натурные и теоретические исследования статической и динамической работы конструкции автопроезда в тоннелях кругового очертания Экспериментальные исследования, проводившиеся по Программе и Методике, разработанными с участием автора, в строящемся комплексе Серебряноборских тоннелей на технологические и эксплуатационные нагрузки подтвердили адекватность разработанных математических моделей фактической работе конструкции автопроезда Сравнительным анализом результатов теоретических и экспериментальных исследований установлено, что расхождение полученных значений силовых факторов и деформаций конструкции не превышает 11 %

5. Определены особенности формирования напряженно-деформированного состояния конструкций автопроезда при действии транспортной нагрузки Получена спектральная характеристика сооружения, ее первые собственные частоты и характеристики затухания Фактические значения динамического коэффициента при нагрузках класса АК составили для конструкции автопроезда плитно-рамного типа 1,2, а плитного типа 1,15

6. Разработана методика комплексной оценки НДС тоннельных обделок, учитывающая их конструктивные особенности, характеристики окружающих грунтов, а также статическое и динамическое воздействие рельсовых и безрельсовых транспортных средств

7. Основные положения методики использованы в поверочных расчетах конструкции автопроезда Серебряноборских транспортных тоннелей при рабочем проектировании Анализ результатов расчета конструкции автопроезда на действие нормативных нагрузок с учетом определенного экспериментально коэффициента динамичности выявил, в частности, возможность без изменений несущей способности конструкции сокращения расхода арматуры на 550 кг/п м, что на общей длине тоннелей ~ 3 км дает экономию около 25,5 млн руб

Подобного эффекта можно ожидать на строительстве проектируемых тоннелей аналогичного типа, в частности двухъярусного тоннеля под Коломенским парком

8. Результаты исследований вошли в подготовленный к утверждению проект МГСН 5 03-02 «Нормы проектирования городских автотранспортных тоннелей»

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Страхов А М Учет воздействия внутритоннельного транспорта на напряженно-деформированное состояние конструкций транспортных тоннелей //Дороги России XXI века, Тематическое приложение «Виадук» №2, 2007 -С 9-12

2 Страхов А М Расчет параметров колебания тоннельных обделок кругового очертания под действием подвижного состава метрополитена //Испытание и расчет тоннельных конструкций Сборник научных трудов, выпуск № 241 -М ЦНИИС, 2007-С 91-99

3 Страхов А М, Андриянов А Г Сравнительный анализ аналитического и численного методов расчета уровней вибрации поверхности грунтового массива от вертикальной гармонической силы//Испытание и расчет тоннельных конструкций Сборник научных трудов, выпуск № 241 -М ЦНИИС, 2007 - С 100-109

4 Щекудов Е В , Чеботаев В В , Кубышкин А А, Воробьев Л А, Мосолов Д А , Страхов А М Мониторинг напряженно-деформированного состояния станции «Полянка» в Москве //Метро и тоннели -№5,2006

5 Страхов А М Исследование напряженно-деформированного состояния конструкции автопроезда в тоннелях большого диаметра под действием нагрузки от автотранспортных средств // Транспортное строительство № 4, 2008

Подписано в печать 24 04 2008 Формат 60 г 84 '/!6 Объем 1,75 к л Тираж 80 зкз Заказ 7

Отпечатано в типографии ОАО ЦНИИС

129329, Москва, Кольская 1 Тел (495) 180-94-65

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Состояние вопроса. Постановка задач исследования.

1.1 Анализ состояния вопроса.

1.2 Проявление воздействия подвижного состава метрополитена на сборные тоннельные обделки, заложенные в неустойчивых грунтах.

1.3 Конструкции автопроезда в двухъярусных тоннелях кругового очертания.

1.4 Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. Определение напряженно-деформированного состояния и уровней колебания высокоточной сборной обделки перегонного тоннеля при действии нагрузки от подвижного состава метрополитена.

2.1 Определение уровней колебания высокоточной сборной обделки кругового очертания при действии нагрузки от подвижного состава метрополитена.

2.2 Определение НДС высокоточной сборной обделки кругового очертания под действием нагрузки от подвижного состава метрополитена.

2.3 Выводы.

ГЛАВА 3. Теоретические исследования работы конструкции автопроезда при действии транспортных нагрузок.

3.1 Общие сведения.

3.2 Характеристика объекта исследования.

3.3 Статические и динамические расчеты конструкции автопроезда.

3.4 Анализ результатов расчетов.

3.5 Выводы.

ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования работы конструкции автопроезда при воздействии транспортных нагрузок.

4.1 Общие сведения.

4.2 Измерительная аппаратура.

4.3 Методика проведения статических испытаний.

4.4 Методика проведения динамических испытаний.

