Буровая и щелевая железобетонная колонна и способ их возведения
Подробнее…
Варианты конструкций обделок станции метрополитена:
1. В 1995 г. под руководством Юркевича П.Б. проведены достаточно глубокие исследования материалоемкости, напряженно-деформированного состояния и эффективности использования подземного пространства при возведении односводчатых станций метрополитена методом
"стена в грунте" в увязке с глубиной заложения и различными схемами конструкции односводчатых обделок. Отдельно исследовалась проблема обеспечения их водонепроницаемости, как на основе анализа практического опыта строительства в ряде городов бывшего Советского Союза, так и на основе теоретических исследований характера деформации наиболее ответственных узлов конструкций.
Рассматривались варианты конструкций обделок станции метрополитена двух основных групп и двух подгрупп.
К первой группе были отнесены железобетонные односводчатые обделки станции метрополитена, позволявшие по своим габаритным параметрам использовать их для возведения любых сооружений: платформенных участков, вестибюлей и т.д. Здесь анализировались варианты решения пологого свода.
Ко второй группе были отнесены железобетонные обделки станции метрополитена, циркульный свод которых применим только для возведения платформенных участков и двухуровневых блоков служебных помещений, но не позволяет использовать их для вестибюлей.
Отдельно рассматривались нестандартные решения, относившиеся к этим группам, но имевшие ярко выраженные конструкционные особенности некоторых элементов обделки.
Для повышения достоверности результатов сопоставления рассматриваемых вариантов пролет свода в свету, толщина свода в
шелыге, высота свода над уровнем головок рельсов (УГР), а также геологические условия, для всех обделок были приняты одинаковыми.
Подгруппы включали: первая - обделки без
гидроизоляции траншейных стен, вторая - с
гидроизоляцией траншейных стен соответственно. В первом случае
грунтовые воды не рассматривались, а во втором их уровень принимался на 1 м ниже верха конструкционного бетона
траншейных стен.
Поскольку влияние лотка на напряженно-деформированное состояние и материалоемкость обделки в унифицированной и идеализированной для всех вариантов среде является по сравнению со сводом второстепенным, его жесткость и геометрия также принимались одинаковыми.
Материалы этих исследований никогда и нигде не публиковались и использовались нами для усовершенствования уже известных конструкций, а также разработки принципиально новых. В приведенных ниже вариантах конструкционного решения обделок учтены результаты этих исследований и внесены усовершенствования, позволяющие заказчику в каждом случае сделать подходящий выбор и провести оптимизацию принятого варианта для конкретных условий строительства.
Монолитная ж.б.
обделка односводчатой станции метрополитена по Варианту 1 относится к первой группе и первой подгруппе. Ее прототипом является
обделка платформенного участка станции "Площадь Независимости" Минского метрополитена.
Обделка имеет шарнирные примыкания лотка к
траншейным стенам и жесткие с помощью арматурных выпусков - свода.
(чертеж DWF, 15 Kb)
Сборно-монолитная ж.б.
обделка односводчатой станции метрополитена по Варианту 2 относится к тем же первой группе и первой подгруппе. Ее прототипом является унифицированная
обделка станции "Восток" Минского метрополитена.
Обделка имеет шарнирные примыкания к
траншейным стенам, как сборного ж.б. омоноличенного свода, так и монолитного ж.б. лотка. Зазор между пятами крайних блоков свода и
траншейными стенами заполняется цементно-песчаным раствором М200.
(чертеж DWF, 15,6 Kb)
Сборно-монолитная ж.б.
обделка односводчатой станции метрополитена по Варианту 2а является модификацией предыдущего варианта сборно-монолитной ж.б. обделки. Модификация состоит в применении в качестве средних блоков свода ребристых криволинейных плит. Прототипом является унифицированная
обделка станции "Автозаводская" Минского метрополитена.
(чертеж DWF, 16,7 Kb)
Монолитная ж.б.
обделка односводчатой станции метрополитена по Варианту 3 является модификацией Варианта 2 с той лишь разницей, что шарнирно примыкающий к
траншейным стенам свод выполняется в монолитном ж.б. варианте.
(чертеж DWF, 15 Kb)
Сборно-монолитная ж.б.
обделка односводчатой станции метрополитена по Варианту 4 относится ко второй группе и первой подгруппе в разряде нестандартных. Ее прототипом является
обделка платформенного участка станции "Крылатское" Московского метрополитена.
Обделка имеет шарнирные примыкания к
траншейным стенам как монолитного ж.б. лотка, так и сборного ж.б. свода-покрытия, выполненного по схеме "бегущая лань". Такая конструкционная схема позволяет избежать проблем с
гидроизоляцией свода и использовать коридоры над ним для транзита инженерных коммуникаций.
(чертеж DWF, 16 Kb)
Сборно-монолитная ж.б.
обделка односводчатой станции метрополитена по Варианту 5 относится к первой группе и второй подгруппе. Ее прототипами являются обделки платформенного участка станции "Площадь Независимости" и станции "Восток" Минского метрополитена одновременно.
Обделка имеет шарнирные примыкания к
траншейным стенам монолитного ж.б. лотка, жестко объединенного посредством монолитных ж.б. прижимных стен
гидроизоляции со сборным ж.б. омоноличенным сводом, и нижних частей пят свода. Верхние же части свода посредством арматурных выпусков жестко соединены с
траншейными стенами.
(чертеж DWF, 15 Kb)
Сборно-монолитная ж.б.
обделка односводчатой станции метрополитена по Варианту 5а является модификацией Варианта 5 сборно-монолитной ж.б. обделки. Ее прототипами являются обделки платформенного участка станции "Площадь Независимости", станций "Восток" и "Автозаводская" Минского метрополитена одновременно.
(чертеж DWF, 16,7 Kb)
Монолитная ж.б.
обделка односводчатой станции метрополитена по Варианту 6 относится ко второй группе и второй подгруппе. Конструкционная схема обделки этого варианта схожа с Вариантом 5. Ее прототипом является
обделка платформенного участка станции "Молодежная" Минского метрополитена.
(чертеж DWF, 15 Kb)
Монолитная ж.б.
обделка односводчатой станции метрополитена по Варианту 6a является модификацией Варианта 6, выполняется с плоским понизу лотком и предназначается для грунтовых оснований с достаточно высоким коэффициентом упругого отпора.
(чертеж DWF, 15 Kb)
Монолитная ж.б.
обделка односводчатой станции метрополитена по Варианту 6b является модификацией Варианта 6 и предназначена для тупиков (мест отстоя подвижного состава) метрополитена.
(чертеж DWF, 16,5 Kb)
Сборно-монолитная ж.б.
обделка односводчатой станции метрополитена по Варианту 7 относится ко второй группе и второй подгруппе в разряде нестандартных и схожа с обделкой по Варианту 4.
Обделка имеет шарнирные примыкания к
траншейным стенам монолитного ж.б. лотка, жестко объединенного с монолитными ж.б. прижимными стенами
гидроизоляции. На прижимные стены и на
траншейные стены конструкционная схема свода-покрытия - "бегущая лань" опирается шарнирно. Пяты свода выполняются со световыми окнами, позволяющими не только разнообразить архитектурный облик станции, но и удобно обслуживать светильники из коммуникационных проходных коридоров над сводом.
(чертеж DWF, 16 Kb)
Сборно-монолитная ж.б.
обделка односводчатой станции метрополитена по Варианту 7а является модификацией обделки по предыдущему варианту с той лишь разницей, что лоток выполняется понизу плоским и предназначается для грунтовых оснований с достаточно высоким коэффициентом упругого отпора.
(чертеж DWF, 14,5 Kb)
Именно на базе упомянутых исследований и приведенных конструкторских проработок в 1996 году была запроектирована сводчатая
обделка подземной четырехуровневой автостоянки на площади Революции в г. Москве, не имеющая аналогов в мире, а также предложены различные варианты использования пологих сводов для сооружения подземных автостоянок.
(чертеж DWF, 69 Kb)
Монолитная железобетонная
обделка четырехуровневой подземной автостоянки по Варианту 1 выполнена по двухсводчатой схеме с унифицированной геометрией опалубки в каждом пролете и на каждом уровне. Бетонирование двух сводов на каждом из уровней должно производится одновременно стандартными захватками по ширине, кратными удвоенному шагу продольных пилонов.
(чертеж DWF, 18,4 Kb)
Монолитная железобетонная
обделка четырехуровневой подземной автостоянки по Варианту 2 выполнена по односводчатой схеме с унифицированной геометрией опалубки на каждом из уровней и промежуточными колоннами, бетонируемыми одновременно со сводами. Колонны используются не только в качестве несущих опор пологих сводов-оболочек, но и для регулирования напряженно-деформированного состояния сводов за счет контролируемой, синхронной и заранее предусмотренной
осадки подошв колонн в процессе замены снимаемой опалубки на временные подпирающие стойки перед возведением вышележащих сводов.
(чертеж DWF, 17,6 Kb)
Монолитная железобетонная
обделка четырехуровневой подземной автостоянки по Варианту 3 выполнена по схеме двух "бегущих ланей" с использованием в качестве опор стальных труб - неизвлекаемых опалубок. Такая конструкционная схема позволяет достичь симбиоза основных преимуществ колонных трехпролетных и сводчатых однопролетных схем.
(чертеж DWF, 17,3 Kb)
С целью эффективного использования подземного пространства и решения проблем парковки в крупных городах над станциями и тоннелями метрополитенов открытого способа строительства следует размещать подземные автостоянки.
Монолитные железобетонные сводчатые обделки станций метрополитенов, совмещенных с подземными автостоянками, могут быть выполнены на промежуточных станциях
(чертеж DWF, 18,4 Kb) или на пересадочных станциях.
(чертеж DWF, 20,4 Kb)
2. В 1994 году на основе “know-how” Юркевича П.Б. была разработана универсальная прямоугольная цельная секция сборной железобетонной обделки тоннеля открытого способа строительства, описание которой практически неизвестно в России, поскольку публиковалось только в официальном журнале Международной тоннельной ассоциации (ITA) - "Tunneling and Underground Space Technology" (Vol.10, No.3, pp.353-365,1995) на английском языке (статья П. Юркевича "Developments in Segmental Concrete Linings for Subway Tunnels in Belarus").
Область применения универсальной секции: возведение коммунальных и транспортных тоннелей открытым способом, в том числе тоннелей метрополитенов, на прямолинейных и любых криволинейных участках трасс.
Универсальность прямоугольной цельной секции обеспечивается симметричностью наклона торцевых поверхностей в двух плоскостях относительно секущей плоскости. Это обстоятельство позволяет вращать прямоугольную цельную секцию относительно своей продольной оси, а также вертикальной и горизонтальной осей на 180 °.
Универсальная секция формируется шестью плоскостями: четырьмя перпендикулярными друг другу, образующими внешнюю ее поверхность и двумя наклонными - торцевыми. Для упрощения понимания принципов образования формы универсальной секции, все четыре внешние ее поверхности выкрашены в разные цвета, а наклон торцевых плоскостей искусственно завышен.
Геометрические размеры секции рассчитываются в зависимости от необходимого внутреннего габарита, а также принимаемых минимальных радиусов горизонтальной и вертикальной кривых трассы тоннеля.
На прямолинейном участке трассы каждая последующая секция монтируется с разворотом на 180° по отношению к предыдущей вокруг вертикальной и горизонтальной осей тоннеля одновременно.
См. центральный фрагмент тоннеля на поясняющей иллюстрации.
При повороте трассы влево на горизонтальной кривой минимального радиуса каждая последующая секция монтируется с разворотом на 180° по отношению к предыдущей вокруг горизонтальной оси тоннеля и с левосторонней радиальной ориентацией наклонных торцевых плоскостей секций одновременно.
См. левый фрагмент тоннеля на поясняющей иллюстрации.
При повороте трассы вправо на горизонтальной кривой минимального радиуса каждая последующая секция монтируется с разворотом на 180° по отношению к предыдущей вокруг горизонтальной оси тоннеля и с правосторонней радиальной ориентацией наклонных торцевых плоскостей секций одновременно.
См. правый фрагмент тоннеля на поясняющей иллюстрации.
При подъеме трассы на вертикальной кривой минимального радиуса каждая последующая секция монтируется с разворотом на 180° по отношению к предыдущей вокруг вертикальной оси тоннеля и с верхней радиальной ориентацией наклонных торцевых плоскостей секций.
См. левый фрагмент тоннеля на поясняющей иллюстрации.
При спуске трассы на вертикальной кривой минимального радиуса каждая последующая секция монтируется с разворотом на 180° по отношению к предыдущей вокруг вертикальной оси тоннеля и с нижней радиальной ориентацией наклонных торцевых плоскостей секций.
См. правый фрагмент тоннеля на поясняющей иллюстрации.
Чередованием секций, устанавливаемых по принципам формирования прямолинейных и криволинейных участков трассы, можно вписаться в кривые любого радиуса - большего, чем минимальный.
Отличительной особенностью обделки тоннеля из универсальных прямоугольных цельных секций является полное отсутствие вертикальных стыков, что обеспечивает высокую пространственную жесткость системы, включение в работу сил трения по наклонным торцевым поверхностям.
С учетом совместности работы смежных секций
армирование может быть унифицировано также. При необходимости, в единой опалубочной форме изготавливаются изделия двух модификаций по
армированию, учитывающие различия в напряженном состоянии покрытия и лотка.
Важным достоинством обделки является контролируемая постоянная величина стыковых зазоров, позволяющая применить преднапряженные болтовыми (винтовыми) соединениями стыки секций с резиновым уплотнением.
