ДИПЛОМ ЧИСТОВАЯ (Проект капитального ремонта (реконструкции) моста на 107 км пк 4 линии Барановский - Хасан ДВ ж.д), страница 7

Рисунок 4.1. Расчетные схемы: а) для расчетов по среднему давлению; б) для расчетов по максимальному давлению; в) 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)

Грунты в основании фундамента – песок с галькой с расчетным сопротивлением определяемым по формуле [7]:

(4.1)

где – условное сопротивление грунта основания;

– ширина (меньшая сторона) подошвы фундамента, м;

– осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента вычисленное без учета взвешивающего действия воды; допускается принимать ;

- коэффициенты, принимаемые по [7];

– глубина заложения фундамента, м;

Расчетные сечения для определения геометрических параметров приведены на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 – Расчетные сечения устоя

Расчетное сопротивление тела опоры определяется по [7] в зависимости от года постройки моста, ; с учетом климатического коэффициента [7], испытаний мостоиспытальной станции зафиксировано уменьшение прочности бутобетона на 20% и коэффициента ненадежности , расчетное сопротивление

По подошве фундамента:

Площадь сечения ;

Расстояние до наиболее удаленного волокна сечения

Момент сопротивления относительно оси «х» ;

Момент сопротивления относительно оси «1» ;

Момент инерции относительно оси «х» ;

Момент инерции относительно оси «1» ;

Радиусы ядра сечения , ;

По обрезу фундамента:

Площадь сечения ;

Расстояние до наиболее удаленного волокна сечения

Момент сопротивления относительно оси «х» ;

Момент сопротивления относительно оси «1» ;

Момент инерции относительно оси «х» ;

Момент инерции относительно оси «1» ;

Радиусы ядра сечения , ;

1. Расчет береговой опоры по среднему давлению в сечении по подошве фундамента

Допускаемая временная нагрузка определяется по формуле [7]:

(4.2)

где – коэффициент условий работы [7];

– коэффициент надежности по назначению [7];

– расчетное сопротивление, кПа;

– рабочая площадь поперечного сечения, ;

– вертикальные усилия от постоянных нагрузок;

- доля вертикальной нагрузки от подвижного состава, передающаяся на однопутную опору [7];

– коэффициент к временным нагрузкам [7]

- площадь линии влияния от вертикальных временных нагрузок;

Сумму вертикальных сил от постоянных нагрузок вычисляют по формуле[7]:

(4.3)

Сумму площадей линий влияния от вертикальной временной нагрузки определяют по формуле[7]:

(4.4)

1. 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 [7];

– коэффициент надежности по назначению [4];

1. 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 4.1). Допускаемая временная нагрузка на береговую опору по максимальному давлению определяется по формуле[7]:

(4.5)

где – момент сопротивления для наиболее нагруженной грани;

– радиус ядра сечения;

– коэффициент сочетания временных нагрузок [7];

– 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[7]:

(4.6)

где - равнодействующая и плечо горизонтального давления от собственного веса грунта, примыкающей к насыпи береговой опоре, определяемая по [7];

– продольная ветровая нагрузка на пролетное строение и плечо ее действия, подсчитываемые [7;

- коэффициенты надежности по соответствующим нагрузкам, принимаемые по [7];

– коэффициент распределения продольного усилия между опорными частями пролетного строения, определяемый по [7];

– коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый по [7];

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[7]:

(4.7)

где – нормативный удельный вес грунта;

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

- коэффициент нормативного бокового давления грунта засыпки береговых опор, определяемый по формуле [7]:

(4.8)

– нормативное значение угла внутреннего трения грунта;

– ширина фундамента;

Плечо равнодействующей давления слоя от нижней поверхности рассматриваемого слоя, определяется [7]:

, (4.9)

Поперечная ветровая нагрузка на пролетное строение , составляет[7]:

(4.10)

Горизонтальное усилие от продольной ветровой нагрузки, действующей на пролетное строение, передается на опоре в уровне центра опорных частей [7], поэтому плечо действия этой нагрузки .

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

Горизонтальное (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[7]:

(4.11)

где – коэффициент нормативного горизонтального (бокового) давления грунта засыпки, определяемый по [7];

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

- ширина однопутной береговой опоры, м;

– коэффициент определяемы по [7].

Плечо силы:

Плечо силы:

Сумма площадей линии влияния моментов от временных нагрузок определяется по формуле[7]:

(4.12)

По обрезу фундамента:

1. 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 [7]:

, (4.13)

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 [7].

Эксцентриситет больше 1, необходимо откорректировать допускаемую нагрузку по максимальному давлению по подошве фундамента. Определяем длину сжатой части сечения по формуле[7]:

(4.14)

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 [7]:

(4.15)

где – коэффициент условий работы, принимаемый по [7] для не скальных грунтов;