3.4. Определение нагрузки от льда на промежуточную опору моста.

Место строительства мостового перехода – Московская область, IIклиматический район. Предел прочности льда на раздроблениеR_z1=441 кПа при наивысшем уровне ледохода (соответствует уровню УВВ). Предел прочности льда на изгиб R_m1 - 70% соответствующих значений прочности льда на раздробление. Итак, для II климатического района определим нормативные величины прочности льда на раздробление R_znипредел прочности льда на изгиб R_mт:

R_zn=K_nR_z1= 1.25x441 = 551.25кПа,

здесь K_n-климатический коэффициент для данного района страны, K_n=1,25 (по табл. 1 приложения 10* СНиПа 2.05.03-84*).

R_mn= 0.7R_zn= 0.7x551.25 = 385.88кПа

Максимальная за зимний период толщина льда обеспеченностью 1% составляет t=1,5м. Равнодействующая ледовой нагрузки прикладывается в точке, расположенной ниже расчетного уровня воды на 0,3t=0.3x1.5 = 0.45м.

Определим нагрузку от движущихся ледяных полей на промежуточную опору:

• при прорезании опорой льда F₁=ψ₁R_znbt= 1,0х551,25х1,15х1,5 = 760.725кН

• при остановке ледяного поля опорой кН,

здесь ψ₁,ψ₂ -коэффициенты формы, определяемые по табл.2 приложения 10 СНиП2.05.03-84*, ψ₁= 1,0 (для прямоугольной в плане опоры),ψ₂= 2,7; b – ширина опоры на уровне действия льда, м b=1.15м; v - скорость движения ледяного поля, м/с, v=0.5м/с; А - площадь ледяного поля, м². При отсутствии натурных данных площадь ледяного поля допускается принимать А = 1,75l² = 1.75x33² = 1905.75м²

Т.о. для дальнейшего расчета принимаем нормативную нагрузку от воздействия льда F_л^н=F₁ = 760.72кН, как наименьшую (п.3 прилож.10 СНиП 2.05.03-84*)

Расчетная нагрузка F_л^р= F_л^н γ_f = 760.72х1,2 = 912.86кН,

здесь γ_f– коэффициент надежности по нагрузке,γ_f= 1,2 (табл. 17* СНиПа 2.05.03-84*).

Нормативный изгибающиймомент от воздействия льда на промежуточную опору относительно подошвы фундамента составляет:

М_н^л= F_л^нх(А-0,3t-В) =760.72x(0,8-0,45-(-3,55)) = 2966.81 кНм;

Расчетный изгибающиймомент М_р^л =F_л^рх(А-0,3t-В) =912.86х3.9 = 3560.15кНм

3.5. Общая нагрузка в уровне подошвы фундамента.

Общая нагрузка в уровне подошвы фундамента промежуточной опоры сведена в табл.3.2. Расчетная схема представлена на рис.3.2

Таблица 3.2

Общая нагрузка на промежуточную опору в уровне подошвы фундамента

№п/п	Наименование нагрузки	Нормативное значение	Расчетное значение
1	Изгибающий момент Мx, кНм	2109.33	2534.74
2	Изгибающий момент Мy, кНм	3929,66	4733,21
3	Вертикальная нагрузка на опору на естественном основании Gобщ, кН	6915.18	7937.38
4	Вертикальная нагрузка на опору на свайном основании Gобщ, кН	7925.8	9049.07

Изгибающий момент М_x:

• Нормативный М_x ^н= М_н^т+ М^н_вет,пр= 2091.75 + 17.58 = 2109.33 кНм;

• Расчетный М_x ^р= М_н^р+ М^р_вет,пр= 2510.14 + 24.60 = 2534.74кНм

Изгибающий момент М_y:

• Нормативный М_y ^н= М^н_{вет,поп}+ М_н^л= 87,97 + 3841,69 = 3929,66кНм;

• Расчетный М_y ^р= М^р_{вет,поп}+ М_р^л = 123,17 +4610,04 = 4733,21кНм

Рис.3.2. Расчетная схема промежуточной опоры. Вид А,Б.

3. Расчет фундамента промежуточной опоры на естественном основании

4. Расчет фундамента на свайном основании

2.1. Проверка несущей способности по грунту фундамента из свай как условного фундамента мелкого заложения

Условный фундамент принимается в форме прямоугольного параллелепипеда. Его размеры для свайного фундамента с заглубленным в грунт ростверком определяем по рис.1.

Приведенное на рис. 1 среднее значение расчетных углов трения грунтов , прорезанных сваями определяется по формуле

где расчетный угол внутреннего тренияго слоя грунта, расположенного в пределах глубины погружения свай в грунт;

толщина этого слоя, м;

глубина погружения свай в грунт от расчетной поверхности грунта, м;

Несущая способность основания условного фундамента проверяется согласно п.7.8*, при этом подлежащие проверке среднее давление на грунт _ср, кПа, и максимальное, кПа, давления на грунт в сечении 3-4 по подошве условного фундамента (см. рис.2) определяется по формулам:

гденормальная составляющая давления условного фундамента на грунт основания, кН, определяемая с учетом веса грунтового массива 1-2-3-4 вместе с заключенными в нем ростверком и сваями;

N_р+G_гр^р=3633,83+25487.76=29121.59кН;

где G_гр^р– расчетная нагрузка от собственного веса грунтового массива 1-2-3-4.G_гр^р=V_грх γ_грх γ_f= 931.06х18,25х1,5 = 18691.03кН,

где V_гр– объем грунта, м³.V_гр=V_1-2-3-4-V_фунд= 1160.26 - 229.2 = 931.06 м³,

где V_1-2-3-4– объем массива 1-2-3-4, м³.V_1-2-3-4= 3,86х12,14х24.76 = 1160.26м³;

V_фунд– объем фундамента анкерной опоры, м³.V_фунд= (G₂^н+G₃^н)/ γ_ж/б= (4995,0+735,0)/25 = 229.2 м³;

соответственно горизонтальная составляющая внешней нагрузки, кН, и ее момент относительно главной оси горизонтального сечения условного фундамента в уровне расчетной поверхности грунта, кН·м, принимаемой по указаниям п.7.10.F_h= 1047.98кНм;M_c= 2619.95кНм;

глубина заложения условного фундамента по отношению к расчетной поверхности грунта, м (см. рис.2);

размеры в плане условного фундамента в направлении, параллельном плоскости действия нагрузки и перпендикулярном ей, м.a_c= 3.86м;b_c= 24.76м;

коэффициент пропорциональности, определяющий нарастание с глубиной коэффициента постели грунта, расположенного выше подошвы фундамента, и принимаемый по приложению 25* СНиП 2.05.03-84*.k=4900.5кН/м⁴;

коэффициент постели грунта в уровне подошвы условного фундамента, кН/м, определяемый по формуле:

при >10 м (d₁=12.14м) с_b=k= 10x4900.5 = 49005кН/м;

Рис.2. Условный свайный фундамент с ростверком, заглубленным

в грунт при угле наклона свай более