Majdel' Roman Geral'dovich 2016 (Капитальный ремонт бесстыкового пути на участке Уссурийской дистанции пути), страница 19

- угол между касательной к основанию отсека и горизонталью.

Найдем силу трения, действующая по поверхности смещения грунта, по формуле (5.3):

, (5.3);

Разложив силу Е_п (рисунок 5.4) на две составляющие силы Т_Е направление вдоль откоса к анкеру и воспринимаемую анкером, и силу N_E , направленную перпендикулярно к поверхности откоса, можно сделать вывод, что вес пригруза Q_n должен быть таким, чтобы его составляющая N_n уравновеши­вала силу N_E , то есть N_n = N_E , a Q_n = N_n cosα . Здесь α - угол наклона от­коса к горизонту.

Сила передающаяся на каждый анкер, определяется по формуле:

, (5.4);

Расчет анкера выполняется в зависимости от его вида (свайный или блочный) по соответствующей методике.

5.6 Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента.

Этот расчет является одним из самых важных при проектировании противооползневых конструкций.

Исходные данные:

Длина оползневого участка L = 100м;

Оползневое давление = 115,14Кн;

для грунта ниже поверхности смещения (в пределах заделки сваи) φ = ;c = 34 кПа; γ = 19,7.

На рисунке 5.5 представлена расчетная схема для определения заглубления свай.

Рисунок 5.5 Расчетная схема для определения заглубления свай.

;

;

;

;

;

;

.

Прежде чем приступить к расчету железобетонной сваи на прочность при изгибе, следует определить оползневое давление, которое будет действовать на одну сваю :

, (5.5);

где b – расстояние между сваями.

Принимаю заглубление свай в устойчивый грунт величиной = 5м.

Приведенная глубина заложения сваи определяется как:

, (5.6);

где - коэффициент деформации = 0,73 .

Сопротивление грунта при действии на него горизонтального давления, определяется по формуле:

, (5.7);

где φ и c – угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта заделки сваи;

γ = удельный вес грунта;

z – действительная глубина расположения сечения сваи в грунте, соответственно отсчитываемые от подошвы ростверка;

- приведенная глубина расположения сечения сваи в грунте, при на глубине .

Определим приведенную глубину расположения сечения сваи в грунте, при , по формуле:

, (5.8);

.

Найдем сопротивление грунта при действии на него горизонтального давления:

.

Горизонтальное перемещение (м), и угол поворота (рад), следует определять по формулам:

, (5.9);

, (5.10);

где и – начальные усилия, действующие на каждую сваю, соответственно перерезывающая сила и изгибающий момент;

- горизонтальное перемещение сечения от силы , ;

- горизонтальное перемещение сечения от момента , ;

- угол поворота сечения от силы , ;

- угол поворота сечения от момента, ;

Перемещения , , , определяются как:

, (5.11);

, (5.12);

, (5.13);

где , , безразмерные коэффициенты;

модуль упругости материала сваи, (для бетона класса В25 МПа);

момент инерции поперечного сечения сваи.

= ,

,

,

.

Расчетное давление (кПа) на грунт возникающее на глубине z, а также расчетный изгибающий момент (кНм), поперечную силу (кН), действующие на глубине z в сечении сваи, следует определять по формулам:

, (5.14);

, (5.15);

, (5.16);

где , , , , значения функции влияния, определяемые в зависимости от приведенной глубины .

.

Условие прочности грунта при действии на него горизонтального давления от сваи:

, (5.17);

127,71 кПа≤147,45 кПа - Условие выполняется.

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

.

Определяем армирование сваи, для чего произведем расчет прочности материала сваи на действие изгибающего момента и на срез перерезывающей силой , а так же на возможность образования и раскрытия трещин.

Принимаем армирование в первой попытке в растянутой зоне 4Ø25 мм и в сжатой зоне 2Ø12 мм, арматура класса А-II, .

Расчет ж/б сваи на действие поперечной (перерезывающей) силы сводится к проверке обеспечения прочности сваи по наклонному сечению из следующего условия:

, (5.18);

где расчетное сопротивление бетона сваи осевому сжатию, МПа, в зависимости от класса бетона;

коэффициент, учитывающий влияние хомутов, нормальных к оси элемента, и определяемый по формуле:

, (5.19);

(5.20);

где - площадь поперечного сечения хомутов, попадающих в плоскость среза сваи 2Ø8 мм.

