Расчет и конструирование фундамента промежуточной опоры моста через судоходную реку

Содержание

1. Характеристика исходных данных……………………….………3

2. Выбор основания и типа фундамента………………………4

3. Сбор нагрузок, действующих на  фундамент……………6

4. Расчет опоры – фундамента в виде свай………………………..13

5. Список литературы……………………….……………………...15

1. Характеристика исходных данных

Необходимо рассчитать фундамент промежуточной опоры моста через  судоходную реку. Мост принят по схеме 12+15+15+15+15+12 м, пролётные строения ребристые из 6-ти тавровых балок  пролетом 12 и 15 м с ненапрягаемой арматурой и расстоянием между осями балок 1,86 м, ширина продольного стыка между балками 0,63 м на автомобильной дороге IV технической категории. Тротуары шириной 1,5 м, ограждение безопасности барьерного типа. Промежуточные опоры типа «свайные однорядные» при толщине льда 0,3 м.

 Слои покрытия проезжей части:

 Асфальтобетон 7 см,

 Защитный слой бетона 3 см,

 гидроизоляция 2 см,

 выравнивающий слой 3 см. 

2. Выбор основания и типа фундамента

 Для проектирования фундамента опоры моста необходимы данные инженерно-геологических изысканий, в результате  которых   определяются:  толщина  пластов  грунта,  физические     

свойства, классификационные характеристики, прочностные характеристики, характеристики грунтов.

    Характеристика грунтов по оси промежуточной опоры приведены в таблице 1.

Таблица 1

№ п/п	Тип грунта	Мощность слоя, м.	Удельный вес, г/см3		Показатель текучести, IL	Коэффициент пористости, e=(γs–γ)/γ	Угол внутреннего трения, φ, град	Модуль деформации, Е, МПа
			Влажный	сухой
1	Песок пылеватый	1,5	2,60	1,65	—	0,58	26	11,2
2	Песок пылеватый	6,1	2,72	1,50	—	0,81	26	10,5
3	Песок мелкий	1,0	2,64	1,60	—	0,65	32	29,1
4	Песок крупный	32,0	2,65	2,06	—	0,29	33	50,0

    Остальные данные приведены на рисунке 1.

   Рис.1 Схема промежуточной опоры моста.

   Исходя из исходных данных и условий залегания грунтов, в данных условиях целесообразно применить опоры-фундаменты из забивных свай, т. к. мост малых пролетов и грунты имеет необходимую для сооружения прочность. Применение забивных свай нам дает: использование одного типоразмера, уменьшение количества механизмов, следовательно, уменьшение себестоимости.   

3. Сбор нагрузок, действующих на фундамент

Собственный вес балок принимаем по данным [13]:

    для пролета l=15 м

-  крайние – 147 кН

-  средние – 136 кН

Опорная реакция веса пролетных строений на рассчитываемой опоре равна половине суммарного веса элементов пролетного строения.

Результаты расчетов сведены в табл. 1

                                                                                 Табл. 1.

Вид нагрузки	Величина нагрузки
	Нормативное значение, кН	Коэффициент надежности, gf	Расчетное значение, кН
Асфальтобетон   0,07*11,16*7,5*23	135	1,5	202
Защитный слой  0,03*11,16*7,5*25	63	1,3	82
Гидроизоляция   0,02*11,16*7,5*15	25	1,3	33
Выравнивающий  слой  0,03*11,16*7,5*21	53	1,3	69
Перильные ограждения 7,5*2*2,5	38	1,1	41
Барьерное ограждение 7,5*2*2	30	1,1	33
Собственный вес балок: -  средних 136*4/2 -  крайних 147*2/2	272 147	1,1 1,1	299 162
Вес продольного шва омоноличивания     0,15*0,63*5*25*7,5	89	1,1	98
Итого: постоянная нагрузка от          852                                           1019 веса пролетного строения

Определяем собственный вес опоры.                                                             

G_оп=G_риг+G_тела, где

G_риг – собственный вес ригеля,

G_тела – собственный вес тела опоры.

Нормативное значение

G_оп^н=0,4*0,9*11,4*25+0,3*0,3*6,3*6*25=187,65 кН

Расчетное значение

G_оп^р=187,65*1,1=206,42 кН

Определяем опорную реакцию от временной нагрузки на пролетном строении. Схема загружения пролетных строений нормативной нагрузкой вдоль моста и единичной линии влияния опорных реакций представлены на рис. 2.

   Рис.2 Линии влияния опорных реакций и схемы их загружения.

Ординаты линии влияния при загружении тележкой АК

y₁=1, y₂=(l_p-1,5)*y₁/l_p=(14,4-1,5)*1/14,4=0,90

При загружении тележкой НК – 800

y₁=1, y₃=(l_p-1,2)*y₁/l_p=(14,4-1,2)*1/14,4=0,92

y₄=(l_p-2,4)*y₁/l_p=(14,4-2,4)*1/14,4=0,83

y₅=(l_p-3,6)*y₁/l_p=(14,4-3,6)*1/14,4=0,75

Площадь линии влияния w=7,2 м².

Опорные реакции А_л и А_пр определяются по формуле

А=(1+m)*КПУ_А*q_А*w+(1+m)*КПУ_А*Р_А(y₁+y₂)+КПУ_Т*Р_Т*w.

Поперек моста рассматриваются 3 схемы загружения:

-  при расположении полосовой нагрузки АК в крайнем положении с выездом на полосу безопасности;

-  при расположении нагрузки АК на краю проезжей части в сочетании с толпой на тротуаре;

-  при расположении нагрузки НК – 800 на краю проезжей части.

Схема загружения пролетного строения поперек моста представлена на рис. 3.

Рис. 3 линия влияния усилий в балке.

Крайние ординаты линии влияния усилий в балке, рассчитанные по методу «внецентренного сжатия» [2]:

y¢=1/6+9,3²/(1,86²+5,58²+9,3²)=0,881

y¢¢=1/6-9,3²/(1,86²+5,58²+9,3²) =-0,548

Для первой схемы загружения

КПУ_А=0,5*[y₁+y₂+0,6*(y₃+y₄+y₅+y₆)]=0,5[0,7+0,41+0,6*(0,24-

         -0,06)]=0,61

КПУ_Т=0,94