Фундаменты транспортных сооружений



Министерство образования Республики Беларусь

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

Кафедра «Строительные конструкции, основания и фундаменты»

К. Н. ПИРОГОВСКИЙ

ФУНДАМЕНТЫ

ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Учебно-методическое пособие

по курсовому проектированию

Одобрено методической комиссией строительного факультета

Гомель 2009

УДК 624.21/.8(075.8)

ББК  39.112

П33

Р е ц е н з е н т – начальник военно-транспортного факультета доцент В. В. Левтринский(УО "БелГУТ")

Пироговский, К. Н.

П33      Фундаменты транспортных сооружений : учеб.-метод. пособие по курсовому проектированию / К. Н. Пироговский ; М-во образования Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. – Гомель : БелГУТ, 2009. – 90 с.

ISBN 978-985-468-552-6

Изложены основные положения проектирования фундаментов, главным образом, на естественном основании, свайных и глубокого заложения.

Составлено на основе нормативных документов Республики Беларусь, введенных в действие в последние годы.

Предназначено для студентов строительных специальностей, изучающих дисциплину «Фундаменты транспортных сооружений».

УДК 624.21/.8(075.8)

ББК 39.112

ISBN 978-985-468-552-6     © Пироговский К. Н., 2009

  © Оформление. УО "БелГУТ", 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………………….......

5

1 Проектирование фундаментов мелкого заложения.............................................

6

1.1 Исходные данные…..…………………………….................……………………

6

1.2 Нагрузки……………………………………..…….................…………………...

6

1.3 Инженерно-геологические условия площадки..................……………..............

8

1.4 Определение размеров фундамента…...……...................……………….............

9

1.4.1 Минимальные размеры в плане...................................................................................

9

1.4.2 Минимальные глубина заложения и высота фундамента……….............................

10

1.4.3 Максимальные размеры в плане……….……………………………………………….

11

1.4.4 Расчетное сопротивление грунта основания…………………...………….......................

12

1.4.5 Требуемая площадь подошвы фундамента………………………………........................

13

1.4.6 Конструирование фундамента и приведение нагрузок к его подошве….........................

14

1.5 Расчет основания фундамента по первой группе предельных состояний........

14

1.5.1 Приведение нагрузок к уровню подошвы фундамента….........................................

14

1.5.2 Проверка давлений по подошве фундамента…………………….............................

15

1.5.3 Проверка положения равнодействующей……………………………………………...

16

1.5.4 Проверка устойчивости на опрокидывание..…………………………………………...

17

1.5.5 Расчет устойчивости против сдвига……………………………………….......................

17

1.6 Расчет основания фундамента по второй группе предельных

     состояний (по деформациям)................................................................................

18

1.6.1 Определение расчетной осадки основания методом послойного

        суммирования…………………………………………………………………………

18

1.6.2 Определение предельной деформации основания…………..…………….......................

21

1.6.3 Проверка выполнения условияSSu…………..………………………............................

21

2 Проектирование свайных фундаментов…………….............................................

21

2.1 Типы свайных фундаментов………...…….................…………………………..

21

2.2 Проектирование свайных фундаментов…...............……………………………

22

2.2.1 Определение размеров ростверка и выбор типа свайного фундамента...................

22

2.2.2 Выбор типа свай и назначение их размеров……………………...............................

23

2.2.3 Определение несущей способности свай………………………………………………

24

2.2.4 Определение количества свай и размещение их в ростверке……………......................

27

2.2.5 Расчет свайного фундамента как статически неопределимой

        стержневой системы……………………………………………………………………..

28

2.2.6 Проверка свайного фундамента как условного сплошного массива…...................

32

3 Проектирование фундаментов глубокого заложения..........................................

33

3.1 Основные положения расчета фундаментов глубокого заложения

     из опускных колодцев....………….……...............................................................

33

3.1.1 Общие положения………………………………………………………….........................

33

3.1.2 Определение глубины заложения фундамента……………..…………….........................

34

3.1.3 Определение площади подошвы фундамента……………........................................

35

3.1.4 Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой фундамента.........

35

3.1.5 Расчет по первой группе предельных состояний…..…………………..…......................

35

3.1.6 Расчет по второй группе предельных состояний……....…………………........................

41

3.1.7 Расчет фундамента глубокого заложения на строительные нагрузки...….......................

41

3.2 Пример расчета опускного колодца.....................................................................

42

3.2.1 Исходные данные……………………………………………………………………..

42

3.2.2 Определение характеристик грунтов…...…………………………………........................

42

3.2.3 Расчет по первой группе предельных состояний……..…..……………............................

45

Приложения

А  Схемы опор.................................................................................................................

49

Б  Исходные данные по нагрузкам......………….........................................................

67

В  Исходные данные по инженерно-геологическим условиям…..............................

76

Г  Справочные материалы для классификации грунтов

   и расчета фундаментов.............................................................................................

79

Список литературы…………………………………………………………...............

90

ВВЕДЕНИЕ

При проектировании фундамента опоры моста возникает задача: выбрать тип фундамента, глубину его заложения и размеры таким образом, чтобы он соответствовал ряду параметров (инженерно-геологическим условиям, требованиям действующих в Республике Беларусь нормативных документов).

В зависимости от заложения различают фундаменты мелкого       (до 6–7 м) и глубокого (свыше 7 м) заложения. В зависимости от конструктивных особенностей и свойств грунтов оснований фундаменты могут выполняться без развития (с вертикальными гранями) и с развитием (фундамент имеет ступенчатую форму или наклонные грани), при этом размеры подошвы фундамента могут быть значительно больше размеров в уровне обреза.

При невозможности устройства фундамента мелкого заложения и экономической нецелесообразности устройства фундамента глубокого заложения устраивают свайные фундаменты.

Наибольшее применение находят фундаменты мелкого заложения в открытых котлованах. Если на глубинах до 7 м залегают слабые грунты, применяются свайные фундаменты или фундаменты глубокого заложения. Последние, как правило, выполняются без развития или с небольшим развитием до 5–7°.

При невозможности устройства фундамента мелкого заложения устраивают фундамент глубокого заложения в виде опускного колодца с вертикальными или наклонными гранями, колодцев-оболочек диаметром до 3 м, свай-оболочек диаметром 0,8–1,5 м.

В курсовой работе перед студентами ставится задача изучить основные принципы вариантного проектирования фундаментов опор мостов и научиться применять их на практике.

1 Проектирование фундаментов

  мелкого заложения

1.1 Исходные данные

Схему опоры (приложение А) студенты всех форм обучения принимают в соответствии с заданием. Нагрузки к соответствующим опорам приведены в приложении Б.

Номер геологического разреза принимается в соответствии с заданием по приложению В.

В соответствии с расположением опоры (в русле реки или на суходоле) в задании также указывается глубина местного размыва или глубина промерзания соответственно.

1.2 Нагрузки

На основание фундамента передаютсянагрузки:

1)постоянные – от веса конструкций (опора, пролетные строения);

2)временные – поездная, ветровая, тормозная, от навала льда и пр.

Все нагрузки подразделяются на нормативные (определяемые по рабочим чертежам и заданию на проектирование) и расчетные (определяемые умножением нормативных на коэффициент надежности по нагрузке).

Все нагрузки, действующие на сооружение, как правило, объединяются в расчетные сочетания. Основное сочетание включает: постоянные, вертикальные поездные, давление грунта. Дополнительные сочетания включают одну или несколько дополнительных нагрузок от торможения, давления ветра, давления льда. Особое сочетание включает сейсмическую или строительные нагрузки совместно с другими.

Прежде чем приступить к расчету фундамента, все нагрузки, действующие на сооружение, приводим к уровню обреза фундамента, сгруппировав их в виде сочетаний, ориентированных по осям.

В курсовой работе принято направление осей:х – вдоль моста,у – поперек моста,z – вертикально вниз через центры тяжести опоры и фундамента.

Все нагрузки, передаваемые на фундамент опоры, сводим в таблицу 1.

Учитывая ограниченное время на выполнение курсовой работы и учебный характер работы, количество сочетаний может быть сведено к минимуму и принято в соответствии с таблицей 2, которая рассчитывается по данным таблицы 1.

Т а б л и ц а  1 –Нагрузки, действующие на фундамент, кН (пример заполнения)

Наименование

нагрузок и воздействий

Обозначение

Нормативные значения

Расчетные значения

Постоянные нормативные

Расчетные сочетания

Плечи сил, м

для основного сочетания

для дополнительных сочетаний

для расчетов устойчивости

основноеN, кН

дополнительные

N

Fx

Fy

Постоянные

Вес опоры

Nоп

12150

13365

13365

10935

12150

13365

13365

Вес пролетного строенияl = 110 м

Nпр1

2646

2911

2911

2381

2646

2911

2911

0,55

Вес пролетного строенияl = 77 м

Nпр2

1665

1832

1832

1498

1665

1832

1832

0,85

Временные

Подвижная нагрузка на пролетное строение

l = 110 м

7038

7882

6305

6305

7882

6305

0,55

Подвижная нагрузка на пролетное строение

l = 77 м

4977

5654

4524

4524

5654

4524

0,85

Тормозная

702

551

551

551

17,25

От давления продольного ветра на пролетное строение

360

270

270

270

17,25

От давления продольного ветра на опору

135

101

101

101

5,5

От давления поперечного ветра на пролетное строение

72

54

54

54

20,3

От давления поперечного ветра на опору

54

40

40

40

5,5

От давления льда на опору

315

247

247

247

2,1

Т а б л и ц а  2 –Сочетания нагрузок в уровне обреза фундамента(пример заполнения)

Сочетание нагрузок

Нормальная силаN, кН

Усилия, направленные вдоль моста

Усилия, направленные поперек моста

Fx,

кН

My,

кН·м

Fy,

кН

Mx,

кН·м

Постоянные нормативные

16461

40

Основное

31644

–427

Дополнительные:

а) основные нагрузки и ветер вдоль моста

б) основные нагрузки и ветер вдоль моста в обратном направлении

в) основные нагрузки и ветер поперек моста

28937

922

13423

28937

–922

16012

28937

–1294

341

1316

Примечания

1 Горизонтальные нагрузки от торможения и навала льда одновременно не учитываются.