4.5 Анализ результатов испытаний.

4.6 Сравнительный анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований.

4.7 Выводы.

ГЛАВА 5. Определение напряженно-деформированного состояния и уровней колебаний тоннельных конструкций двухъярусного тоннеля при воздействии транспортных средств.

5.1 Определение уровней колебаний сборной высокоточной обделки и конструкции автопроезда.

5.2 Определение НДС конструкции автопроезда.

5.3 Определение НДС высокоточной сборной обделки.

5.4 Выводы.

ГЛАВА 6. Методика учета воздействия внутритоннельного транспорта на напряженно-деформированное состояние тоннельных конструкций.

6.1 Положения методики.

6.2 Мероприятия по повышению эксплуатационной надежности сборных обделок, заложенных в неустойчивых грунтах.

6.3 Эффективность и реализация результатов работы.

6.4 Выводы.

Развитие транспортной инфраструктуры в больших городах во многом зависит от такого важного направления в строительстве как тоннелестроение. За последние годы в России прослеживается непрерывное увеличение доли строительства транспортных тоннелей в условиях стесненной градостроительной ситуации, что обусловлено появлением совершенно новых технологий и конструкций для подземных сооружений, позволяющих вести практически безосадочную проходку, не нарушая существующую городскую застройку и природоохранные зоны, находящихся на поверхности.

Впервые в отечественной практике тоннелестроения в тоннелях кругового очертания возводятся оригинальные конструкции автопроезда позволяющие создать двухуровневую организацию движения транспорта. При этом совмещение в один тоннель нескольких видов городского транспорта, зачастую рельсового и безрельсового, сопровождается увеличением статической и динамической нагруженности сооружений и соответственно возникновением дополнительных источников вибрации.

Все больше находят применение сборные железобетонные обделки из высокоточных блоков с плоскими стыками. И доля транспортных тоннелей, особенно перегонных тоннелей метрополитена, построенных с применением данной конструкцией, неуклонно растет. Необходимо отметить, что сборные обделки подобной конструкции применяются сравнительно недавно и вопросы статической и динамической работы данной обделки под нагрузкой от транспортных средств не рассматривались.

В связи с появлением и распространением новых тоннельных конструкций в филиале ОАО ЦНИИС «НИЦ «Тоннели и метрополитены» были начаты теоретические и экспериментальные исследования, в том числе в натурных условиях, по изучению особенностей статической и динамической работы рассматриваемых тоннельных сооружений под действием нагрузки от подвижного состава метрополитена и автотранспортных экипажей. Результатом проведенных исследований стала методика учета воздействия внутритоннельных транспортных средств на напряженно-деформированное состояние (НДС) высокоточных сборных обделок и внутренних конструкции автопроезда.

Актуальность работы определяется отсутствием расчетных методов учета воздействия автотранспортных средств и подвижного состава метрополитена на напряженно-деформированное состояние сборных тоннельных обделок нового поколения, получающих широкое распространение в практике транспортного тоннелестроения, а также конструкций автопроезда, располагаемого на дополнительном внутритоннельном перекрытии и обеспечивающего движение транспортных средств в двух уровнях.

Цель и основные задачи диссертационной работы.

Цель работы состояла в разработке на базе расчетно-теоретических и экспериментальных исследований методических основ учета воздействия нагрузок от движения в тоннелях автотранспортных средств и подвижного состава метрополитена на напряженно-деформированное состояние тоннельной обделки и внутритоннельных конструкций автопроезда.

Основные задачи диссертации:

- определение на основе численных методов математического моделирования характера формирования статического и динамического напряженно-деформированного состояния сборных обделок из высокоточных блоков и конструкции автопроезда от действия внутритоннельных транспортных нагрузок;

- определение на основании натурных испытаний при строительстве Се-ребряноборских тоннелей особенностей статической и динамической работы конструкций автопроезда;

- дать сравнительную оценку адекватности принятых расчетных моделей и других теоретических предпосылок фактической работе конструкции автопроезда;

- разработать основные положения методики учета воздействия внутри-тоннельного транспорта на тоннельные конструкции.

Методика исследований.

В основу методики исследований положен комплексный подход, включающий системный анализ результатов ранее выполненных и, в рамках поставленных целей и задач, проведенных автором теоретических и экспериментальных исследований тоннельных сооружений.

В теоретических исследованиях использованы численные методы математического моделирования, реализованные на базе метода конечных элементов (МКЭ). Экспериментальные исследования проведены в производственных условиях при строительстве двухъярусных транспортных тоннелей Краснопресненского проспекта в районе Серебряного Бора.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- определены особенности формирования и изменения статического и динамического напряженно-деформированного состояния высокоточных сборных железобетонных обделок и внутритоннельных конструкций автопроезда под действием подвижной нагрузки от транспортных средств;

- разработана методика учета воздействия нагрузок от внутритоннельных транспортных средств (подвижного состава метрополитена и автотранспортных экипажей) на тоннельные конструкции.

