Диссертация (1173101), страница 12
Текст из файла (страница 12)
4.3. Поперечное сечение пролетного строения путепроводаБетонпролетныхИспользованиевстроенийоснованииклассаС4500интегральныхпоустоевASTM-RCтрубчатых[5].свайобусловлено преимуществами, установленными нашими исследованиями посравнению с другими видами стальных свай, применяемыми в зарубежнойпрактике [50].
Сваи имеют прокатный трубчатый профиль в соответствии ссортаментомASTM(S)-A709-50W,рекомендуемомнормамиAASHTO(предел текучести 250 МПа) [51]. Поперечное сечение свай и геометрическиехарактеристики сечения свай приведены на рис. 4.4 и в табл. 4.1.Рис. 4.4. Поперечное сечение свайТаблица 4.1СортаментО508х12.7D(м)5.08E-01tw(м)1.27E-02S(м2)1.97E-02Iyy(м4)5.67E-04В табл. 4.1 обозначено: S – площадь поперечного сечения; Iyy – моментинерции относительно оси У.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com98а)DWDCб)DWDCв)DWDCРис.
4.5. Расчетные модели косого путепровода: а - с интегральнымиустоями; б- с полуинтегральными устоями- стенками; в- тоже со свайнымоснованиемPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com99Приформированиирасчетнойконечно-элементноймоделииспользовали пространственные конечные элементы. В качестве расчетногоинструмента был принят программный комплекс Midas Civil 2011.Работа устоев рассматривалась в линейно-деформируемой среде, авзаимодействие свай с грунтом моделировалось упругими пружинами,жесткость которых назначалась различной вдоль высоты тела устоя и длинысвай в предположении, что за устоями расположен песок, а в основании мягкаяглина мощностью 4 м далее среднезернистый песок.Расчетные модели рассматриваемых схем путепроводов приведены нарис. 4.5. Податливость грунтов характеризуется жесткостью упругих пружин kx,которая изменяется в зависимости от типа грунта насыпи и основания.Сравнение работы приведенных схем путепроводов проводили приучете постоянных нагрузок, временной подвижной нагрузки HL-93 иотрицательного перепада температур равного для условий Ханоя + 16о С.4.1.2.
Анализ полученных результатовРезультаты проведеннных расчетов для перемещений устоя в остромугле и верха свай приведены на нижепредставленных графиках.На рис. 4.6 приняты следующие обозначения:ТК –путепровод синтегральными устоями (см. рис. 4.1); ВТК-1 – тоже с полуинтегральнымиустоями на естественном основании (см. рис. 4.2,а); ВТК-2 – тоже на свайномосновании и с шарнирно-неподвижными опорыми частями на каждом устое(см. рис. 4.2,б); ВТК-3 – путепровод с полуинтегральными устоями иасвайном основании с шарнироно-подвижными и шарнирно-неподвижнымиопорными частями (см. рис. 4.2,б).Изграфиковрис.4.6видно,чтолинейныеперемещенияполуинтегральных устоев на естественном основании при заданных егопараметрах и любой косине меньше, чем интеграорльных устоев почтивдвое.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com100а)б)Рис. 4.6.
Графики максимальных перемещений верха устоя (а) и верха свай(б) при интегральных и полуинтегральных устояхПрименеиие гибкого свайного основания у полуинтегральных устоевведет к увеличению перемещений в уровне проезжей части на 15 и 20% взависимости от способа опирания пролетного строения верха по сравнениюсо случаем применения интегральных устоев и, таким образом, не улучшаетусловий работы путепровода.Работа свай в полуинтегральных устоях существенно отличается от ихработывинтегральныхустоях.Сваивполуинтегральныхустояхдеформируются значительно меньше, чем в интегральных устоях, что видноиз графиков рис. 4.6,б и рис.