2 При расчете фундаментов опор под неразрезные пролетные строения и при симметричном загружении опор сочетаниеб) следует исключить.

1.3 Инженерно-геологические условия площадки

При рассмотрении геологического разреза необходимо в соответствии с приложением Г классифицировать грунты, определить их необходимые характеристики и условные сопротивления и дать заключение о возможности использования их в качестве основания фундамента опоры моста.

Нельзя использовать в качестве основания глинистые грунты с показателем текучестиIL > 0,6, плывуны, илы, торф и заторфованные грунты, рыхлые пески. Грунты, залегающие выше ранее перечисленных, также не следует использовать в качестве оснований.

Описание геологического разреза следует выполнять в порядке залегания сверху вниз, приводя все необходимые характеристики.

Для песчаных грунтов необходимо определить и привести в пояснительной записке к курсовой работе: наименование грунта по грансоставу, коэффициент пористостие и плотность сложения, степень влажностиSr и наименование грунта по этому показателю, удельный вес грунта γ, влажность грунтаw, угол внутреннего трения, сцеплениес, модуль деформацииЕ и условное сопротивлениеR0; для глинистых: число пластичностиIP, показатель текучестиIL, наименование грунта по этим показателям, коэффициент пористостие, удельный вес грунта γ, влажность грунтаw, угол внутреннего трения, сцеплениес, модуль деформацииЕ и условное сопротивлениеR0.

ЗначенияR0 могут быть определены по таблицам СНиП [1], а также по таблицам Г.5 и Г.6. ЗначенияR0 приведены для пластичных глинистых грунтов. При наличии твердых грунтов величину условного сопротивления можно принимать для супесей – 400 кПа, для суглинков – 600 кПа, для глин – 800 кПа.

Значение удельного веса частиц γs может быть принято: для песков – 26,6,  для супесей – 27,0, суглинков – 27,1, глин – 27,4 кН/м3.

1.4 Определение размеров фундамента

1.4.1 Минимальные размеры в плане

Минимальные размеры определяются размерами опоры: ширинойbоп и длинойlоп в уровне обреза фундамента (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема опоры

Размеры фундамента

lmin =lоп + 2с0;

bmin =bор + 2с0,

гдес0 – уступы на возможную погрешность разбивки осей, принимаемые в пределах 0,3–0,5 м.

Соответственно, минимальная площадь фундамента

Аmin =bminlmin.

1.4.2 Минимальные глубина заложения и высота фундамента

Глубина заложения подошвы фундамента – это расстояние от расчетной поверхности грунта (дневной поверхности грунта на суходоле или уровня размыва в русле) до подошвы фундамента. В зависимости от климатических и геологических факторов она определяется следующим образом:

1) при наличии промерзания (опора на суходоле или на пойме реки)

dmin =dfn + 0,25,

гдеdfn – нормативная глубина сезонного промерзания грунта, м (по заданию);

2) при наличии размыва (опора в русле реки)dmin = 2,5 м от уровня размыва;

3) если при определении минимальной глубины заложения по первым двум случаям подошва фундамента попадает в слой грунта, не имеющий несущей способности, или расположена выше его, необходимо прорезать этот слой фундаментом и заглубить его подошву в следующий несущий слой не менее чем на 0,5 м. Тогда глубина заложения определится по формуле

где – суммарное расстояние от поверхности грунта на суходоле или горизонта меженных вод в русле до кровли несущего слоя, м;dраз – глубина размыва, м;dw– глубина воды, м.

Если размыв или вода отсутствуют,dразиdw равны нулю.

Из полученных значений принимается в дальнейший расчет большее.

Минимальная высота фундамента для указанных случаев может быть определена следующим образом:

1) при наличии промерзания

hf =dmind0,

гдеd0 – заглубление обреза фундамента ниже поверхности грунта на суходоле или горизонта меженных вод в русле (см. рисунок 1);

2) при наличии размыва

hf =dw +dраз + 2,5 –d0;

3) при наличии слабых грунтов

.

Если заглубление подошвы фундамента от поверхности грунта или уровня воды превысит 7 м, принимается фундамент глубокого заложения.

1.4.3 Максимальные размеры в плане

Если при минимальных размерах в плане несущая способность основания недостаточна для восприятия передаваемого на него давления, при проектировании фундаментов мелкого заложения делается развитие фундамента под углом не более 30. Развитие выполняется в виде уступов, размеры которых определяются расчетом, а линии, соединяющие внутренние ребра уступов, не должны отклоняться от вертикали на угол более 30 (рисунок 2).

Рисунок 2 – Развитие фундамента

Максимальные размеры определяются по формулам:

lmax =lоп + 2hftg30;

bmax =bоп + 2hftg30,

а максимальная площадь подошвы фундамента, соответственно,

Amax =lmaxbmax.

1.4.4 Расчетное сопротивление грунта основания

Для фундамента заданных размеров расчетное сопротивление нескального основания сжатиюR, кПа, определяется по формуле

R = 1,7{R0[1 +k1(b – 2)] +k2(d – 3)},                       (1)

гдеR0 – условное сопротивление грунта основания, кПа, в уровне подошвы фундамента;k1 иk2 – коэффициенты, определяемые по таблице 3;b – ширина подошвы фундамента, м (в первом приближении можно подставлятьbmax); при ширине более 6 мb = 6 м; – осредненное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, определенное без учета взвешивающего действия воды, кН/м3:

,                                             (2)

гдеi – значения удельных весов слоев грунта, залегающих выше подошвы фундамента, без учета взвешивающего действия воды, кН/м3;hi – мощности тех же слоев, м;d – глубина заложения фундамента, м.

Т а б л и ц а  3 –Значения коэффициентовk1 иk2

Грунт

k1

k2

Гравий, галька, песок гравелистый, крупный и средний

0,10

3,0

Песок мелкий

0,08

2,5

Песок пылеватый, супесь

0,06

2,0

Суглинок и глина полутвердые и твердые

0,04

2,0

Суглинок и глина туго- и мягкопластичные

0,02

1,5

1.4.5 Требуемая площадь подошвы фундамента

Для передачи нагрузки на основание с соблюдением требований норм подошва фундамента должна иметь площадь, рассчитываемую, в первом приближении, по формуле

,

где  – расчетное значение вертикальной нагрузки из основного сочетания, кН (из таблицы 2);R – расчетное сопротивление основания по п. 1.4.4;m – осредненное значение удельного веса бетонной кладки фундамента и грунта на его уступах, принимаемое в курсовой работе 20 кН/м3;hf – высота фундамента, м.

Найденная требуемая площадь фундамента сравнивается с максимальной и минимальной.

Если требуемая площадь много меньше максимальной (более 20 %), нужно уменьшить угол развития фундамента, чтобы запас прочности основания был не более 20 %. Если требуемая площадь незначительно отличается от максимальной (в пределах 5 %), то глубина заложения достаточна, но после проверки напряжений может потребоваться незначительная корректировка площади. Если же требуемая площадь подошвы фундамента значительно больше максимальной, то глубина заложения недостаточна и увеличение площади подошвы может быть достигнуто только за счет увеличения глубины заложения.

Если требуемая площадь превышает максимальную не более чем на 20–30 %, а глубина заложения менее 4–5 м, можно увеличить глубину заложения на 1–2 м и повторить расчет. В противном случае следует заглубить подошву фундамента на 0,5 м в следующий слой и повторить расчеты в пп. 1.4.2–1.4.5.

Такой подбор ведется до тех пор, пока не будет соблюдено условиеAmax  1,2Атр. В то же время надо иметь в виду, что заглубление подошвы фундамента мелкого заложения более 7 м от уровня горизонта воды или поверхности грунта нецелесообразно. В этом случае принимается вариант фундамента глубокого заложения.

1.4.6 Конструирование фундамента и приведение нагрузок к его подошве

После определения глубины заложения фундамента и его площади выполняют конструирование фундамента (рисунок 3). Фундаменты промежуточных мостовых опор мелкого заложения могут иметь развитие под углом до 30. Форма фундамента может быть ступенчатой в виде нескольких прямоугольных блоков, с наклонными или вертикальными гранями. Соотношение сторон фундамента в плане близко к соотношению размеров опоры. При действии значительных моментов соотношение может быть изменено в сторону увеличения ширины, но в пределах угла развития фундамента 30.

В случае если запроектирован фундамент с наклонными гранями, предельный угол наклона также не должен превышать 30. В случае, если требуемый угол развития менее 30, экономически целесообразнее применять различные углы развития (фундамент с частичным развитием): для нижней ступени – 30, для остальных – менее 30 или без развития.

а)

б)

в)

Рисунок 3 – Конструкции фундаментов:

а – без развития;б – с развитием  30;в – с частичным развитием

1.5 Расчет основания фундамента

по первой группе предельных состояний

1.5.1 Приведение нагрузок к уровню подошвы фундамента

После проработки конструкции фундамента подсчитывается его объем в м3, его вес в кН, объем и вес грунта на его уступах. Если подошва фундамента опирается на водопроницаемый слой (песок или супесь), а тело фундамента частично или полностью находится в воде, вес погруженной в воду части фундамента и дренирующего грунта ниже уровня воды определяется с учетом взвешивающего действия воды. В работе можно принимать удельный вес бетона кладки фундаментаb = 23 кН/м3, удельный вес бетона с учетом взвешивания в воде (принимая его водонепроницаемым) . Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды определяется по формуле

                                           (3)

гдеs – удельный вес частиц грунта; если значениеs не задано, то оно принимается в соответствии с п. 1.3;е – коэффициент пористости грунта.

Определенные таким образом значения весов фундамента и грунта являются нормативными.