Практическая ценность работы.

Применение разработанных автором расчетных моделей, адекватность фактической работе конструкций которых подтверждена результатами натурных исследований, позволит с большей достоверностью оценивать статическое и динамическое напряженно-деформированное состояние тоннельных конструкций на воздействие транспортных нагрузок.

Результаты диссертационной работы рекомендованы к использованию в нормативных документах на проектирование транспортных тоннелей и, в частности, конструкций автопроезда в тоннелях кругового очертания.

Достоверность результатов.

Достоверность полученных результатов исследования обусловлена учетом в исходных предпосылках применяемых расчетных моделей всех основных действующих факторов и подтверждена экспериментальными данными, полученными в ходе натурных испытаний. Расхождение расчетных и измеренных параметров напряженно-деформированного состояния тоннельных конструкций не превышает 11%.

Реализация результатов.

Результаты проведенных исследований использованы при проведении поверочных расчетов конструкции автопроезда комплекса Серебряноборских транспортных тоннелей для рабочего проектирования.

Положения диссертации составили основу Программы и Методики проведения приемочных испытаний и испытаний конструкции автопроезда на технологические нагрузки в строительный период.

Апробация работы.

Результаты исследований и основные научные положения диссертационной работы доложены:

- на научно-технической конференции пользователей программного комплекса Plaxis, Россия, Санкт-Петербург, 26-27 июня 2007 г.

- на Международной конференции метро- и тоннелестроения (The 4th China International Tunnel & Underground Space Exhibition & Conference), Китай, Шанхай, 12-14 июня, 2007 г.

- на заседаниях Секции НИЦ «Тоннели и метрополитены» Ученого совета ОАО ЦНИИС, 2005-2008 гг.

Публикации.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 5 печатных работах:

1. Страхов A.M. Учет воздействия внутритоннельного транспорта на напряженно-деформированное состояние конструкций транспортных тоннелей.//Дороги России XXI века, Тематическое приложение «Виадук». №2, 2007. - С.9-12.

2. Страхов A.M. Расчет параметров колебания тоннельных обделок кругового очертания под действием подвижного состава метрополитена. //Испытание и расчет тоннельных конструкций. Сборник научных трудов, выпуск № 241 — М.: ОАО ЦНИИС, 2007.- С.91-99.

3. Страхов A.M., Андриянов А.Г. Сравнительный анализ аналитического и численного методов расчета уровней вибрации поверхности грунтового массива от вертикальной гармонической силы. //Испытание и расчет тоннельных конструкций. Сборник научных трудов, выпуск № 241 -М.: ОАО ЦНИИС, 2007 — С.100-109.

4. Щекудов Е.В., Чеботаев В.В., Кубышкин A.A., Воробьев Л.А., Мосолов Д.А., Страхов A.M. Мониторинг напряженно-деформированного состояния станции «Полянка» в Москве. //Метро и тоннели. -№5, 2006.

5. Страхов A.M. Исследование напряженно-деформированного состояния конструкции автопроезда в тоннелях кругового очертания под действием нагрузки от автотранспортных средств.// Транспортное строительство. № 4, 2008.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и библиографического указателя. Полный объем диссертации составляет 164 страниц, включая 100 иллюстраций, 35 таблиц и 1 приложения. Библиографический указатель включает 116 источников, в том числе 13 иностранных.

6.4 Выводы.

6.5.1 На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика комплексной оценки влияния нагрузок от внутритоннельных транспортных средств на НДС высокоточных сборных обделок и конструкций автопроезда. Основные положения методики базируются на проведении расчетов тоннельных конструкций на основе численных методов механики и динамики сплошных сред, реализованных с помощью МКЭ.

6.5.2 Настоящая методика позволяет в достаточной мере учитывать всю совокупность факторов, определяющих физические и геометрические характеристики тоннельных конструкций, состояние окружающего грунтового массива, параметры статического и динамического воздействия. Кроме этого, с помощью разработанной методики появляется возможность оценить поведение тоннельных сооружений от сочетания воздействия рельсовых и безрельсовых транспортных средств. Это позволяет с большей достоверностью рассчитывать и проектировать сборные обделки из высокоточных блоков и конструкции автопроезда в тоннелях кругового очертания.

6.5.3 Рассмотрен ряд наиболее эффективных мероприятий по повышению эксплуатационной надежности сборных тоннельных обделок, заложенных в неустойчивых грунтах.

