Эпюра Pz

Рис. 3. Эпюры Мz,Qz,Pzпо длине несущего

элемента при свободном его конце

2.9. Условия прочности, устойчивости и деформативности, которым должен удовлетворять запроектированный фундамент

При проектировании фундамента необходимо удовлетворить рассмотренным ниже условиям с учетом сочетаний нагрузок (действующих вдоль и поперек оси моста), которые могут повлиять на размеры фундамента и количество несущих элементов. Хотя бы одно из условий от невыгодного сочетания нагрузок должно удовлетворяться без излишних запасов.

2.9.1. Проверка несущей способности сваи или столба по сопротивлению грунта

Необходимо оценить степень использования несущей способности наиболее нагруженного элемента фундамента, %:

Вдоль оси моста:

N_max=831,57≤861,27=Р_Г’ (Условие выполняется);

Условие выполняется с недогрузом 3,45%.

Поперек оси моста:

N_max=767,55≤861,27=Р_Г’ (Условие выполняется);

Условие выполняется с недогрузом 10,88 %.

2.9.2. Проверка несущей способности и трещиностойкости материала ствола сваи или столба

Прочность и трещиностойкость железобетонных свай и столбов по материалу ствола оценивают, сравнивая действующий в сечении момент с наибольшим, воспринимаемым сечением при данном значении(расчетным сопротивлением сечения сваи по моменту):

,

где η – коэффициент, учитывающий увеличение начального ксцентриситета продольного усилия за счет прогиба сжато-изогнутого элемента и определяемый по формуле

,

где - условная критическая сила, определяемая для бетонных элементов по формуле

,

где - модуль упругости бетона, зависящий от его класса,МПа;

- момент инерции площади сечения бетона, определяется без учета трещин в бетоне, ;

- коэффициент, учитывающий влияние на прогиб длительного действия нагрузки, предварительного напряжения арматуры, ;.

Значение коэффициента следует принимать равным, где. Здесь- наибольший изгибающий момент в несущем элементе (в опасном сечении);- продольная сила в том же сечении,кН,кН.принимается большее абсолютное значение момента в голове элемента или по его длине в грунте,кНм.

;

;

;

Значение коэффициента должно быть не менее определяемого по формуле

где - расчетная длина элемента;

;

- расчетное сопротивление бетона, МПа, [3]

Расчетную длину несущего элемента на продольный изгиб для фундаментов только с вертикальными несущими элементами определяют по формуле

;

7876,361

;

;1,23000

;55,960

;

;

;

.

Принимаю армирование 12ø25, (Рис 4).

Рис. 4. График прочности для сваи 40х40

3. Оценка устойчивости грунта у боковой поверхности

несущего элемента

Эта проверка сводится к выполнению условия

,

где - давление на грунт боковой поверхностью сваи или столба на глубинеzот уровня местного размыва,,определяется согласно п. 2.8;и- коэффициенты для промежуточных опор мостов с безраспорными пролетными строениями и многорядным расположением несущих элементов, принимаются равными единице;- интенсивность разности пассивного и активного давления грунта, кПа.

Приусловие проверяет для глубин.

Давление определяют по формуле, полученной по теории предельного напряженного состояния грунтов:

,

где- удельный вес грунта в пределах глубиныz, ;и- расчетные значения угла внутреннего трения и сцепления грунта на глубинеz, ,;- коэффициент, равный 0,6.

;

;

.

2.9.4. Проверка напряжений в грунте по подошве условного фундамента

Напряжение в нескальном грунте по подошве условного фундамента (см рис. 3), к которому приводится свайный или столбчатый фундамент, должны удовлетворять условиям:

;

,

где и- среднее и максимальное напряжения по подошве условного фундамента, кПа;

- расчетное сопротивление грунта на уровне нижних концов свай при ширине фундамента ,;

- коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,4;

- коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,2 при учете помимо постоянной и подвижной вертикальной нагрузок еще и других временных нагрузок.

; ;

;

м;

м;

;

;

;

;

кН;

(Условие выполняется)

,

где ,- соответственно горизонтальная составляющая внешней нагрузки,кН, и её момент относительно главной оси горизонтального сечения условного фундамента в уровне расчетной поверхности грунта, кНм;

- глубина заложения условного фундамента по отношению к расчетной поверхности грунта, кНм;

, - размеры в плане условного фундамента в направлении, параллельном плоскости действия нагрузки и перпендикулярном ей,м;

k – коэффициент пропорциональности, определяющий нарастание с глубиной коэффициента постели грунта, расположенного выше подошвы фундамента, и принимаемый по табл. 11 [11], k=4156,08кН/м.

- коэффициент постели грунта в уровне подошвы условного фундамента, кН/м.

кН;

.

2.9.5. Оценка деформативности фундамента в горизонтальном направлении

Деформативность фундаментов опор мостов оценивают по назначению горизонтального смещения верха опоры как вдоль, так и поперек оси моста от нормативных нагрузок;определяют через перемещения ростверка по формуле

,

где uи w– горизонтальное перемещение и угол поворота ростверка, определяются по данным п.2.7; - расстояние от подошвы ростверка до верха опоры,;- высота опоры (см рис. 1),=20,5м;

м.

м.