Для получения расчетных значений эти величины следует умножить на коэффициент надежности по нагрузкеf = 1,1. После этого все нагрузки следует привести к уровню подошвы фундамента. Усилия могут быть определены по формулам:

N =Nоf +Nf +Ng;

M= Mof +Fofhf;

F =Fof,

гдеNоf,Mof иFof – соответственно нормативные или расчетные значения нормальной (вертикальной) силы, кН, момента, кНм, горизонтальной силы, кН, в уровне обреза фундамента, взятые из таблицы 2;Nf – нормативный или расчетный вес фундамента, кН;Ng – расчетный или нормативный вес грунта на уступах фундамента, кН;hf – высота фундамента, м.

Все усилия, действующие в уровне подошвы фундамента, сводятся в таблицу, аналогичную таблице 2.

1.5.2 Проверка давлений по подошве фундамента

Давления по подошве правильно запроектированного фундамента должны удовлетворять условиям:

1) в основном сочетании

;

2) в дополнительном сочетании

гдеNи M – расчетные значения нормальной силы и момента в уровне подошвы фундамента, кНм, взятые из основного и дополнительного сочетаний;R – расчетное сопротивление грунта, соответствующее принятым размерам и глубине заложения фундамента, кПа;А иW – соответственно площадь, м2, и момент сопротивления, м3, подошвы фундамента.

Проверка ведется в двух направлениях – вдоль и поперек оси моста. В наиболее близком совпадении значений разница при проверке не должна превышать 5 %. В противном случае следует уменьшить угол развития фундамента и повторить расчеты.

1.5.3 Проверка положения равнодействующей

Положение равнодействующей в уровне подошвы фундамента при действии всех сил данного сочетания нагрузок должно удовлетворять двум требованиям:

1 При действии постоянных нагрузок относительный эксцентриситет

е0 0,1,

гдее0 =М/N – эксцентриситет, м, определяемый при действии постоянных нагрузок для данного сочетания; ρ =W/A – радиус ядра сечения площади подошвы фундамента, м, в направлении действия момента;М – момент от действия расчетных постоянных нагрузок, кНм;N – расчетные постоянные нагрузки, действующие в уровне подошвы фундамента, кН.

2 Для дополнительных сочетаний нагрузок

е0 1,0.

Проверка выполняется вдоль и поперек моста. При определении эксцентриситетае0 значенияМ иN берутся из таблицы 2. В случае невыполнения хотя бы одной из проверок следует изменить размеры фундамента и повторить все расчеты по пп. 1.4.4–1.5.3.

1.5.4 Проверка устойчивости на опрокидывание

Устойчивость положения опоры определяется на действие расчетных нагрузок. В этом случае постоянные (вертикальные) нагрузки удерживают опору в проектном положении, горизонтальные (F1F6) – стремятся опрокинуть ее. Более неблагоприятный расчетный случай будет при уменьшении вертикальных сил, поэтому постоянные нагрузки следует учитывать с коэффициентом надежности по нагрузкеf= 0,9.

Нагрузки с учетом этого коэффициента приведены в шестой колонке таблицы 1 (для расчетов устойчивости), поэтому все расчеты, связанные с положением сооружения, следует выполнять с использованием этих нагрузок. Сюда следует включить вес фундамента и грунта на его уступах с тем же коэффициентомf= 0,9.

Расчет на опрокидывание выполняется вдоль и поперек моста по формуле

,

гдеМu – момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота, проходящей через крайнее ребро подошвы фундамента, кНм;f – коэффициент условий работы в стадии эксплуатации; для нескальных оснований можно приниматьf = 0,8;n – коэффициент надежности по назначению; в стадии эксплуатацииn = 1,1;Mz – момент удерживающих сил относительно той же оси, кНм.

1.5.5 Расчет устойчивости против сдвига

Устойчивость против сдвига проверяется также вдоль и поперек моста. Нагрузки принимаются в соответствии с указаниями разд. 1.5.4. Проверка осуществляется по формуле

Qг (c/n)/Qz,

гдеQr – сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих сил на направление возможного сдвига;c– коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9;n – см. п. 1.5.4;Qz – удерживающая сила, равная сумме проекций удерживающих сил на направление возможного сдвига.

Удерживающая сила определяется по формуле

Qz =N,

гдеN – суммарная вертикальная нагрузка в уровне подошвы фундамента; – коэффициент трения подошвы фундамента по грунту, принимаемый для глин во влажном состоянии – 0,25, сухих глин, суглинков и супесей – 0,3, песков – 0,4, для гравийных и галечниковых грунтов – 0,5.

1.6 Расчет основания фундамента

по второй группе предельных состояний (по деформациям)

В результате сооружения моста изменяется напряженное состояние основания и, как следствие, возникают осадки фундамента.

Для нормальной работы моста предельная осадка не должна превышать предельного значения

SSu,

гдеS – расчетная осадка, определенная для данного фундамента в данных грунтовых условиях, см;Su – предельная осадка сооружения, определяемая из условий нормальной эксплуатации сооружения, м.

1.6.1 Определение расчетной осадки основания

        методом послойного суммирования

Расчетные осадки основания фундаментов опор мостов определяются при действии только постоянных нагрузок в силу того, что подвижная нагрузка является кратковременной. В расчете учитывается среднее давление от этих нагрузок, определяемое по формуле

P =N/A,

гдеN – постоянная расчетная нагрузка, определенная с коэффициентом надежности по нагрузкеf = 1, численно равная постоянной нормативной (принимается по таблице 2). Если фундамент, включая подошву, находится в насыщенном водой дренирующем грунте, учитывается взвешивающее действие воды на фундамент. Вес грунта на обрезах также принимается с учетом взвешивания в воде;А – площадь подошвы фундамента. Если подошва фундамента находится в недренирующем грунте, взвешивающее действие воды не учитывается.

1.6.1.1 Определение вертикальных давлений от собственного веса грунта.Вертикальное давление от собственного веса грунта – природное или бытовое давлениеzg на глубинеz – в общем случае равно давлению, создаваемому столбом грунта высотойd, и может быть определено по формуле

zg =d,

где – удельный вес грунта для водонасыщенных песков и супесей с учетом взвешивающего действия воды, кН/м3;d – глубина от поверхности грунта или дна водоема, в котором определяется природное давление, м.

Если основание сложено различными грунтами, природное давление определяется на каждой границе слоев. В качестве такой границы обязательно учитывается также уровень грунтовых вод. Ниже их уровня удельный вес дренирующих грунтов определяется с учетом взвешивания в воде по формуле (3).

Если дренирующие, насыщенные водой грунты подстилаются водоупором, то на него передается давление от веса столба жидкости. По результатам расчетаzq строится эпюра природного давления (рисунок 4).

Рисунок 4 – Схема к расчету осадок

Все значенияzg откладываются влево от осиz. Одновременно строится вспомогательная эпюра 0,2zg, ее ординаты откладываются вправо от осиz.

1.6.1.2 Определение дополнительных давлений.Вследствие того, что для сооружения фундамента, как правило, отрывается котлован, в уровне подошвы фундамента происходит разгрузка основания на величину веса вынутого грунта. Поэтому деформацию основания вызывает не все среднее давлениер, а его часть

p0 =zp,0 =pzg,0,

гдеzg,0 – природное давление от собственного веса грунта в подошвы фундамента, кПа.

Дополнительные давления ниже подошвы фундамента определяются следующим образом:

1 Каждый мощный слой грунта разбивается на менее мощные так, чтобы удовлетворялось условие

hсл 0,4b,

гдеhсл – мощность вновь полученного слоя, м;b – ширина подошвы фундамента, м.

2 Определяется расстояние от подошвы фундамента до границы слоевzi.

3 Для каждой границы по таблице Г.7 определяются значения коэффициентовi =f(l/b; (2zi)/b).

4 Определяются дополнительные давления на границах каждого слоя по формуле

zp,i =Ip0.                                               (4)

5 По полученным значениям справа от осиz строится эпюра дополнительных давленийzp (см. рисунок 4).

6 Находится точка пересечения эпюрzp и вспомогательной 0,2zg, которая определяет положение границы сжимаемой толщи. Осадки рассчитываются в пределах этой толщи.

7 Определяется среднее давление в пределах каждогоi-го слояzр,i,ср как полусумма давлений по кровле и подошве слоя.

8 Определяется деформация сжимаемой толщи грунта по формуле

,                                        (5)

гдеzp,i,ср – среднее давление в пределахi-го слоя грунта, кПа;hi – мощностьi-го слоя грунта, м;Еi – модуль деформации грунтаi-го слоя, МПа;n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

1.6.2 Определение предельной деформации основания

Предельная деформация основания фундаментов опор мостов определяется конструктивными особенностями моста. Для балочных разрезных мостов она рассчитывается по формуле

,                                           (6)

гдеlmin – расчетная длина меньшего пролетного строения, примыкающего к опоре, м.

При этом длина пролета подставляется в метрах, а значениеSu получается в сантиметрах.

1.6.3 Проверка выполнения условияSSu

Если условие удовлетворяется, фундамент запроектирован правильно, в противном случае необходимо изменить параметры фундамента и повторить все расчеты заново.

2 Проектирование свайных фундаментов

2.1 Типы свайных фундаментов

В зависимости от размещения свай в фундаменте свайные фундаменты выполняют в виде:

– одиночных свай – под отдельно стоящие опоры;

– лент – под стены зданий и сооружений, передающих на основание распределенную по длине нагрузку;

– кустов – под колонны и столбы, с расположением свай в плане на участке квадратной, прямоугольной и др. формы;

– свайного поля – под тяжелыми сооружениями с распределенными по всей площади нагрузками и расположением свай под всем сооружением (элеваторы и т. д.).

В зависимости от положения подошвы ростверка различают свайные фундаменты с низким ростверком – низ ростверка заглублен в грунт – и с высоким ростверком – низ ростверка поднят над поверхностью грунта или уровнем размыва (в некоторых случаях заглублен на некоторую глубину).

Фундаменты с высокими ростверками более экономичны при большой глубине воды и в условиях вечной мерзлоты.

2.2 Проектирование свайных фундаментов

Проектирование свайных фундаментов выполняется по следующей схеме:

1 Выбор типа ростверка и назначение (определение) его размеров.

2 Определение нагрузок, передаваемых на сваи.

3 Выбор типа свай и определение ее параметров (длина, сечение, несущая способность).

4 Определение количества свай в фундаменте и размещение их в плане (компоновка ростверка).

5 Проверка свайного фундамента на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок.

6 Расчет осадки свайного фундамента с учетом взаимодействия с окружающим грунтом (как условного сплошного массива).

2.2.1 Определение размеров ростверка

        и выбор типа свайного фундамента

В ы с о т а   р о с т в е р к а.  Положение обреза ростверка обычно назначается на 0,5–1,0 м ниже ГМВ или поверхности грунта. В курсовой работе положение обреза ростверка задано на схеме опоры. Если величина не указана, приниматьd0 = 0.

Подошву ростверка в пучинистых грунтах закладывают ниже расчетной глубины промерзания не менее 0,25 м. В непучинистых грунтах высота ростверка назначается конструктивно, но не менее 1,5–2,0 м.

В русле водоема, при наличии размыва, подошва ростверка должна быть заглублена в грунт ниже линии местного размыва не менее чем на величину

,                                    (7)

где – угол внутреннего трения грунта возле боковой грани ростверка, град;F– горизонтальная нагрузка, действующая вдоль или поперек моста, кН;sb – осредненное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы ростверка (с учетом взвешивающего действия в воде), кН/м3; – ширина грани ростверка, перпендикулярной направлению действия силыF, м.

Если высота ростверка (расстояние между обрезом и подошвой плиты) получается значительной, то целесообразно применить высокий ростверк. В этом случае его высота назначается конструктивно, но не менее 1,5–2,0 м, а подошва ростверка располагается не менее чем на 0,25 м глубже нижней кромки льда при низком ледоставе.

Размеры ростверка в плане. Размеры ростверка в уровне обреза зависят от размеров опоры, а в уровне подошвы – от количества свай, расстояния между ними и высоты ростверка. При незначительном количестве свай боковые грани ростверка могут быть вертикальными. Если сваи в этом случае не удается разместить, то выполняется развитие ростверка под углом до 30° (см. п. 1.4.6). При этом ростверк выполняется ступенчатым.

Минимальные размеры ростверка (без развития) определяются так же, как и для фундамента мелкого заложения (см. п. 1.4.1):

lр =lоп + 2с0;

bр =bор + 2с0,

гдеlр иbр – минимальные размеры ростверка в плане, м;lоп иbор – размеры опоры в плане, м;с0 – уступы фундамента, принимаемые по 0,3 – 0,5 м.

2.2.2 Выбор типа свай и назначение их размеров

При сооружении фундаментов опор мостов сваи применяют в тех случаях, когда грунты, имеющие достаточную несущую способность, залегают на большой глубине. При опирании нижнего конца свай на  очень прочные малосжимаемые грунты (крупнообломочные, глинистые твердой консистенции) сваи работают как стойки. В остальных случаях они будут защемленными в грунте.

В свайных фундаментах применяют различные типы свай: забивные, завинчиваемые, буровые и т. д. В курсовой работе тип свай может быть принят ориентировочно, в зависимости от нагрузки, передаваемой на сваи. При нагрузках в несколько десятков или сотен меганьютонов предпочтение отдается сваям с высокой несущей способностью – винтовым, буровым с уширенной пятой, сваям-оболочкам. При меньших нагрузках целесообразнее применять забивные призматические железобетонные сваи.

Для фундаментов опор мостов глубина погружения свай в грунт должна быть не менее 4 м. В фундаментах с низким ростверком целесообразно применение вертикальных свай. При значительных горизонтальных нагрузках, а также при большом количестве свай, когда условия их размещения стеснены, возможно проектирование наклонных свай.

Требуемая длина свай определяется по схеме, приведенной на рисунке 5.

Рисунок 5 – Схема для определения длины сваи

В ростверк голова сваи заделывается на два сечения сваи (lз = 2d) при толщине сваи до 60 см и на 1,2 м при толщине сваи более 60 см. Свая должна прорезать слабые слои (li). Нижний конец сваи следует заглублять (lн) в малосжимаемые крупнообломочные, гравелистые, крупные и средние песчаные грунты, а также в глинистые грунты с показателем текучестиIL 0,1 не менее чем на 0,5 м, в прочие виды нескальных грунтов – на 1 м. В таблицах Г.8 и Г.9 приведены основные параметры различных типов свай, рекомендуемых для применения в курсовой работе.

2.2.3 Определение несущей способности свай

2.2.3.1 Сваи-стойки.Несущая способностьFdi, кН, забивной сваи-стойки, а также сваи-оболочки и набивной сваи, опирающейся на практически несжимаемый грунт, определяется по формуле

,                                               (8)

гдес – коэффициент условий работы сваи (для забивных свайс = 1);R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи-стойки, кПа, принимаемое для всех видов забивных свай, опирающихся нижним концом на скальные, крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем и глинистые грунты твердой консистенции (кроме покровных сSr 0,85, а также лессов, лессовидных и набухающих)R = 20000 кПа;А – площадь опирания сваи на грунт, м2, принимаемая для свай сплошного сечения равной площади их сечения брутто, а для свай-оболочек с грунтовым ядром – площади сечения нетто.

Забивные сваи-стойки рекомендуется также проверять по материалу сваи по формуле

,                                  (9)

гдес – коэффициент условий работы сваи в грунте (для забивных свайс = 1); – коэффициент, учитывающий гибкость, особенности загружения (для свай, полностью погруженных в грунт, = 1);fcd,fsd – расчетные сопротивления, соответственно, бетона и арматуры при осевом сжатии, кПа;Ac,As – площади сечения, соответственно, бетона и арматуры, м2.

Из двух значений несущей способности к дальнейшему расчету принимается меньшее значение.

2.2.3.2 Забивные сваи, защемленные в грунте.Несущая способностьFd, кН, забивной защемленной в грунте сваи, работающей на сжимающую нагрузку, определяется по формуле

,                             (10)

гдес – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемыйс = 1, а для грунтовI типа по просадочности и для биогенных грунтовс = 0,8;R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 6.1 [3] или по таблице Г.10;А – площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто;Ui – усредненный периметр поперечного сечения ствола сваи вi-м слое грунта, м;Rfi – расчетное сопротивление (прочность)i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 6.2 [3] или таблице Г.11;hi – толщинаi-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м; при мощности слоя грунта более 2 м он разбивается на расчетные слои толщиной не более 2 м;cr,cf– коэффициенты условий работы грунта, соответственно, под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по таблице 6.3 [3] или таблице Г.12.

Сопротивления грунта следует суммировать по всем слоям грунта, пройденным сваей, за исключением случаев, когда проектом предусматривается планировка территории срезкой или возможен размыв грунта. В этих случаях следует суммировать сопротивления всех слоев грунта, расположенных, соответственно, ниже уровня планировки (срезки) и дна водоема после его местного размыва при расчетном паводке.

Несущая способностьFdu, кН, защемленной в грунте сваи, работающей на выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле

,                                   (11)

гдеUi,cf,Rfi,hi – то же, что и в предыдущей формуле;с – коэффициент условий работы для свай, погружаемых в грунт на глубину:

– менее 4 м,с = 0,6;

– 4 м и более,с = 0,8 – для всех зданий и сооружений, кроме опор воздушных линий электропередач.

При определении несущей способности следует выполнить в масштабе расчетную схему с изображением геологического разреза и наложенного на него свайного фундамента (рисунок 6).

а)

б)

Рисунок 6 – Схема к определению несущей способности сваи по грунту:

а – низкий ростверк;б – высокий ростверк

2.2.4 Определение количества свай и размещение их в ростверке

Количество свай зависит от величины нагрузки, передаваемой ростверком на сваи, и от несущей способности одиночной сваи по грунту или материалу; при этом в расчет принимается меньшее значение несущей способности.

2.2.4.1 Нагрузки и количество свай.Проектирование свайных фундаментов ведется по расчетным нагрузкам с учетом различных их сочетаний. Нагрузки, приведенные к уровню обреза фундамента, принимаются из таблицы 2.

Все нагрузки каждого сочетания следует привести к уровню подошвы ростверка с учетом его веса и высоты. Приведение выполняется по методике, изложенной в п. 1.5.1. Нагрузки в уровне подошвы ростверка рекомендуется свести в таблицу, аналогичную таблице 2.

После приведения нагрузок к уровню подошвы ростверка необходимое количество свай определяют по формуле

,                                      (12)

гдеk – коэффициент надежности, равный 1,4 для всех случаев, кроме фундаментов с высоким ростверком, для которыхk принимается в соответствии с п. 3.10 [1]. При расчете несущей способности свай по материалуk = 1; – расчетная нормальная сила, кН, в уровне подошвы ростверка;Fd – наименьшая несущая способность сваи или сваи-оболочки, кН, определенная по пп. 2.2.3.1–2.2.3.2.

2.2.4.2 Размещение свай и свай-оболочек в ростверке.Сваи и сваи-оболочки в ростверке могут быть размещены равномерно или неравномерно, в рядовом или шахматном порядке. При этом должны выполняться следующие требования:

1) расстояние от боковой грани ростверка до наружной грани крайней сваи должно быть не менее 25 см; обычно увеличивать это расстояние нецелесообразно;

2) расстояние между осями забивных свай должно быть не менее трех сечений свай в уровне острия и не менее 1,5 сечения в уровне подошвы ростверка (при проектировании вертикальных свай – не менее 3d по всей длине свай), а для свай-оболочек – не менее 1 м в свету в уровне подошвы ростверка.

Следует стремиться к применению вертикальных свай, за исключением фундаментов с высоким ростверком, в которых применение наклонных свай призвано уменьшить изгибающие моменты в сваях и обусловлено расчетом.

Равномерное распределение свай в ростверке применяют в тех случаях, когда на фундамент передаются только вертикальные силы или вертикальные силы и знакопеременные моменты, но эксцентриситеты равнодействующей при разных знаках приблизительно равны и относительно невелики. Количество свай подбирается таким образом, чтобы усилие в свае крайнего ряда не превышало несущую способность сваи. В этом случае средние сваи оказываются недогруженными.

Неравномерное распределение свай применяют при действии на фундамент одностороннего момента (устои), знакопеременных моментов, когда эксцентриситеты равнодействующей велики, и при значительном количестве свай при невозможности равномерного размещения свай. При этом должны соблюдаться приведенные выше минимальные расстояния между осями свай.

2.2.5 Расчет свайного фундамента

        как статически неопределимой стержневой системы

2.2.5.1 Общие положения.Нормы проектирования требуют выполнять расчет свайных фундаментов с учетом совместной работы ростверка, свай и окружающего грунта.

Свайный фундамент может рассматриваться как рамная конструкция, в которой ростверк является ригелем, находящимся над поверхностью грунта (высокий ростверк) либо заглубленным в грунт (низкий ростверк).

Условия работы таких конструкций существенно различаются, но существует обобщенная методика расчета свайных фундаментов, одинаково пригодная как для высоких, так и для низких ростверков. Это достигается путем введения фиктивных горизонтальных связей, заменяющих горизонтальный отпор грунта по боковым граням ростверка.

Расчет ведется с расчленением фундамента на плоские расчетные схемы с использованием методов строительной механики.

2.2.5.2 Определение и проверка усилий в сваях.Расчет ведется методом перемещений в предположении, что фундамент имеет две плоскости симметрии. Тогда можно составить две плоские расчетные схемы (рисунок 7), для каждой из которых выполняется расчет усилий и перемещений.

           а)          б)

Рисунок 7 – Расчетная схема свайного фундамента:

а – с высоким ростверком;б– с низким ростверком

Расчет может быть упрощен путем введения понятия «характерные центры» стержневой системы. На рисунке 7 эти центры обозначены:С – упругий центр (если сила приложена в этой точке, то она вызывает только поступательное перемещение всей системы); – центр нулевых перемещений (сила, проходящая через него перпендикулярно осиOZ, вызывает поворот ростверка вокруг точкиО).

Расчет усилий и перемещений выполняют для каждой плоской расчетной схемы (вдоль и поперек оси моста) в следующем порядке:

1 Определяют усилия, передающиеся на плоскую расчетную схему (расчетный ряд свай), по формулам:

,                                 (13)

где– расчетная нормальная сила в уровне подошвы ростверка, кН;F – расчетная горизонтальная нагрузка, действующая на расстоянииh0 от точкиО;kр – количество расчетных рядов;h0 =M/F;М – суммарный момент от всех сил относительно точкиО, действующий в расчетной плоскости.

2 Вычисляют относительные значения единичных реакций системы по формулам:

;                       (14)

;                           (15)

;                               (16)

,                                       (17)

гдеi – проекции углов наклона свай на расчетную плоскость (положительные значения при отклонении свай влево от вертикальной оси);п –  число свай в расчетном ряду;пф – число фиктивных свай при расчете низкого ростверка;хi – расстояние от оси, проходящей через центр тяжести свайного поля в уровне подошвы фундамента, до осей свай (положительные – влево от точкиО);т1 = t/ln;t =Асв/Iсв;m2 = 12/;m3 = 6/;m4 = 4/lм;ln – расчетная длина сжатия свай, м (для свай-стоек равна расстоянию от подошвы ростверка до острия сваи; в курсовой работе может быть принята и для свай, защемленных в грунте);lм – расчетная длина изгиба свай; приближенно принимаетсяlм =l0 + 6d;l0 – свободная длина сваи, для низкого ростверкаl0 = 0.

3 Для низкого ростверка находят количество фиктивных горизонтальных свай по формуле

nф =Fрln/АсвЕbkр,

гдеFр – реактивный отпор грунта при единичном горизонтальном перемещении ростверка, кН/м;Асв – площадь сечения сваи, м2;Еb – модуль упругости бетона сваи, кПа.

ЗначениеFр можно определить по формуле

Fp =bEg,

гдеb – ширина боковой грани ростверка, перпендикулярной к плоскости расчетной схемы, м;Eg – модуль деформации грунта, расположенного у боковой грани ростверка, кПа.

4 Определяют положение характерных центровС и по формулам:

.         (18)

При этом величиныс0,,b могут иметь как положительные, так и отрицательные значения.

5 Вычисляют относительные и абсолютные перемещения ростверка:

– поворот

;                            (19)

– горизонтальное перемещение

;                           (20)

– вертикальное перемещение

.                               (21)

6 Находят горизонтальное смещение верха опоры и сравнивают с предельно допустимым:

,                           (22)

гдеlmin – длина меньшего пролета, примыкающего к опоре, м, но не менее 25 м (значение предельного смещения получается в сантиметрах).

7 Определяют продольные усилия и моменты в сваях:

;                        (23)

.        (24)

8 Проверяют несущую способность свай по грунту:

NiFd/k,                                              (25)

гдеFd – несущая способность сваи по грунту или материалу (меньшая).

9 Определяют рациональность запроектированного фундамента.

10 Проверяют прочность свай по материалу.

Конструктивно сваю, на которую действует изгибающий момент, рассчитывают как внецентренно сжатый элемент.

2.2.6 Проверка свайного фундамента как условного сплошного массива

У свай, защемленных в грунте, за счет сил трения между боковой поверхностью сваи и грунтом в передаче нагрузок на основание участвует окружающий их грунт. При этом сваи вместе с окружающим грунтом образуют условный сплошной фундамент. Границы условного сплошного фундамента определяются: снизу – плоскостьюВС, проходящей через нижние концы свай или свай-оболочек; с боков – вертикальными плоскостямиАВ иCD, отстоящими от наружных граней свай на расстоянииhtg(m/4); сверху – расчетной поверхностью грунта.

Значениеm определяют по формуле

                              (26)

где1,2, …,i – расчетное значение угла внутреннего трения грунта для расчетов на прочность отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной соответственноh1,h2, …,hi;h – глубина погружения свай от уровня подошвы ростверка до нижнего конца свай (для фундаментов с высоким ростверком – от дна водоема).

Несущая способность основания условного фундамента проверяется из условия

PR/nиPmaxcR/n,                                 (27)

гдеР иРmax – среднее и максимальное давления, кПа, по подошве условного фундамента;R – расчетное сопротивление, кПа, основания условного фундамента (п. 1.4.4);n ис соответственно коэффициенты надежности по назначению сооружения и условий работы,n = 1,4,с = 1,0 при нескальных основаниях.

ЗначенияP иPmax определяются по формулам:

,                                            (28)

,                                (29)

гдеNс – нормальная составляющая нагрузки, кН, от веса условного фундамента с учетом веса грунтового массива, ростверка и свай и внешней нагрузки;Fh,Mc – соответственно горизонтальная составляющая внешней нагрузки, кН, и ее момент относительно главной оси горизонтального сечения условного фундамента в уровне расчетной поверхности грунта, кНм;h – глубина заложения условного фундамента, м;lс иbc – размеры в плане условного фундамента;k – коэффициент пропорциональности, определяющий нарастание с глубиной коэффициента постели грунта, расположенного выше подошвы фундамента и принимаемый по таблице Г.14;Cb – коэффициент постели грунта в уровне подошвы условного фундамента, кН/м3, приh 10 м –сb = 10k,h < 10 м –сb =kh.

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ

ГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

3.1 Основные положения расчета фундаментов

глубокого заложения из опускных колодцев

3.1.1 Общие положения

Опускной колодец представляет собой полую (открытую сверху и снизу) оболочку круглого, прямоугольного или иного сечения, погружаемую в грунт до проектной отметки под собственным весом с одновременной разработкой грунта из внутренней полости (через шахты). Минимальный размер шахты – 2 м. Толщина наружных стен обычно 1–2 м, внутренних – от 0,5 до 0,8 м. После достижения опускным колодцем проектной глубины заложения его внутренняя полость заполняется бетоном полностью или частично (нижняя опорная подушка), остальное пространство колодца может заполняться песком (рисунок 8). Толщина нижней опорной подушки должна превышать в 1,5–2 раза меньший размер шахты.

В верхней части колодца сооружают распределительную плиту толщиной 1–2 м, на которой затем возводится сама опора.

Опускные колодцы применяют в качестве фундаментов опор мостов при залегании прочных и малосжимаемых грунтов на глубине свыше 6–7 метров, когда производство работ в открытых котлованах экономически нецелесообразно и затруднено технически.

Рисунок 8 – Схемы построения условных массивных фундаментов

Расчет колодца, используемого в качестве фундамента опоры моста, ведется на стадиях возведения и эксплуатации. Основное внимание уделяется расчету на стадии возведения, когда проводятся две проверки:

1) достаточности веса колодца для его погружения;

2) недопущение всплытия колодца под воздействием гидростатического давления после бетонирования нижней плиты и последующей откачки воды из внутренней полости.

Основание фундамента глубокого заложения из опускного колодца рассчитываются по двум группам предельных состояний:

– поI группе (по несущей способности), включающей проверку прочности грунта под подошвой фундамента и по его боковой поверхности;

– поII группе (по деформациям), включающей расчеты осадки и горизонтального смещения верха опоры.

3.1.2 Определение глубины заложения фундамента

При проектировании фундамента глубокого заложения в виде опускного колодца решающим фактором для назначения глубины заложения является отметка заложения прочного и малосжимаемого грунта. Наиболее надежными в качестве основания фундамента глубокого заложения являются скальные грунты, твердые и полутвердые глинистые грунты, гравелистые, крупные и средние пески плотные и средней плотности сложения.

3.1.3 Определение площади подошвы фундамента

Размеры фундамента в плоскости обреза принимают больше размеров надфундаментной части опоры на величинус0 0,02hf в каждую сторону, но не менее 0,4 м (hf – высота опускного колодца, м).

Площадь подошвы фундаментаА принимается равной площади в плоскости обреза

А =bl= (bоп+ 2c0)(lоп+2с0),                                (30)

гдеbоп иlоп – размеры надфундаментной части опоры в плоскости обреза фундамента, м.

3.1.4 Определение расчетного сопротивления грунта

под подошвой фундамента

Расчетное сопротивление грунта, кПа, нескального грунта под подошвой фундамента глубокого заложения определяется по формуле (1).

За расчетную поверхность грунта принимается дневная поверхность грунта на суходоле или дно водотока (при отсутствии размыва). Если имеет место размыв, то за расчетную поверхность принимается линия местного размыва.

3.1.5 Расчет по первой группе предельных состояний

Грунтовое основание рассматривается как упругая линейно-деформируемая среда, свойства которой характеризуются коэффициентом постелиСz, линейно возрастающим с глубиной.

Фундаменты из опускных колодцев рассчитываются с учетом жесткости и заделки в грунте. Критерием абсолютной жесткости является выполнение условия

,

где – коэффициент деформации фундамента, м-1;h – глубина заложения фундамента (расстояние от расчетной поверхности грунта до подошвы фундамента).

Коэффициент деформации фундамента, м-1, определяют по формуле

                                             (31)

гдеEI – жесткость поперечного сечения фундамента при изгибе, кНм2;k – коэффициент пропорциональности, кН/м4, характеризующий изменение с глубиной коэффициента постели грунта, окружающего колодец (таблица Г.15);bр – расчетная ширина фундамента, в пределах которой учитывается передача горизонтального давления на грунт;

                                        (32)

гдеb – проекция поперечного сечения фундамента на плоскость, перпендикулярную плоскости действия сил, м; при расчете фундамента на силы, действующие вдоль моста,b =l;kф – коэффициент формы фундамента, учитывающий форму части сечения фундамента, передающей давление на грунт (таблица 4).

Т а б л и ц а  4 – Значения коэффициента формыkф

Контур сечения части фундамента, которой он оказывает давление на грунт

Значение коэффициентаkф

1,0

0,9

Меньшие значения коэффициентаk соответствуют наибольшим значениям показателя текучестиIL глинистых и коэффициентам пористостие песчаных грунтов. Для промежуточных значенийе иIL величиныk определяются интерполяцией.

Выбор значения коэффициентаk связан с глубинойhk – глубиной, с которой начинает учитываться действие отпора (пассивного давления) грунта. Глубинаhk от расчетной поверхности грунта определяется по формуле

hk = 3,5d + 1,5,                                         (33)

гдеd – размер горизонтального сечения фундамента (в уровне расчетной поверхности грунта) в плоскости действия сил, м. При расчете фундамента на силы, действующие вдоль моста, подd следует понимать ширину его подошвы, т. е.d =b.

Если в результате расчета значениеhk превышает глубину заложения фундаментаh, то принимаютhk =d.

Если в пределах глубиныhk залегает один слой грунта, то величина коэффициентаК,подставляемого в формулу (31), принимается равной значению, соответствующему этому слою. При наличии нескольких слоев грунта в пределах глубиныhk, каждый из которых характеризуется своим значением коэффициента пропорциональностиki, необходимо определять для всей толщи грунтовhk приведенное значение коэффициентаk по формулам:

а) при двух слоях грунта

                        (34)

б) при трех слоях грунта

,          (35)

гдеh1,h2,h3 иk1,k2,k3 – мощности слоев грунта в пределах глубиныhk и соответствующие им коэффициенты пропорциональности.

Под воздействием горизонтальной силыF и моментаМ, приложенных в уровне расчетной поверхности грунта, фундамент, рассматриваемый в схеме на рисунке 9 как жесткий стержень, повернется на угол вокруг точкиО, расположенной на глубинеz0 от расчетной поверхности грунта. При этом по боковой поверхности фундамента возникнут реактивные напряженияz, величину которых (в кПа) определяют по формуле

,                                       (36)

гдеz – глубина залегания (в м) от расчетной поверхности грунта точки, в которой определяется значение горизонтального реактивного давления грунтаz.

Величиныz0, и, рад, при опирании фундамента на нескальный грунт определяются из выражений:

                         (37)

                                    (38)

Рисунок 9 – Схема работы колодца как жесткого стержня

гдеСп – коэффициент постели, кН/м3, под подошвой фундамента, принимаемый:

– приd 10 мСп = 10k;                                                                    (39)

– приd > 10 мСп =kh,                                                                      (40)

гдеk – коэффициент пропорциональности грунта, лежащего под подошвой фундамента, кН/м4, принимаемый по таблице Г.14;Iп – момент инерции подошвы фундамента, м4, относительно главной центральной оси, перпендикулярной плоскости действия сил.

Напряженияср,max иmin, возникающие под подошвой фундамента от действия вертикальных сил и момента, определяются по формулам:

                                        (41)

,                               (42)

гдеdп – размер подошвы фундамента в плоскости действия внешних нагрузок (при расчете фундамента на силы, действующие вдоль моста,dп =b);NI – нормальная сила в уровне подошвы фундамента по первой группе предельных состояний, определяемая аналогично фундаменту мелкого заложения (см. таблицу 2);А – площадь подошвы фундамента, определяемая по формуле (30);Т – сила трения по боковой поверхности фундамента, кН;

,                                  (43)

гдеU – периметр поперечного сечения фундамента, м;Rfi – расчетное  сопротивление, кПа,i-го слоя грунта по боковой поверхности фундамента, принимаемое в соответствии с п. 2.2.3.2;hi– мощностьi-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью фундамента.

Сила трения при постоянном сечении фундамента учитывается в пределах от подошвы до расчетной поверхности грунта, а при наличии уступов – только от подошвы до верха первого уступа.

Критерием правильного назначения размеров фундамента являются условия выполнения следующих проверок:

                                             (44)

                                         (45)

                                             (46)

где γn – коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4; γс – коэффициент, принимаемый равным 1,0 при нескальных грунтах основания и основном сочетании нагрузок и равным 1,2 при опирании на скалу или при дополнительном сочетании нагрузок.

После выполнения условий (44) – (46) необходимо выполнить следующую проверку: величина наибольшего горизонтального давления на грунт, передаваемого через боковую поверхность фундамента и определяемого формулой (36) не должна превосходить значение напряжения σпр, являющегося разностью пассивного и активного давлений грунта

;                                          (47)

                             (48)

где η1 – коэффициент, равный 0,7 при опирании на опору распорных пролетных строений и равный 1,0 в остальных случаях; η2 – коэффициент, учитывающий долю постоянной нагрузки в суммарной;

Мп иМв – моменты от постоянных и временных нагрузок, кН∙м;γI,I,cI, – расчетные характеристики грунта в расчетной точке;            ξ – коэффициент, принимаемый равным 0,6.

Расчетное значение удельного веса грунтаγI следует определять с учетом взвешивающего действия воды (если оно имеет место).

Проверка условия (47) производится в точкахz =h/3 иz =h.

3.1.6 Расчет по второй группе предельных состояний

3.1.6.1 Расчет осадки фундамента.Осадка фундамента глубокого заложения определяется так же, как для свайного фундамента.

Границы условного фундаментаabcd определяются в соответствии с указаниями рисунка 8. В расчетах вес колодца и грунта определяются с учетом взвешивающего действия воды, если оно имеет место.

При расчете осадки должно выполняться условие, приведенное в подразд. 1.6.

3.1.6.2 Расчет горизонтального смещения верха опоры.Горизонтальное смещениеSг, м, верха опоры определяется по формуле

                                  (49)

гдеhоп – расстояние от расчетной поверхности грунта до верха опоры, м; Δ – горизонтальное смещение верха опоры за счет деформации ее тела, м (в курсовой работе можно принимать Δ = 0);,z0 – величины, определяемые по формулам (37) и (38).

Критерием расчета служит выполнение условия:

SгSг,u,

гдеSг,u = 0,5.

3.1.7 Расчет фундамента глубокого заложения

на строительные нагрузки

3.1.7.1 Проверка достаточности веса колодца для его погружения.Проверка достаточности веса колодца производится по формуле

                                         (50)

гдеGк – расчетный вес колодца, определяемый с учетом взвешивающего действия воды (если отсутствует водоотлив), кН;Т – сила трения грунта по боковой поверхности колодца при погружении, кН;

,                                        (51)

гдеn – число участков, границами которых являются границы слоев различных грунтов и отметки изменения сечения колодца.

Суммирование выполняется на всю глубину опускания – от природной поверхности грунта (без учета размыва) до проектной отметки подошвы фундамента.

В формулу (51) входят те же параметры, что и в формулу (43).

3.1.7.2 Проверка колодца на всплытие.Проверка производится по формуле

                                      (52)

где – вес колодца с опорной подушкой, определяемый без учета взвешивания в воде, кН;hw – расстояние от подошвы фундамента до уровня грунтовых или меженных вод, м; γw – удельный вес воды;          γw = 10 кН/м3;А – площадь подошвы фундамента, м2.

3.2 Пример расчета опускного колодца

3.2.1 Исходные данные

Глубина размываdраз = 1,5 м.

Расчетный пролетlпр = 110 м.

Высота опорыhоп = 8 м.

Размеры опоры в плане в уровне обрезаbопlоп = 3,56,6 м.

Нормативный вес опорыNоп = 5000 кН.

Нормативный вес пролетных строенийNпр1 +Nпр2 = 5700 кН.

Нормативная подвижная нагрузка на опоруNвр1 +Nвр2 = 7000 кН.

Нормативное значение тормозной нагрузкиТ1 = 450 кН.

Данные о грунтах приведены в таблице 5.

3.2.2 Определение характеристик грунтов

Слой № 1 – вода.

Слой № 2 – песок пылеватый:

1) удельный вес грунта в сухом состоянии

2) коэффициент пористости

.

По таблице Г.4 песок имеет среднюю плотность сложения.

По таблице Г.5 определяем условное сопротивление грунта слояR0 = 147 кПа.

Т а б л и ц а  5 –Сводная таблица характеристик грунтов

Номер слоя

Глубина подошвы слоя от поверхности, м

Мощность слоя, м

Абсолютная отметка подошвы слоя, м

Отметка ГМВ

Наименование грунта слоя

Удельный вес частиц грунтовs, кН/м3

Удельный вес грунтовn, кН/м3

Влажностьw

Степень влажностиSr

Граница текучестиwL

Граница пластичностиwp

Показатель текучестиLL

Сцеплениесn, кПа

Угол внутреннего тренияn, град.

Модуль деформацииЕn, МПа

1

0,5

0,50

103,00

103,50

Вода

10,0

2

5,5

5,00

98,00

Песок пылеватый

26,6

19,0

0,20

0,778

30

10

3

21,5

16,00

82,00

Супесь

27,0

19,5

0,13

15

10

0,6

7

28

14

4

33,5

12,00

70,00

Суглинок

27,2

20,5

0,18

27

17

0,1

50

20

23

Слой № 3 – супесь:

1) число пластичности

Согласно таблице Г.1 грунт – супесь;

2) показатель текучести

Согласно таблице Г.2 супесь имеет пластичную консистенцию;

3) кН/м3.

4)

Согласно таблице Г.6 условное сопротивлениеR0 не нормируется.

Слой № 4 – суглинок:

1)Ip =27 – 17 = 10.

Согласно таблице Г.1 грунт – суглинок;

2)

3) кН/м3;

4)

Согласно таблице Г.2 суглинок имеет полутвердую консистенцию. ВеличинаR0 = 340 кПа.

Анализируя характеристики грунтов (см. таблицу 5), делаем вывод, что в качестве основания может быть использован только полутвердый суглинок. Из-за большой глубины залегания данного слоя грунта от поверхности воды (21,5 м) считаем целесообразным отказаться от варианта фундамента мелкого заложения на естественном основании и запроектировать фундамент глубокого заложения в виде опускного колодца, заложив его подошву на отметке 81,0 м (т. е. заглубившись на 1 м в несущий слой – суглинок).

Принятая глубина заложения намного превышает требования, предъявляемые к заглублению фундамента с точки зрения глубины промерзания и гидрогеологического фактора (размыва).

Плоскость обреза фундамента находится на отметке 103,00 м, колодец проектируется шире опоры моста на 1,0 м (по 0,5 м в каждую сторону).

Определяем размеры фундамента в плане (рисунок 10).

Ширина подошвы фундаментаb = 3,5 +20,5 = 4,5 м.

Длина подошвы фундаментаl = 6,6 + 20,5 = 7,6 м.

Принимаем колодец с двумя шахтами размером в плане 2,5 2,5 м для выборки грунта. Толщина стен колодца: наружных – 1 м, внутренней – 0,6 м. Расчетная поверхность грунта – уровень размыва – находится на отметке 103,00 – 1,50 = 101,50 м.

Глубина заложения фундамента от уровня размыва:

d = 101,5 – 81,0 = 20,5 м.

Определим значение расчетного сопротивления суглинка:

кПа.

3.2.3 Расчет по первой группе предельных состояний

Рассмотрим действие сил вдоль оси моста.

Проверим критерий жесткостиh 2,5.

Для этого определим приkф = 1 (колодец прямоугольной формы) величиныbp = 1(7,6 + 1) = 8,6 м;Е = 26,5∙106 кПа. С учетом наличия двух шахт для выборки грунта размером 2,52,5 м, не заполняемых впоследствии бетоном, определим момент инерции сечения колодца относительно оси, перпендикулярной плоскости действия сил:

м4;

hk = 3,54,5 + 1,5 = 17,25 м (по формуле (33)).

В пределах глубиныhk залегает пылеватый песок (h1 = 3,5 м,k1 = 3000 кН/м4) и супесь пластичная (h2 =hkh1 = 17,25 – 3,5 = 13,75 м;k2 = 3000 кН/м4).

Рисунок 10 – Схема к определению размеров фундамента глубокого заложения

Следовательно, для слояhk можно принятьk = 3000 кН/м4. Тогда коэффициент деформации, определяемый по формуле (31),

м–1.

Глубина заложенияh = 20,5 м (от уровня размыва), тогда

.

В расчете колодец рассматривается как абсолютно жесткий стержень.

Определяем расчетные усилия, действующие в уровне расчетной поверхности грунта.

Нагрузка для основного сочетания нагрузокNI = 31656 кН.

Вес фундамента при условии заполнения шахт песком:Nf = 16033 кН.

Вес воды на обрезах фундамента:

Nw = (7,64,5 – 6,63,5)0,510 = 55,5 кН.

Вес грунта на уступах  фундаментаNg = 0.

Сила трения определяется по формуле (43) с использованием таблицы Г.11.

Для дополнительного сочетания нагрузок (необходимо пересчитать таблицу 2 с учетом веса фундамента и воды на уступах фундамента с коэффициентом надежности по нагрузке в расчетных сочетанияхf = 1,1):NI = 30060 кН;MI = 4350 кНм.

Определяем величиныz0 и по формулам (37) – (38):

,

В данных формулахСп – коэффициент постели;Сп = 300020,5 =         = 61500 кН/м2;I – момент инерции подошвы фундамента (с учетом бетонирования днища колодца); .

При определении момента инерции сечения на уровне подошвы фундамента учитывается полная площадь, без вычета шахт, поскольку они при сооружении опорной подушки заполняются бетоном.

Определяем напряжения по подошве фундамента и выполняем проверки.

По формуле (44):

.

По формулам (45), (46):

Проверка по формуле (45) показывает, что:

Условие (46) также выполняется:

σmin = 914,3 > 0.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

Схемы опор

Схема опоры № 1

Схема опоры № 2

Схема опоры № 3

Схема опоры № 4

Схема опоры № 5

Схема опоры № 6

Схема опоры № 7

Схема опоры № 8

Схема опоры № 9

Схема опоры № 10

Схема опоры № 11

Схема опоры № 12

Схема опоры № 13

Схема опоры № 14

Схема опоры № 15

Схема опоры № 16

Схема опоры № 17

Схема опоры № 18

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(обязательное)

Исходные данные по нагрузкам

Нагрузки

Обозначе-ние

Нормативная нагрузка, кН

Расчетная нагрузка, кН

основное

сочетание

дополнительное сочетание

расчет устойчивости

К схеме опоры № 1

Основные

Вес опоры

Nоп

13300

14630

14630

11970

Вес пролетного строенияlр1 = 33 м

Nпр1

570

627

627

513

Вес пролетного строенияlр2 = 33 м

Nпр2

570

627

627

513

Подвижная

Nвр1

3000

3600

2880

2880

Подвижная

Nвр2

3000

3600

2880

2880

Дополнительные

Тормозная

F1

300

252

252

От продольного ветра на пролетные строения

F2

56

42

42

От продольного ветра на опору

F3

170

127

127

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

190

142

142

От поперечного ветра на опору

F5

60

45

45

Ледовая

F6

500

420

420

К схеме опоры № 2

Основные

Вес опоры

Nоп

11050

12155

12155

9945

Вес пролетного строенияlр1 = 44 м

Nпр1

820

902

902

738

Вес пролетного строенияlр2 = 44 м

Nпр2

820

902

902

738

Подвижная

Nвр1

3670

4282

3426

3426

Подвижная

Nвр2

3670

4282

3426

3426

Дополнительные

Тормозная

F1

378

309

309

От продольного ветра на пролетные строения

F2

78

59

59

От продольного ветра на опору

F3

147

110

110

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

262

197

197

От поперечного ветра на опору

F5

50

37

37

Ледовая

F6

П р о д о л ж е н и е   п р и л о ж е н и я  Б

Нагрузки

Обозначе-ние

Нормативная нагрузка, кН

Расчетная нагрузка, кН

основное

сочетание

дополнительное сочетание

расчет устойчивости

К схеме опоры № 3

Основные

Вес опоры

Nоп

14050

15455

15455

12645

Вес пролетного строенияlр1 = 55 м

Nпр1

1090

1199

1199

981

Вес пролетного строенияlр2 = 55 м

Nпр2

1090

1199

1199

981

Подвижная

Nвр1

4340

4978

3982

3982

Подвижная

Nвр2

4340

4978

3982

3982

Дополнительные

Тормозная

F1

480

385

385

От продольного ветра на пролетные строения

F2

100

75

75

От продольного ветра на опору

F3

167

125

125

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

333

250

250

От поперечного ветра на опору

F5

55

41

41

Ледовая

F6

450

378

378

К схеме опоры № 4

Основные

Вес опоры

Nоп

8500

9350

9350

7650

Вес пролетного строенияlр1 = 66 м

Nпр1

1370

1507

1507

1233

Вес пролетного строенияlр2 = 66 м

Nпр2

1370

1507

1507

1233

Подвижная

Nвр1

5000

5710

4568

4568

Подвижная

Nвр2

5000

5710

4568

4568

Дополнительные

Тормозная

F1

500

400

400

От продольного ветра на пролетные строения

F2

200

150

150

От продольного ветра на опору

F3

105

79

79

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

384

288

288

От поперечного ветра на опору

F5

40

30

30

Ледовая

F6

600

504

504

П р о д о л ж е н и е   п р и л о ж е н и я  Б

Нагрузки

Обозначе-ние

Нормативная нагрузка, кН

Расчетная нагрузка, кН

основное

сочетание

дополнительное сочетание

расчет устойчи-вости

К схеме опоры № 5

Основные

Вес опоры

Nоп

13900

15290

15290

12510

Вес пролетного строенияlр1 = 77 м

Nпр1

1850

2036

2036

1665

Вес пролетного строенияlр2 = 77 м

Nпр2

1850

2036

2036

1665

Подвижная

Nвр1

5530

6282

5026

5026

Подвижная

Nвр2

5530

6282

5026

5026

Дополнительные

Тормозная

F1

550

438

438

От продольного ветра на пролетные строения

F2

250

187

187

От продольного ветра на опору

F3

160

120

120

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

660

495

495

От поперечного ветра на опору

F5

45

34

34

Ледовая

F6

700

588

588

К схеме опоры № 6

Основные

Вес опоры

Nоп

19100

21010

21010

17190

Вес пролетного строенияlр1 = 88 м

Nпр1

2200

2420

2420

1980

Вес пролетного строенияlр2 = 88 м

Nпр2

2200

2420

2420

1980

Подвижная

Nвр1

6360

7193

5755

5755

Подвижная

Nвр2

6360

7193

5755

5755

Дополнительные

Тормозная

F1

640

507

507

От продольного ветра на пролетные строения

F2

290

218

218

От продольного ветра на опору

F3

200

150

150

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

754

565

565

От поперечного ветра на опору

F5

70

53

53

Ледовая

F6

400

336

336

П р о д о л ж е н и е   п р и л о ж е н и я  Б

Нагрузки

Обозначе-ние

Нормативная нагрузка, кН

Расчетная нагрузка, кН

основное

сочетание

дополнительное сочетание

расчет устойчивости

К схеме опоры № 7

Основные

Вес опоры

Nоп

9830

10813

10813

8847

Вес пролетного строенияlр1 = 110 м

Nпр1

2940

3234

3234

2646

Вес пролетного строенияlр2 = 110 м

Nпр2

2940

3234

3234

2646

Подвижная

Nвр1

7820

8758

7006

7006

Подвижная

Nвр2

7820

8758

7006

7006

Дополнительные

Тормозная

F1

780

612

612

От продольного ветра на пролетные строения

F2

400

300

300

От продольного ветра на опору

F3

115

86

86

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

950

712

72

От поперечного ветра на опору

F5

40

30

30

Ледовая

F6

500

420

420

К схеме опоры № 8

Основные

Вес опоры

Nоп

11360

12496

12496

10224

Вес пролетного строенияlр1 = 110 м

Nпр1

2940

3234

3234

2646

Вес пролетного строенияlр2 = 55 м

Nпр2

1090

1199

1199

981

Подвижная

Nвр1

7820

8758

7006

7006

Подвижная

Nвр2

4340

4978

3982

3982

Дополнительные

Тормозная

F1

780

612

612

От продольного ветра на пролетные строения

F2

396

297

297

От продольного ветра на опору

F3

130

98

98

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

640

480

480

От поперечного ветра на опору

F5

50

38

38

Ледовая

F6

700

588

588

П р о д о л ж е н и е   п р и л о ж е н и я  Б

Нагрузки

Обозначе-ние

Нормативная нагрузка, кН

Расчетная нагрузка, кН

основное

сочетание

дополнительное сочетание

расчет устойчивости

К схеме опоры № 9

Основные

Вес опоры

Nоп

13500

14850

14850

12150

Вес пролетного строенияlр1 = 110 м

Nпр1

2940

3234

3234

2646

Вес пролетного строенияlр2 = 77 м

Nпр2

1850

2036

2036

1665

Подвижная

Nвр1

7820

8758

7006

7006

Подвижная

Nвр2

5530

6282

5026

5026

Дополнительные

Тормозная

F1

750

612

612

От продольного ветра на пролетные строения

F2

400

300

300

От продольного ветра на опору

F3

150

112

112

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

80

60

60

От поперечного ветра на опору

F5

60

45

45

Ледовая

F6

350

294

294

К схеме опоры № 10

Основные

Вес опоры

Nоп

11900

13090

13090

10710

Вес пролетного строенияlр1 = 110 м

Nпр1

2940

3234

3234

2646

Вес пролетного строенияlр2 = 88 м

Nпр2

2200

2420

2420

1980

Подвижная

Nвр1

7820

8758

7006

7006

Подвижная

Nвр2

6360

7193

5755

5755

Дополнительные

Тормозная

F1

780

612

612

От продольного ветра на пролетные строения

F2

400

300

300

От продольного ветра на опору

F3

140

105

105

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

850

638

638

От поперечного ветра на опору

F5

25

19

19

Ледовая

F6

900

755

755

П р о д о л ж е н и е   п р и л о ж е н и я  Б

Нагрузки

Обозначе-ние

Нормативная нагрузка, кН

Расчетная нагрузка, кН

основное

сочетание

дополнительное сочетание

расчет устойчивости

К схеме опоры № 11

Основные

Вес опоры

Nоп

8780

9658

9658

7902

Вес пролетного строенияlр1 = 66 м

Nпр1

1370

1507

1507

1233

Вес пролетного строенияlр2 = 33 м

Nпр2

570

627

627

513

Подвижная

Nвр1

5000

5710

4568

4578

Подвижная

Nвр2

3000

3600

2880

2880

Дополнительные

Тормозная

F1

500

400

400

От продольного ветра на пролетные строения

F2

120

90

90

От продольного ветра на опору

F3

110

82

82

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

285

214

214

От поперечного ветра на опору

F5

40

30

30

Ледовая

F6

600

504

504

К схеме опоры № 12

Основные

Вес опоры

Nоп

13630

14993

14993

12267

Вес пролетного строенияlр1 = 66 м

Nпр1

1370

1507

1507

1233

Вес пролетного строенияlр2 = 44 м

Nпр2

820

902

902

738

Подвижная

Nвр1

5000

5710

4568

4568

Подвижная

Nвр2

3670

4282

3426

3426

Дополнительные

Тормозная

F1

500

400

400

От продольного ветра на пролетные строения

F2

200

150

150

От продольного ветра на опору

F3

160

120

120

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

320

240

240

От поперечного ветра на опору

F5

70

52

52

Ледовая

F6

750

630

630

П р о д о л ж е н и е   п р и л о ж е н и я  Б

Нагрузки

Обозначе-ние

Нормативная нагрузка, кН

Расчетная нагрузка, кН

основное

сочетание

дополнительное сочетание

расчет устойчивости

К схеме опоры № 13

Основные

Вес опоры

Nоп

13500

14850

14850

12150

Вес пролетного строенияlр1 = 77 м

Nпр1

1850

2036

2036

1665

Вес пролетного строенияlр2 = 33 м

Nпр2

570

627

627

513

Подвижная

Nвр1

5530

6982

5026

5026

Подвижная

Nвр2

3000

3600

2880

2880

Дополнительные

Тормозная

F1

550

436

438

От продольного ветра на пролетные строения

F2

260

195

195

От продольного ветра на опору

F3

150

112

112

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

420

315

315

От поперечного ветра на опору

F5

50

38

38

Ледовая

F6

1000

840

840

К схеме опоры № 14

Основные

Вес опоры

Nоп

11900

13090

13090

10710

Вес пролетного строенияlр1 = 77 м

Nпр1

1850

2036

2036

1665

Вес пролетного строенияlр2 = 44 м

Nпр2

820

902

902

738

Подвижная

Nвр1

5530

6282

5026

5026

Подвижная

Nвр2

3670

4082

3426

3426

Дополнительные

Тормозная

F1

550

438

438

От продольного ветра на пролетные строения

F2

260

195

195

От продольного ветра на опору

F3

140

105

105

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

460

345

345

От поперечного ветра на опору

F5

50

38

38

Ледовая

F6

700

588

588

П р о д о л ж е н и е   п р и л о ж е н и я  Б

Нагрузки

Обозначе-ние

Нормативная нагрузка, кН

Расчетная нагрузка, кН

основное

сочетание

дополнительное сочетание

расчет устойчивости

К схеме опоры № 15

Основные

Вес опоры

Nоп

15300

16830

16830

13730

Вес пролетного строенияlр1 = 77 м

Nпр1

1850

2036

2036

1665

Вес пролетного строенияlр2 = 55 м

Nпр2

1090

1199

1199

981

Подвижная

Nвр1

5530

6282

5026

5026

Подвижная

Nвр2

4340

4978

3982

3982

Дополнительные

Тормозная

F1

550

438

438

От продольного ветра на пролетные строения

F2

260

195

195

От продольного ветра на опору

F3

160

120

120

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

500

375

375

От поперечного ветра на опору

F5

60

45

45

Ледовая

F6

450

378

378

К схеме опоры № 16

Основные

Вес опоры

Nоп

16180

17798

17798

4562

Вес пролетного строенияlр1 = 88 м

Nпр1

2200

2420

2420

1980

Вес пролетного строенияlр2 = 44 м

Nпр2

820

902

902

738

Подвижная

Nвр1

6360

7193

5755

5755

Подвижная

Nвр2

3670

4282

3426

3426

Дополнительные

Тормозная

F1

640

507

507

От продольного ветра на пролетные строения

F2

290

217

217

От продольного ветра на опору

F3

170

127

127

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

510

382

382

От поперечного ветра на опору

F5

60

45

45

Ледовая

F6

800

672

672

О к о н ч а н и е   п р и л о ж е н и я  Б

Нагрузки

Обозначе-ние

Нормативная нагрузка, кН

Расчетная нагрузка, кН

основное

сочетание

дополнительное сочетание

расчет устойчивости

К схеме опоры № 17

Основные

Вес опоры

Nоп

10000

12100

12100

90000

Вес пролетного строенияlр1 = 88 м

Nпр1

2200

2420

2420

1980

Вес пролетного строенияlр2 = 55 м

Nпр2

1090

1199

1199

981

Подвижная

Nвр1

6360

7193

5755

5755

Подвижная

Nвр2

4340

4978

3982

3982

Дополнительные

Тормозная

F1

640

507

507

От продольного ветра на пролетные строения

F2

290

217

217

От продольного ветра на опору

F3

110

82

82

От поперечного ветра на пролетные строения

F4

550

412

412

От поперечного ветра на опору

F5

40

30

30

Ледовая

F6

950

798

798

К схеме опоры № 18

Основные

Вес опоры

Nоп

17560

19314

19314

15804

Вес пролетного строенияlр1 = 88 м

Nпр1

2200

2420

2420

1980

Вес пролетного строенияlр2 = 66 м

Nпр2

1370

1507

1507

1233

Подвижная

Nвр1

6360

7193

5755

5755

Подвижная

Nвр2

5000

5710

4568

4568

Дополнительные

Тормозная

F1

640

507

507

От продольного ветра на пролетные строения