6.5.4 Результаты диссертационной работы рекомендованы к использованию в нормативных документах на проектирование транспортных тоннелей, в частности конструкций автопроезда в тоннелях кругового очертания.

6.5.5 Возможный экономический эффект от применения результатов исследований, полученный в результате расчетов конструкции плиты автопроезда на примере комплекса Серебряноборских тоннелей составляет ориентировочно 25,5 млн. руб. Аналогичного экономического эффекта можно ожидать при строительстве транспортного тоннеля в районе природного комплекса «Коломенское».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей диссертации представлены теоретические и экспериментальные исследования статической и динамической работы конструкции автопроезда и высокоточной сборной тоннельной обделки круглого очертания при действии нагрузки от транспортных средств. Теоретические исследования тоннельных конструкций проводились с помощью разработанных численных расчетных моделей на базе конечно-элементного анализа. Экспериментальные исследования позволили обосновать заложенные в разработанные модели теоретические гипотезы и предпосылки и провести оценку их эффективности.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Разработана математическая модель высокоточной сборной железобетонной обделки, ориентированная на решении динамических задач с возможностью учета упругих и диссипативных свойств грунтового массива, конструктивных особенностей обделки, верхнего строения пути и воздействия обращающихся по тоннелю транспортных средств. На примере расчета высокоточной обделки перегонных тоннелей метрополитена показано, что использование этой модели обеспечивает определение значений амплитудно-частотных характеристик обделок и параметров колебаний блоков обделки, максимально соответствующих фактическим данным.

2. Для квазистатических расчетов обделок с целью определения усилий в них от внешних нагрузок и внутритоннельного транспорта разработаны математические модели:

-пространственная модель в виде сплошной оболочки в упруго-пластической среде, учитывающая статическую работу обделки в продольном направлении, в том числе при наличии внутренних конструкций (верхнее строение пути, плита автопроезда и т.п.);

- плоская модель в виде кольца на упругом основании, являющаяся модификацией модели НИЦ ТМ (авторы В.В. Чеботаев и A.A. Кубышкин), которая учитывает конструктивные особенности обделки (перевязка и тип стыков, характер взаимодействия смежных колец и т.п.)

3. Исследования, проведенные на разработанных моделях, позволили определить внутренние усилия и деформации смежных колец в сборных высокоточных обделках, а также раскрытие продольных и кольцевых стыков в зависимости от величины продольного обжатия колец. Результаты численного моделирования также позволили уточнить величину и характер распределения нагрузки, передаваемой подвижным составом метрополитена на обделку тоннеля через верхнее строение пути.

4. Впервые в отечественной практике проведены натурные и теоретические исследования статической и динамической работы конструкции автопроезда в тоннелях кругового очертания. Экспериментальные исследования, проводившиеся по Программе и Методике, разработанные с участием автора в строящемся комплексе Серебряноборских тоннелей на технологические и эксплуатационные нагрузки подтвердили, адекватность разработанных математических моделей фактической работе конструкции автопроезда. Сравнительным анализом результатов теоретических и экспериментальных исследований установлено, что расхождение полученных значений силовых факторов и деформаций конструкции не превышает 11%.

5. Определены особенности формирования напряженно-деформированного состояния конструкций автопроезда при действии транспортной нагрузки. Получена спектральная характеристика сооружения, ее первые собственные частоты и характеристики затухания. Фактические значения динамического коэффициента при нагрузках класса АК составили для конструкции автопроезда плит-но-рамного типа - 1,2, а плитного типа - 1,15.

6. Разработана методика комплексной оценки НДС тоннельных обделок, учитывающая их конструктивные особенности, характеристики окружающих грунтов, а также статическое и динамическое воздействие рельсовых и безрельсовых транспортных средств.

7. Основные положения методики использованы в поверочных расчетах конструкции автопроезда Серебряноборских транспортных тоннелей при рабочем проектировании. Анализ результатов расчета конструкции автопроезда на действие нормативных нагрузок с учетом определенного экспериментально коэффициента динамичности выявил, в частности, возможность без изменений несущей способности конструкции, сокращения расхода арматуры на 550 кг/п.м., что на общей длине тоннелей ~ 3 км дает экономию около 25,5 млн. руб.

Подобного эффекта можно ожидать на строительстве проектируемых тоннелей аналогичного типа, в частности двухъярусного тоннеля под Коломенским парком.

8. Результаты исследований вошли в подготовленный к утверждению проект МГСН 5.03-02 «Нормы проектирования городских автотранспортных тоннелей».

1. Абрамсон В.М., Закиров А.З., Муравин Г.И. Автодорожный тоннель на трассе Краснопресненского проспекта от МКАД до проспекта Маршала Жукова. Журнал Метро и тоннели. №3, 2003. С.22-25.

