ГЛАВА

3

Расчет фундамента опоры

3.1. Cбор нагрузок на опору (вдоль оси моста)

Свайный фундамент.

1.Конструирование фундамента.

Назначаем минимальные размеры фундамента. Размеры подошвы опоры:

B₀ = 12,6 м, A₀ = 9,3 м. Плоскость обреза ростверка размещаем на 0,5 м ниже поверхности земли. Конструктивно высоту ростверка назначаем h_р = 1,85м.

Определяем нагрузки в уровне подошвы плиты ростверка.

Постоянные нагрузки

1.Собственный вес устоя включает:

Вес тела устоя составляет:

Вес фундамента составляет:

Общий расчетный вес устоя составляет:

2.Вес пролетного строения с балластным мостовым полотном.

Вес пролетного строения составляет 237тс. Размеры балластной призмы, располагающейся на балках, составляет примерно 3,6 и 0,5м. При коэффициентах надежности для балок и для балласта расчетная постоянная нагрузка на устой от пролетного строения будет равна:

3. Расчетные горизонтальные нагрузки от давления грунта.

где - коэффициент надежности

- удельный вес грунта

Ординаты эпюры (см. рис. 2):

Горизонтальные силы от давления грунта прикладываются в центрах тяжести эпюр и определяются как площади участков эпюры:

Временные нагрузки

1. Горизонтальное давление грунта на устой от подвижного состава.

Для однопутного устоя железнодорожного моста составляющие горизонтального давления грунта на устой определяются по формулам

Рис.1

Где - интенсивность временной вертикальной нагрузки , распределенной на длину шпалы (2,7м);

- длина загружения призмы обрушения, принимаемая равной половине высоты от подошвы шпал до рассматриваемого сечения устоя;

h1- высота слоя грунта, в пределах которого площадь давления грунта на опору имеет переменную ширину, м;

h- высота слоя засыпки от подошвы рельса до рассматриваемого сечения устоя;

b- ширина однопутного устоя, м.

- плечи сил относительно рассматриваемого сечения опоры, определяемые по формулам

Где

2. Вертикальное давление на устой от подвижного состава, загружающего пролет.

Где

3. Вертикальное давление на устой от подвижного состава, загружающего непосредственно устой.

- класс нагрузки;

- длина устоя;

-коэффициент надежности.

4. Расчетная тормозная сила от временной нагрузки на пролетном строении.

где

На основе ранее определенных нагрузок найдем значения усилий в уровне подошвы фундамента:

Вертикальные усилия с учетом коэффициентов сочетаний ;

То же горизонтальные усилия;

Момент сил относительно точки А (см. рис.2) по первой схеме загружения:

Момент сил относительно точки А (см. рис.3) по второй схеме загружения:

Момент сил относительно точки А (см. рис.4) по третей схеме загружения:

По конструктивным соображениям в качестве основания принимаем 6 буронабивных столбов d = 1,5м с уширением в основании до 2,65м длиной 17,45м. Грунтовые условия приведены на схеме. Класс бетона В30. Головы столбов заделываем в ростверк на 1,0м, низ столбов находится на отметке 4,53м.

Таким образом, расчетная нагрузка на один столб без учета собственного веса столба составит:

где - расчетная сжимающая нагрузка

- расчетный изгибающий момент

- расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется нагрузка

- расстояния от главных осей до оси каждой сваи

- число свай в фундаменте

Расчетная нагрузка на один столб составит:

где - вес столба

Определяем несущую способность сваи по грунту по формуле:

, где

- коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1.

R – расчетное сопротивление грунта под концом сваи, тс/ м².

u – наружный периметр поперечного сечения сваи.

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи, тс/ м².

h_i – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м.

, - коэффициенты условий работы грунта соответственно под концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие способ погружения сваи.

A – площадь опирания сваи на грунт, м².

Несущая способность по материалу не определяется, поскольку очевидно, что она превышает несущую способность по грунту.

где Р – расчетная нагрузка передаваемая на сваю;

γ_к – коэффициент надежности равный 1,4 так как несущая способность свай определена расчетом.