, (5.21);

где отношение модулей упругости арматуры и бетона.

, (5.22);

где - коэффициент равный для тяжелого бетона;

Размеры и представлены на рисунке 5.6

Рисунок 5.6 Поперечное сечение сваи.

Условные обозначения на рисунке 5.6:

х – высота сжатой зоны, м;

a и –толщины защитных слоев бетона соответственно в растянутой и сжатой зонах;

h₀ – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до наиболее сжатой грани бетона.

,

,

,

,37 кН≤ 0,3 1,035 0,87 (13 10³) 0,35 0,31=368 кН.

Условие на срез сваи удовлетворяется с достаточным запасом.

Для проверки прочности сваи на действие изгибающего момента сначала определим высоту сжатой зоны бетона х по формуле:

, (5.23);

где расчетное сопротивление арматуры растяжению (для арматуры класса А-II, ), МПа. и площади арматуры в сечении сваи соответственно растянутой и сжатой, м².

Высота сжатой зоны бетона при расчете на прочность при изгибе элемента должна удовлетворять условию:

, (5.24);

где относительная высота сжатой зоны бетона, при которой предельное состояние сваи наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению .Значения приведены в таблице 5.15

Таблица 5.15 Значения относительной высоты сжатой зоны бетона .

предельное состояние сечения сваи не наступает.

Выполним проверку прочности сечения сваи:

, (5.25);

М>109,9 кН м

Условие прочности сваи на действие изгибающего момента не выполняется.

Увеличим площадь сечения арматуры в растянутой зоне сваи.

Принимаем арматуру класса А-II 4Ø28 мм, A_s=24,63 м² и выполним проверку условия:

,

предельное состояние сечения сваи не наступает.

М>133 кН м

Условие прочности сваи на действие изгибающего момента не удовлетворяется.

Принимаем арматуру класса А-III 4Ø28 мм,R_s=R_SC=365 м², бетон класса В30, R_A=15,51 м².

Тогда:

,

- проверка условия предельного состояния сечения сваи.

,

,

Предельное состояние сечения сваи не наступает.

М=164 кН м

М=164 кН м <168 кН м

Условие прочности сваи на действие изгибающего момента выполняется.

Проверяем необходимость расчета по раскрытию трещин в растянутой зоне сваи по условию:

(5.26);

где - коэффициент армирования;

при арматуре А-III и d=28-40мм.

Расчет на раскрытие трещин не требуется.

Окончательно принимаем сваи длиной: 5 м + 0,22 м = 5,22 м, поперечного сечения 35х35 см, бетон класса В30, арматуру класса А-III, в растянутой зоне 4Ø28 мм и сжатой - 2Ø12 мм.

6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

6.1 Обеспечение безопасных условий труда при работе путеукладочного крана.

6.1.1 Меры безопасности при строповке элементов ВСП.

Реконструкция участка начинается с выезда к месту работ и ограждения места производства работ, и соответственно к ним предъявляются определенные требования.

При доставке к месту проведения работы электропоездом, дизель-поездом, дрезиной или автомобильным транспортом стропальщик должен выполнять требования, установленные Инструкцией по перевозке рабочих железнодорожным и автомобильным транспортом, обслуживанию жилых и служебных вагонов в организациях путевого хозяйства железных дорог Российской Федерации, утвержденной МПС России 30.06.2000 № ЦП-769.

Доставка рабочих к местам производства работ и обратно на открытом подвижном составе запрещается, кроме случаев следования бригад, сопровождающих хозяйственные рабочие поезда на выгрузки на перегоне материалов верхнего строения пути.

До начала работ стропальщик должен в соответствие с [16]:

- надеть исправную спецодежду, спецобувь, защитную каску, застегнуть полы и обшлага рукавов спецодежды на все пуговицы. Поверх спецодежды надеть сигнальный жилет со световозвращающими полосами и надписью со стороны спины, указывающую принадлежность владельца к соответствующему структурному подразделению. Не допускается носить спецодежду расстегнутой и с подвернутыми рукавами;

- получить целевой инструктаж от руководителя работ о плане работ, условиях работы, погодных условиях (тумане, метели, дожде, температуре воздуха и т.д.), задымленности, мерах безопасного производства работ и пропуска поездов.

Непосредственно перед началом работ стропальщик должен проверить в соответствие с [16]: