Проектирование фундамента промежуточной опоры однопутного железнодорожного моcта (расчетный пролет моста = 33м), страница 8

n=((F_V⁰+G)/F_d)×k_M×g_k

где F_V⁰=11162 – наибольшая вертикальная сила в плоскости обреза фундамента, кН;

G – вес ростверка с учетом взвешивания водой, кН, вычисляемый по формуле

G=(g_f×g_б - g_w)×V

где V – объем ростверка, вычисленный по уточненным размерам, м³;

g_f=1,1 – коэффициент надежности по нагрузке;

g_б=24,0 кН/м³ – удельный вес бетона;

g_w=9,81 кН/м³ – удельный вес воды;

k_M=1,4 – коэффициент неравномерного загружения свай за счет действия момента M₀;

g_k=1,4 – коэффициент надежности;

V=10×3,4×1,25=42,5 м³;

G=(1,1×24-9,81)×42,5=697 кН;

n =((11162+697)/1347,8)×1.4×1.4=18 свай;

5.2.4 Приведение нагрузок к подошве ростверка

Прежде чем приступить к расчётам предварительно запроектированного фундамента, необходимо привести нагрузки к плоскости подошвы ростверка, первоначально уточнив его вес с учётом взвешивающего действия воды.

К вертикальной составляющей F_V⁰ сочетаний нагрузок добавляем силу G, рассчитанную для 1-го сочетания при g_f=1,1, для 2-го сочетаний при g_f=0,9 и для 3-го и 7-го сочетаний при g_f=1.

Горизонтальные силы во всех сочетаниях нагрузок остаются без изменений.

К моменту из любого сочетания нагрузок добавляем величину DM=F_h⁰×h, где F_h⁰×h - горизонтальная сила из того же сочетания нагрузок. Перечисленные нагрузки cведены в таблицу 5.2.

Табл.5.2. Приведенные нагрузки

Обозначение	В плоскости моста			В плоскости опоры
	I	II	III	VII
Fv0	11859	10529	10677	11597
Fhx0	0	0	0	0
Fhy0	289,6	289,6	236	0
Mx0	2937,8	2968,8	2464,3	0
My0	0	0	0	0

5.3. Расчет усилий в сваях

5.3.1. Общие сведения о расчетной схеме

Свайный фундамент в расчетах рассматриваем как многостоечную раму, в которой стойками являются сваи, а ригелем служит ростверк. Для определения усилий в сваях применяем метод перемещений. При этом ростверк считаем абсолютно жестким телом, а сваи – упругими стержнями, расположенными в упругой среде, податливость среды характеризуется коэффициентом постели, изменяющейся пропорционально глубине z:

C_z=K×z/g_c

где K – коэффициент пропорциональности (кН/м), принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю, по табл.2.5 [2];

z – глубина расположения сечения сваи в грунте, м, для которой определяется коэффициент постели по отношению к подошве ростверка при низком ростверке;

g_с=3 – коэффициент условий работы.

          При многослойном основании коэффициент K определяем по грунту, расположенному ниже подошвы ростверка (при фундаменте с низким ростверком) на глубину:

l_k=3,5×d_P+1.5

l_k=3.5×0.35+1.5=2.725 м

Так как вычисленная величина захватывает один слой основания, то вычисляем один коэффициент пропорциональности       K =12000 кН/м³ (приложение 1).

Деформируемость свай в грунте зависит от упругих свойств грунта, жёсткости ствола сваи EI, длины погружения части сваи l и характеризуется приведённой глубиной погружения:

L=a_e×l

где a_e - коэффициент деформации, м, определяемый по формуле

a_e=(K×b_p/(g_c×E×I))^1/5

b_p – условная ширина сваи, м, принимаемая по зависимости;

g_с=3 – коэффициент условий работы.

b_p=1,5d_p+0,5

Е=3×10⁷ кПа – модуль упругости бетона;

I=125×01^-5 м⁴ - момент инерции поперечного сечения сваи.

Фактическая длина сваи в расчётах заменяется расчётной длиной на сжатие, которая вычисляется по формуле

L_N=l₀+7×E×A/(10³×F_d)

где для фундамента с низким ростверком l₀=0.

b_p=1,5×0,35+0,5=1,025 м;

a_r=((12000×1.025)/(3×3×10⁷×125×10^-5))^1/5=0.642 м;

L= 0.613×11,7=7,26;

l_N=0+7×3×10⁷×125×10^-5/(10³×1347,8)=19,09 м.

Расчёт фундамента производится по плоским расчётным схемам отдельно в плоскости моста и в поперечной плоскости. При этом наклонные сваи заменяются их проекциями на расчётную плоскость.