2. Бакиров P.O., Лой Ф.В. Динамический расчет и оптимальное проектирование подземных сооружений. -М.: Стройиздат, 2002.

3. Барабошин В.Ф., Грановский А.Н., Гусев B.C. Виброзащита верхнего строения пути. Журнал Метрострой, №12, 1977.

4. Барабошин В.Ф., Гусев B.C., Грановский А.Н., Бутаков Г.Б., Ананьев Н.И. Улучшение виброзащитных свойств существующей конструкции пути метрополитенов. Труды ВНИИЖТ, вып 630, —М.: Транспорт, 1981.

5. Баркан Д.Д. Экспериментальное исследование сотрясений грунта, вызываемых паровозом. Институт механики АН СССР, инж. сборник №3, 1946.

6. Безродный К.П. и др. Исследование напряженно-деформированного состояния подземных объектов Санкт-петербургского метрополитена. Журнал Мет-роинвест, №3, 2006.

7. Безродный К.П. и др. Геотехнический мониторинг в зоне «Размыва» Санкт-петербургского метрополитена в период эксплуатации. Журнал Метроинвест, №3, 2006.

8. Бирюков И.В., Козырев А.И. Выбор типа колеса и его диаметра с точки зрения воздействия ходовых частей вагонов метрополитена на путь и тоннельную обделку. Труды МИИТа, вып. 738, -М.: МИИТ, 1983. С. 117-125

9. Бычков Н.В., Заборов В.И., Прусов В.И., Рабинович М.С. и др. Исследование смещений поверхности грунта при колебаниях тоннельной обделки. Исследования колебаний тоннельных обделок. -МИИТ, 1988.

10. Василевич Ю., Фролов Г., и др. Виброизоляция верхнего строения пути резиновыми амортизаторами. Журнал Метрострой №5, 1990.

11. Васильев А.И., Сергеев A.A., Хазанов M.JI. Оценка динамических воздействий автомобильной нагрузки на мост и их учет в нормах проектирования. Транспортное строительство. №5, 2007.

12. Вериго М.Ф., Коган А.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. —М.: Транспорт, 1986.

13. Вибрации в технике. Справочник. М.: Машиностроение, 1981.

14. Гарбер В.А. Научные основы проектирования тоннельных конструкций с учетом технологии их сооружения. -М.: НИЦ ТМ ОАО ЦНИИС, 1996.

15. Голицинский Д.М. Аварийная ситуация на Кировско-Выборской линии метрополитена Санкт-Петербурга. Журнал Подземное пространство мира. № 4, 1996, С.38-41.

16. Горст A.A. Сборные железобетонные обделки кругового очертания в неустойчивых грунтах при воздействии нагрузки от подвижного состава. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. -М.: ЦНИИС, 1986.

17. Дашевский М.А., Ильичев В.А., Поляков B.C. Влияние массы обделки на уровень колебания тоннеля метрополитена и окружающего грунта. Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Материалы V Всесоюзной конференции, Ташкент, 1981. С.311-313.

18. Дашевский М.А. Распространение волн при колебаниях тоннелей метро. Строительная механика и расчет сооружений. №6, 1974.

19. Динамический расчет зданий и сооружений. Справочник проектировщика. Под редакцией Коренева Б.Г., Рабиновича И.М. -М.: Стройиздат, 1984.

20. Динамическое воздействие поездной нагрузки на конструкцию тоннельной обделки. Материалы XXII научн. конфер. ЛИИЖТа, -JI. 1969.

21. Дорман И.Я. Виброизолирующие конструкции пути метрополитена. Новое в отечественном и зарубежном подземном строительстве, информационный обзор. Вып.З. -М.: Тоннельная ассоциация, Информационно-издательский центр «ТИМР», 1995.

22. Дорман И.Я. и др. Рекомендации по уменьшению влияния шума и вибрации в жилых домах от движения поездов метрополитена для учета при проектировании линий метрополитена мелкого заложения. Научно-техн. отчет ЦНИИС по теме ТМ-1-71,1971.

23. Дорман И.Я., Звягинцев А.Н., Векслер Г., Кремер B.C. и др. Эффективность виброизолирующих элементов в конструкции пути метрополитена. Журнал Метрострой № 1, 1989.

24. ДашевскийМ.А., Кремер B.C., Кузьмин A.B. Колебания поверхности грунта при движении поездов метрополитена. Исследования колебаний тоннельных обделок. Сб. научных трудов МИИТ. -М.: МИИТ, 1988.

25. Ержанов Ж.С., Айталиев Ш.М., Алексеева Л.А. Динамика тоннелей и подземных трубопороводов. -М.: Наука, 1989.

