ПЗ-ДИПЛОМ ЧУРИЛОВ (Проект капитального ремонта моста на 8272 км ДВ ж.д), страница 7

4.3 Расчет береговой опоры по среднему давлению в

сечении по обрезу фундамента

В формуле определения допускаемой временной нагрузки применительно к расчету по обрезу фундамента принимается:

– коэффициент условий работы (таблица 2.1 [4], );

– коэффициент надежности по назначению (п. 3.18 [4] );

4.4 Расчет береговой опоры по максимальному давлению в

сечении по подошве фундамента

Максимальное давление определяется по наиболее загруженной грани устоя. Для передней грани оно возникает при загружении временной нагрузкой пролетного строения самого устоя и призмы обрушения (рисунок 23). Допускаемая временная нагрузка на береговую опору по максимальному давлению определяется по формуле[4]:

(67)

где – момент сопротивления для наиболее нагруженной грани;

– радиус ядра сечения;

– коэффициент сочетания временных нагрузок (табл. 3.4 [4]);

– момент в сечении от постоянных нагрузок;

В этой формуле плечи нормальных сил для определения моментов от временной и постоянных нагрузок определяются относительно оси, проходящей через центр тяжести рассчитываемого сечения.

Сумму моментов сил от постоянных нагрузок вычисляют по формуле[4]:

(68)

где - равнодействующая и плечо горизонтального давления от собственного веса грунта, примыкающей к насыпи береговой опоре, определяемая по приложению 9 [4];

– продольная ветровая нагрузка на пролетное строение и плечо ее действия, подсчитываемые по приложению 11 [4];

- коэффициенты надежности по соответствующим нагрузкам, принимаемые по таблице 3.3 [4];

– коэффициент распределения продольного усилия между опорными частями пролетного строения, определяемый по п.3.7[4];

– коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый по п. 3.23 и таблице 3.4 [4];

Рисунок 23 – Схема загружения береговой опоры для расчета по максимальному давлению:1 – эпюра горизонтального (бокового) давления на береговую опору от транспортных средств на призме обрушения; 2 – эпюра бокового давления от собственного веса грунта;

Равнодействующую нормативного горизонтального давления на опоры мостов от собственного веса насыпного грунта, а также грунта, лежащего ниже естественной поверхности земли при глубине заложения подошвы фундамента свыше 3 м определяется по формуле[4]:

(69)

где – нормативный удельный вес грунта, ;

– высота засыпки, м, определяемая для береговых относительно уровня подошвы рельсов;

- коэффициент нормативного бокового давления грунта засыпки береговых опор, определяемый по формуле [4]:

– нормативное значение угла внутреннего трения грунта;

– приведенная к удельному весу грунта засыпки общая толщина грунта, м;

– ширина фундамента, принимаемая 2.54, так как средняя ширина проема 4.22 м (рисунок 21);

Плечо равнодействующей давления слоя от нижней поверхности рассматриваемого слоя, определяется [4]:

, (70)

Поперечная ветровая нагрузка на пролетное строение в соответствии с п. 3.12 [3], составляет[4]:

(71)

Горизонтальное усилие от продольной ветровой нагрузки, действующей на пролетное строение, передается на опоре в уровне центра опорных частей (п. 3.14 [4]), поэтому плечо действия этой нагрузки .

Продольная ветровая нагрузка на транспортные средства, находящиеся на мосту, в соответствии СП 35.13330.2011 не учитывается.

оризонтальное (боковое) давление на береговую опору моста от подвижного состава, находящегося на призме обрушения, определяют с учетом распространения нагрузки в грунте ниже подошвы рельсов через шпалы длиной 2.7 м. длину загружения призмы обрушения принимают равной , где h – расстояние от подошвы до рассматриваемого сечения. Площадь вертикальной линии влияния ( ) определяют по формуле[4]:

(72)

где – коэффициент нормативного горизонтального (бокового) давления грунта засыпки, определяемый по п. 3.4 [4];

- высота, в пределах которой площадь давления имеет переменную ширину, м;

- ширина однопутной береговой опоры, м;

– коэффициент определяемы по таблице 1 приложения 11[4];

Плечо силы:

Плечо силы:

Сумма площадей линии влияния моментов от временных нагрузок определяется по формуле[4]:

(73)

По обрезу фундамента:

4.5 Проверка эксцентриситета приложения действующей

нагрузки

Схема загружения береговой опоры по положению равнодействующей та же, что и в расчете по максимальному давлению (рисунок 23). Эксцентриситет вычисляется по общей формуле [4]:

, (74)

где - радиус ядра сечения, определяемый для наименее загруженной грани;

– эквивалентная нагрузка, вычисленная по максимальному давлению (п.4.4);

Если величина вычисленного эксцентриситета окажется больше 1, т.е. равнодействующая выходит за пределы ядра сечения, то допускаемую нагрузку на береговую опору по максимальному давлению следует откорректировать, это значит, что на сжатие работает только часть сечения. В этом случае класс по максимальному давлению необходимо уточнить, пересчитав его с учетом только сжатой части площади поперечного сечения основания [4].

Эксцентриситет больше 1, необходимо откорректировать допускаемую нагрузку по максимальному давлению по подошве фундамента. Определяем длину сжатой части сечения по формуле п.4.3 [4]:

(75)

где – длина сечения в продольном направлении оси моста, м;

– расстояние до центра тяжести сечения, м;

Сжатая площадь сечения:

Ядро сечения сжатой части сечения:

Допускаемая временная нагрузка с учетом эксцентриситета по максимальному давлению по подошве фундамента определяется:

4.6 Расчет береговой опоры на опрокидывание

На опрокидывании загружают береговую опору невыгоднейшим образом, располагая временную нагрузку только на призме обрушения, при этом в соответствии с СП 35.13330.2011 приложение 5, длину загружения призмы обрушения принимают равной половине высоты шпал до рассматриваемого сечения опоры. Линия влияния подвижной нагрузки имеет треугольное очертание вершиной в середине ( ). допускаемая временная нагрузка по опрокидыванию береговой опоры определяется по общей формуле [4]:

(76)

где – коэффициент условий работы, принимаемый по п.3.20[4] равным 0.8 для не скальных грунтов;

- коэффициент надежности по назначению, равный 1.1 по п3.18[4];

- сумма опрокидывающих моментов от постоянных нагрузок;

- сумма удерживающих моментов от постоянных нагрузок;

Рисунок 24 – Расчетная схема загружения береговой опоры для расчета на опрокидывание: 1 – эпюра горизонтального (бокового) давления на береговую опору от транспортных средств на призме обрушения; 2 – эпюра бокового давления от собственного веса грунта; 3 – эпюра отпора грунта засыпки

Сумма опрокидывающих моментов от постоянных нагрузок определяется по формуле [4]:

, (77)

Сумма опрокидывающих моментов от временной нагрузки определяется по формуле [4]:

, (78)

Сумма удерживающих моментов от постоянной нагрузки определяется по формуле []:

, (79)

4.7 Расчет береговой опоры на сдвиг

Схема загружения береговой опоры на сдвиг та же, что и на опрокидывание (рисунок 18). Допускаемая временная нагрузка определяется по формуле [3]:

, (80)

где – коэффициент условий работы, принимаемый 0.9 по п.5.5 [4];

– коэффициент надежности по назначению, принимаемый по п.5.5 [4];

- коэффициент трения по поверхности грунта (п.2.5 [4]);

– горизонтальное боковое давление и ветровая нагрузка, принимаемые по расчету на опрокидывание;

– суммарная площадь линии влияния временной вертикальной нагрузки, приравниваемая к приеденной площади линии влияния горизонтальной (боковой) нагрузки на торец устоя от подвижного состава на призме обрушения, определяемая по формуле[4]:

, (81)

Классификация грузоподъёмности пролетных строений, промежуточных и береговых опор сведены в таблицы 6, 7, 8.