§ 83. ЩИТЫ СРЕДНИХ И БОЛЬШИХ ДИАМЕТРОВ (ч. 2)
Оболочка щита (рис. 291) представляет также сборную конструкцию, составляемую из лекальных стальных листов, соединенных накладками. В однослойной оболочке (рис. 291, а) такие листы крепят на болтах и винтах только к опорному кольцу. В многослойной оболочке (рис. 291, б) к опорному кольцу крепят весь пакет листов, а к ножевому — только наружный слой. Это объясняется тем, что образующийся продольный ступенчатый стык улучшает работу несущей конструкции щита.
Элементы многослойной оболочки изготовляют прокатом и вальцеванием отдельных листов с последующей точечной электросваркой их в пакеты, что требует высокой точности выполнения всех заводских операций. Все стыки пакетов листов делают вразбежку с учетом последовательности монтажных работ в подземных условиях. Скрепление таких элементов между собой через накладки осуществляют при помощи винтов с потайной головкой, обращенной внутрь щита, что обеспечивает возможность его демонтажа.
Перегородки щита (рис. 292) имеют различное конструктивное назначение. Горизонтальные перегородки 2 выполняют роль затяжек несущей конструкции. Эти ответственные элементы крепят к ребрам жесткости при помощи точеных двухсрезных болтов. Перегородки щита изготовляют из стальных листов толщиной 18—20 мм с минимальным количеством стыков, размещаемых вразбежку.
Вертикальные перегородки 1 выполняют роль распорок несущей конструкции и упоров для крепления забоя. Каждая вертикальная перегородка состоит по длине из отдельных монтажных элементов, число которых равно числу ярусов щита. Толщина стальных листов, из которых состоит перегородка, 18—20 мм. В пределах ножевого кольца все перегородки трехслойные, а в пределах опорного кольца — одно- или двухслойные. Такое конструктивное решение объясняется повышенной ролью перегородок ножевой части кольца, непосредственно воспринимающих лобовое сопротивление при передвижках щита.
Трехслойные элементы перегородок выполняют в заводских условиях в виде пакетов, усиленных уголками и швеллерами (см. рис. 292). Соединения перегородок и ребер жесткости несущей конструкции обеспечивают возможность монтажа в стесненных условиях и включения перегородок в работу. Взаимное скрепление готовых элементов перегородок осуществляют на монтажных болтах. В листах горизонтальных перегородок предусматривают отверстия для пропуска гидравлических труб и желобов, для спуска породы.
Выдвижные платформы (см. рис. 287) представляют собой листы, усиленные с двух сторон уголками. Уголки входят в направляющие, жестко соединенные с горизонтальными перегородками. С передней частью каждого листа скреплен швеллер, являющийся упором для одного или двух платформенных домкратов. Этот упор служит также для крепления породы в забое, поэтому он дополнительно усилен ребрами жесткости.
Платформы выдвигаются домкратами постепенно, по мере разработки породы перед щитом на ширину кольца обделки. Благодаря наличию выдвижных платформ в процессе проходки поддерживается непрерывный контакт с забоем и обеспечивается полная независимость работ в отдельных ярусах щита.
Выдвижные платформы предусматривают на всех горизонтальных перегородках в пределах каждой рабочей ячейки. При этом каждую широкую платформу средних ячеек во избежание перекосов перемещают двумя домкратами, а платформу боковых ячеек — одним домкратом.
За расчетную нагрузку на платформу принимают вес 2 чел. с инструментом и вес породы объемом до 0,5 м3.
Защитные листы помещают по всему внутреннему контуру несущей конструкции или только в нижних ячейках для облегчения работы щита методом врезания и для предохранения щитовых домкратов.
Принцип расчета. Несущая конструкция щита работает в условиях тяжелого режима под воздействием горного давления и непредвиденных динамических усилий, возникающих при перекосах щита. Поэтому в качестве расчетной принимают так называемую аварийную нагрузку, определяемую весом столба породы (высотой не более 50 м). Эту нагрузку распределяют равномерно по горизонтальной проекции щита (включая оболочку) на совместно работающие ножевое и опорное кольца.
Соединение перегородок с кольцевой конструкцией рассматривается как шарнирное. В расчет включаются только горизонтальные перегородки, работающие на растяжение; вертикальные ставят конструктивно.
Щит рассчитывают как плоскую систему методами строительной механики с использованием условий симметрии нагрузок и конструкции. Сечения отдельных литых элементов подбирают главным образом исходя из возможности их заводского выполнения (толщина элементов должна быть не менее 20 мм). Это приводит в ряде случаев к недостаточному использованию материала, но должно рассматриваться как компенсация неучтенных воздействий.