26. Заборов В.И., Рабинович М.С. О колебаниях тоннельной обделки в грунте. Исследования колебаний тоннельных обделок. Сборник научн. трудов МИИТ. -М.: МИИТ, 1988.

27. Звягинцев А.Н. и др. Разработка методики вибродиагностики плиты автопроезда Лефортовского тоннеля. Научно-техн. отчет ЦНИИС по теме ИЦ-03-3682, 2003.

28. ЗЗ.Зинкевич О., Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред. -М.: Недра, 1974.

29. Ильичев В.А. Расчет параметров колебаний грунта и зданий, вызываемых движением поезда метрополитена. Динамический расчет сооружений на специальное воздействие. -М.: Стройиздат, 1981. С. 136-143.

30. Катен-Ярцев A.C. и др. Исследование динамики железнодорожных тоннелей на Дальнем Востоке. Труды международной конференции по геотехнике. Взаимодействие сооружений и оснований: методы расчета и инженерная практика. Т.2. -СПб.: АСВ, 2005.

31. Клинов С.И. Железнодорожный путь на искусственных сооружениях. -М.: Транспорт, 1990.

32. Клинов С.И., Подчекаев В., Конопатов П. Влияние конструкции пути на работу тоннельной обделки. Журнал Метрострой, №2, 1986.

33. Колин Д.И., Цинков В.М., Горст A.A. Динамический расчет блочной тоннельной обделки, как системы с дискретными параметрами. Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Тезисы докладов 5 всесоюзной конференции. ДОФ-85. -Л., 1985. С. 141.

34. Коренев Б.Г. Движение силы по бесконечно длинной балке, лежащей на упругом основании. Журнал Строительная механика и расчет сооружений, №3, 1967. С.27.

35. Коренев Б.Г., Смирнов А.Ф. и др. Динамический расчет специальных инженерных сооружений. Справочник проектировщика. -М.: Стройиздат, 1986.

36. Королев А.И. Первоочередные задачи по снижения уровня шума и вибрации на метрополитенах. Труды ВНИИЖТ, выпуск. 589, -М.: Транспорт, 1978.

37. Костарев С.А. Анализ вибраций, генерируемых линиями метрополитена и разработка комплексных мероприятий по их снижению. Диссертация на соискание ученой степени доктора техн. наук -М.: ТАР, 2004.

38. Кравченко Н.Д. и др. Разработка технических решений по конструкциям пути и усилению тоннельной обделки на участках со слабыми водонасыщенными грунтами. Научно-техн. отчет ВНИИЖТ, Шифр 3220, -М.: 1991.

39. Кулагин Н.И. и др. «Размыв». История преодоления. -М.: ООО «ТА Инжиниринг», 2005.

40. Курбацкий E.H., Архипов A.C., Клинов С.И.: Оценка подвижной нагрузки на предпортальные участки пути. Журнал Метрострой. №6, 1987. С. 19-21.

41. Курбацкий E.H., Курнавин С.А.: Оценка виброзащитных свойств тоннельных обделок с увеличенной жесткостью. Доклад на Всесоюзной конференции «Пути и методы ускорения науно-технического прогресса метрополитенов страны», Москва, 1987.

42. Курнавин С.А., Курбацкий E.H. Расчет уровней колебаний обделок тоннелей метрополитена. -М.: ВНИИ транспортного строительства. 1988.

43. Курнавин С.А., Данелия К. Д. Защита зданий от вибраций путем экранирования волн в грунте. Проблемы сейсмостойкости и виброакустики при строительстве и эксплуатации тоннелей. Сборник научн. трудов. ЦНИИС. -М.: 1991. С.17-22.

44. Курнавин С.А. Оценка динамического воздействия подвижного состава метрополитена на тоннельные конструкции и окружающее наземное и подземное пространство. Журнал Подземное строительство. №5-6, 1996.

45. Курнавин С.А. Виброзащитные свойства обделок тоннелей метрополитенов, сооружаемых методом «стена в грунте». Проблемы сейсмостойкости и виброакустики при строительстве и эксплуатации тоннелей. Сб. научн. Трудов. ЦНИ-ИС, -М.: 1991. С.39-41.

46. Курнавин С.А. Участок 3-го кольца от Автозаводского моста до «Москва-Сити» от ул. Вавилова до Б.Тульской ул. Научно-техн. отчет ЦНИИС по теме ТМ-98-4-482, 1999.

47. Лиманов Ю.А. Тоннели и метрополитены. Труды ЛИИЖТ. вып. 419, -Л., 1977.

48. Ляхов Г.М. Волны в грунтах и многокомпонентных средах. -М.: Наука, 1982.

49. Маковский В.Л. Сооружение тоннелей метрополитенов, т. 1 Европейская тоннельная техника. Строительство Москвы. -М. 1935.

50. Маковский Л.В., Чеботарев C.B., Сула H.A. Автотранспортные тоннели в крупных городах и мегаполисах. -М.: ТИМР, 2004.

51. Маковский JI.B. Городские подземные транспортные сооружения. -М.: Стройиздат, 1985.

52. Маслов H.H. Условие устойчивости водонасыщенных песков. -Л.: Госэнер-гоиздат, 1959.

53. Меркин В.Е., Б.Н. Виноградов Б.Н. Маковский Л.В. О нормативном обеспечении проектирования городских автотранспортных тоннелей. Тоннели XXI века. Дороги России XXI века. №2. 2007.

54. Меркин В.Е., Маковский Л.В., Панкина С.Ф. К выбору варианта исполнения автодорожного тоннеля в районе Лефортово. Журнал Подземное пространство Мира.-№4, 1996. С. 11-14.

55. Меркин В.Е. Вклад науки в отечественное метростроение. Журнал Метро-сгрой. №3, 1991. С.24-26.

56. Меркин В.Е., Маковский Л.В. Прогрессивный опыт и тенденции развития современного тоннелестроения. -М.: ТИМР, 1997.

57. Методические рекомендации по определению динамических свойств грунтов, скальных пород и местных строительных материалов. П 01-72. —Л.: «Энергия», 1972.

58. Муравский Г.Б. Колебания балки типа Тимошенко, лежащей на упруго-наследственном основании. Изв. АН СССР, механика твердого тела, №5, 1988. С.167.

59. Муравский Г.Б. Действие подвижной нагрузки на балку лежащую на одностороннем упругом основании. Журнал. Строительная механика и расчет сооружений. №51,1975.

60. Назаренко Ю., Куликов Ю. Расчет тоннелей метрополитена на колесную нагрузку. Журнал Метрострой, №7, 1983.

61. Наумов Б.В. Совершенствование способов борьбы с вибрацией, передаваемой от подвижного состава на тоннель метрополитена: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. -СПб.: ПГУПС, 2005.

62. Научно-технический отчет «Геотехническое исследование причин деформаций водонасыщенные песчаных оснований тоннелей Киевского метрополитена и разработка рекомендаций по их стабилизации». ТМ-89-3-269. Кооператив «Союз». Киев, 1989.

63. Пожуев В.И. Действие подвижной нагрузки на цилиндрическую оболочку в упругой среде. Строительная механика и расчет сооружений. №1, 1978. С.44-48.

64. Поляков B.C., Грановский А.Н. Влияние параметров рельсового основания пути метрополитенов на уровень колебаний тоннелей. Строительная механика и расчет сооружений. -М. 1989.

65. Поляков B.C., Альтергот В.А., Холмянский M.JI. Прогноз распространения вибраций в грунте от проектируемой линии метрополитена. Юбилейный сборник научных трудов 75 лет НИИОСП им. Герсеванова. -М., 2006.

66. Предтеченский В.М. и др. Исследование передачи шума и вибрации от движения поездов в близрасположенные здания. Научно-техн. отчет МИСИ. —М.: 1975.

67. ПриклонскийВ.А. Грунтоведение. ч.1, -М.: Госгеолтехиздат, 1955.

68. Романовский JI. Динамическое воздействие от нагрузки движущегося поезда на тоннель и его основание в водонасыщенных грунтах. Журнал Метрострой №4, 1990.

69. Руководство пользователя. PlaxisJDynamic ver. 8. Plaxis b.v. 2002.

70. Свитин В.В. Исследование динамических воздействий на тоннельные конструкции. Сб. трудов ЛИИЖТ, Тоннели и метрополитены. -Л.: ЛИИЖТ, 1982, С.35-39.

71. Симвулиди И.А. Расчет инженерных конструкций на упругом основании — М., Высшая школа, 1987.

72. Слемзин А.Е., Сонин А.Н. Обделки перегонных тоннелей в песчаных грунтах. Журнал Метрострой №11, 1978.

73. Снитко Н.К. Динамика транспортных сооружений. -JL: ВТА ВС имени JIM. Кагановича 1949.

74. Сорокин Е.С. К теории внутреннего трения при колебаниях упругих систем., -М.: ГСИ, 1960.

75. Справочник инженера-тоннельщика. Под редакцией Меркина В.Е., Власова С.Н., Макарова О.Н. -М.: Транспорт, 1993.

76. Справочник по защите от шума и вибрации жилых и общественных зданий. Под редакцией Заборова В.И. -Киев.: Будивельник, 1989.

77. Справочник по механике и динамики грунтов. Под ред. Швеца В.Б. —Киев, 1987.

78. Страхов A.M. Учет воздействия внутритоннельного транспорта на напряженно-деформированное состояние конструкций транспортных тоннелей. Дороги России XXI века, Тематическое приложение «Виадук». №2, 2007. С.9-12.

79. Страхов A.M. Расчет параметров колебания тоннельных обделок кругового очертания под действием подвижного состава метрополитена. Испытание и расчет тоннельных конструкций. Сборник научных трудов ЦНИИС, выпуск №241 -М.: ЦНИИС, 2007. С.91-99.

80. Страхов A.M. Исследование напряженно-деформированного состояния конструкции автопроезда в тоннелях большого диаметра под действием нагрузки от автотранспортных средств. Журнал Транспортное строительство. № 4, 2008.

81. Титов Е.Ю. Оценка эффективности виброизоляции здания, расположенного вблизи железнодорожной линии. Научно-технический журнал Вестник МИИТа. №14. -М.: МИИТ, 2006. С.62-68.

82. Троицкий К.Д. и др. Анализ расстройств унифицированной железобетонной обделки, вызванных выносами породы с разработкой предложений по обеспечению надежности конструкций в обводненных песках. Научно-техн. отчет ЦНИИС по теме Д-ТМ-7-77/78, 1978.

83. Троицкий К.Д., Евстигнеев Р.И., Лапшин А.Г. Характерные дефекты сборных обделок тоннелей и их влияние на надежность сооружений. Труды ВНИИ транспортного строительства. №111, 1981.

84. Ухов С.Б. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. -M.: АСВ, 1994.

85. Участок Краснопресненского проспекта от МКАД до проспекта Маршала Жукова. М.: Проект ОАО «МЕТРОГИПРОТРАНС», 2003.

86. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. -М.: Недра, 1987.

87. Фролов Г., Бычков Н., Прусов В, Спектр вибрации обделки тоннеля при прохождении метропоездов. журнал Метрострой, №8, 1987.

88. Хазанов М. Л. Обработка результатов динамических испытаний мостовых сооружений программой «Спектр». Труды ЦНИИС вып. 208. -М.: ЦНИИС, 2002.

89. Хараг В. Снижение вибрации и шума подземного транспорта. Журнал Метрострой №8, 1989.

90. Чеботаев В.В. Натурная проверка методики учета динамического воздействия поезда метрополитена на состояние конструкций тоннельной обделки с разработкой нормативных документов» Научно-техн. отчет ЦНИИС по теме ТМ-93/94-3-164, 1993.

91. Расчет конструкций обделки тоннеля. Казанское метро (Россия). PSP-Consulting Engineering. Tunneling & foundation Engineering. Munchen, 1999.

92. Andersen L., Jones C.J.C. Vibration from railway tunnel predicticted by coupled finite element and boundary element analysis in two and three dimensions. In Proceedings of Structural Dynamics-EuroDyn' 02, 2002. pp.1131-1136.

93. Construction of two single-track tunnels in "Razmiv" section. Straction verification of segmental lining., IMPREJILO S.p.A. -NCC AB, Italy., 1999.

94. Jones C.J.C., Thompson D.J., Petyt M. A model for ground vibration from railway tunnels, Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Transport 153, 2002.

95. Jorge O. Parra, Chris L. Hackert, Amitava Ghosh. Dynamic response of a frac-tural tunnel to seismic. Reports Southwest Research Institute, 2000.

96. Degrande G., Chatteijee P., Klein R., Van de Velde W., Holscher P., V. Hopman, Wang A., Dadkah N.-. Vibrations due to a test train at variable speeds in a deep bored tunnel embedded in London clay, www.convurt.com, 2003.

97. Lysmer J., Kuhlemeyr R. Finite dynamic model for infinite media. Proc. ASCE. -V.95., №4 EM, 1969.

98. Keith Sunley. PANDROL VANGUARD on London Underground. Pandrol Limited., 1999.

99. Muller H.A., Opitz U. and Volberg G. Structure-born sound transmission from the tubes of subway into a building for a concern hall, Proceedings Internoise'80, Miami, Vol. II, 1980, pp. 715-718.

100. Paz M., Leigh W. Structural Dynamics : Theory and Computation. Kluwer Academic, 2000, p.624.

101. Sheng X., Jones C.J.C., Thompson D.J. A comparison of a theoretical model for quasi-statically and dynamically induced environmental vibration from trains with measurements, Journal of sound and Vibration 267, 2003 pp.621-635.

102. Watanabe Kazumi. Transient response of an elastic solid to a moving torsional load in cylindrical bore. An approximate solution. Int. J. Eng. Sci. V22, N3, 1984. p277-284.