4.7.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com101Рис. 4.7. Перемещения свай в интегральных и полуинтегральных устояхС изменением косины пролетного строения деформации стальных свайв полуинтегральных устоях, независимо от способа расположения опорныхчастей изменяются не столь значительно, чем в интегральных устоях.Наибольшие деформации свай в полунтегральных устоях меньше, чем винтегральных устоях и составляют около 60% при косине 45о.На основании полученных результатов можно сделать следующиевыоды:Полуинтегральные устои типичной конструкции, схожей с устоямибалочных путепроволов, целесообразны в косых путепроводах с косиной до45о.Относительноработысвайполуинтегральныеустоинедаютпреимуществ по сравнению с устоями под балочные пролетные строения.Однако облегчается работы тела устоя на действие давления грунта, т.к.значительная его часть вопринимается стенкой по концам пролетногостроения.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com102Полуинтегральные устои с гибким свайным основанием не имеютсущественных преимуществ по сравнениюс с интегральными устоями имогут быть применны при соответствующем обосновании при косинепутепроводов не более 30о.4.2.
Учет особенностей работы грунта насыпи подхода на поведениекосых путепроводов с интегральными устоями4.2.1. Общие положения и допущенияа)б)в)г)д)е)Рис. 4.8. Схемы к пониманию работы грунта за интегральным устоем: адеформации грунта насыпи и основания; б – эпюра активного давления; в –образование зоны обрушения грунта; г- эпюра пассивного давления; драсчетная эпюра давления грунта; е – эпюра коэффициентов давления грунтаИнтегральные устои, состоящие из стенки и гибких стальных свай,существенно отличаются по конструкции и работе с засыпкой по сравнениюсработойтрадиционныхподпорныхстенимостов сполностьюинтегральными устоями.
Для последних двух типов конструкций достаточнополно изучен механизм взаимодействия с грунтом засыпки и насыпи. [28]Как показывают экспериментальные исследования, проведенные зарубежом, под действием передаваемой от пролетного строения усилия телоинтегрального устоя воспринимает примерно 74 - 88% величины этогоусилия. Сваи воспринимают оставшиеся 12-26% общего усилия. ЭтиPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com103результаты позволяют говорить о том, что образующаяся призма обрушенияза интегральным устоем в основном будет распространяться в пределахвысоты тела устоя и частично затрагивать верхнюю область распространениясвай. При допущении справедливости теории Кулона плоскость скольженияпри активном давлении грунта будет заканчиваться в точке, где эпюрадеформации меняет знак (рис.4.8, а).При этом плоскость скольженияобразует с вертикальной осью угол 45о – φ/2, где φ – угол внутреннего трениягрунта и для песка в рыхлом состоянии равный 30о и в уплотненномсостоянии 32о.
[79]При используемых на практике размерах интегральных устоях ипринятых в настоящих исследованиях, можно допустить также, что телоустоя является жестким и оно поворачивается относительно вертикальнойплоскости как в сторону пролета моста, так и в сторону насыпи. Поддействием активного давление грунта тело устоя перемещается в сторонупролета и по плоскости скольжения образующейся призмы обрушенияначинают действовать касательные силы τ, препятствующие сползаниюгрунта (см.
рис. 4.8, а). Интенсивность активного давления грунта засыпкиопределяется по известной формуле (рис. 4.8, б):pa = γ* H*b* tg2 (45о – φ/2),(4.1)где γ – удельный вес грунта и в случае песка равен 1,8 т/м3: Н – высотанасыпи подхода; b – 1 м в пределах высоты тела устоя и расстояние междуосями свай для участка эпюры давления ниже тела устоя.Из-за дневных и сезонных деформаций пролетного строения совместнос интегральным устоем грунт засыпки уплотняется и переходит в пассивнуюфазу воздействия на устой. Призма обрушения стремится к созданию выпораи образующиеся по контакту плоскости скольжения касательные усилияпротиводействуют такому выпору (рис. 4.8, в).Всоответствиисклассической теорией Кулона эпюра пассивного давления грунта имеетPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com104линейный характер и ее интенсивность на уровне низа насыпи определяетсяпо формуле:pр = γ* H*b* tg2 (45о + φ/2).Приболеестрогомучетемеханизма(4.2)давлениягрунтапридеформациях интегрального устоя обрушение грунта происходит покриволинейной поверхности скольжения, т.к.
не только верх, но и низ телаустоя перемещаются (см. рис. 4.8, в). Эпюра пассивного давления грунтабудет иметь также криволинейную форму как это показано пунктиром нарис. 4.8, г.Для практических расчетов и наличии жесткой стены можно считать,что эпюра бокового давления сохраняет треугольную форму, меняются ееординаты от активных до пассивных значений, характеризующихся разнымикоэффициентами давления kа и kp (рис. 4.8, д).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
