Проектування двох принципових варіанта нової залізничної лінії, складення поздовжніх профілів з їх подальшим техніко-економічним порівнянням, страница 33

d - отвір труби, м;

δ - товщина стінки, м;

m - коефіцієнт закладення укосу.

8.2 Загальні принципи розрахунку труб

На труди діє постійне навантаження від ваги ґрунту та насипу та тимчасове залізничне, автотранспортне, а в деяких випадках навіть навантаження від міських видів транспорту. Постійне та тимчасове навантаження створюють вертикальний та горизонтальний тиск на трубу. Вертикальний тиск насипу визначають із припущення, що на трубу передається вага ґрунтового стовпу, що розташований над нею, та діють сили тертя, спрямовані донизу, по площинам, які межують цей стовп.

Таке припущення обумовлено тим, що осадка насипу в перший період після відсипання проходить нерівномірно – безпосередньо над трубою осадка менша, ніж на ділянках, розташованих з боків. Виникаючі через різницю осадок ґрунту сили тертя будуть діяти донизу. Отже, вертикальний тиск насипу на трубу, кПа, виявляється більшим, ніж вага стовпа ґрунту, розташованого над трубою, та визначається:

,                                                                                           (8.2)

де:

 - коефіцієнт надійності по навантаженню, який дорівнює 1.3;

 - коефіцієнт вертикального тиску;

 - питома вага ґрунту, кН/м, допускається приймати рівним 17.7кН/м;

 - висота засипки, що дорівнює відстані від верха труби до підошви рейки, м.

Коефіцієнт вертикального тиску ґрунту визначають за наступною формулою:

,                                                                           (8.3)

де:

;                                                                                          (8.4)

 - нормативний кут внутрішнього тертя ґрунту засипки труби, який приймається для ланок труб 30°, для оголовків труб - 25°.

 - коефіцієнт горизонтального тиску ґрунту засипки;

;                                                                                     (8.5)

 - діаметр (ширина) ланки по зовнішньому обрису, м;

 - відстань до основи насипу до верха ланки труби, м;

 - коефіцієнт, який дорівнює 1.2, при мало податливих основах (пальна основа, скельні ґрунти); 1.1 – при фундаментах мілкого закладення та при нескельних ґрунтах. Якщо >, то =.

Тимчасове вертикальне навантаження , розташоване на насипу, також оказує вертикальний та горизонтальний тиск ґрунту на трубу.

Вертикальний тиск від тимчасового навантаження розподіляється в насипу під кутом, який дорівнює  до вертикалі,

                                                                                         (8.6)

де:

 - інтенсивність тимчасового вертикального навантаження від рухомого складу залізниць (табл.1, дод. 5 ДБН В.2.3-19-2008) для довжини лінії завантаження і положення вершини лінії впливу  ( але не більше 19.6 кН/м);

 - діаметр (ширина) ланки по зовнішньому обрису, м;

 - коефіцієнт надійності по навантаженню для тимчасового вертикального навантаження, який дорівнює 1.3.

Динамічний коефіцієнт до навантаження від залізничного рухомого складу при товщі засипки 0.4м та менше ; три товщі засипки 1 м та більше .

Ланки прямокутних труб розраховують як рами замкнутого обрису, завантажені по всім чотирьом сторонам рівномірно розподіленим навантаженням, яка відрізняється по вертикалі та горизонталі. Розрахунок по міцності ведуть по формулам для залізобетонних прямокутних перерізів, що згинаються. Окрім того, стінки ланок перевіряють по схемі рами з жорстко защемленими стойками. Ланки круглих труб розраховують як кільця, які працюють в умовах нерівномірного радіального стиску. Найбільший розрахунковий згинаючий момент у такім кільці в вертикальнім та горизонтальнім перерізах (без врахування нормальних та поперечних сил) визначають по формулі:

,                                                                                       (8.7)

де:

 - радіус ланки, який приймають до середини товщини ланки, м;