Сбор нагрузок, действующих на обрез фундамента опоры. Расчет опоры – фундамента в виде свай

Содержание

стр.

1. Характеристика исходных данных                                                   3

2. Сбор нагрузок, действующих на обрез фундамента опоры           4

3. Расчет опоры – фундамента в виде свай                                          9

 Список литературы                                                                            10

1. Характеристика исходных данных

1.  Геологические условия:

                                                                        Таблица 1.

№ п/п	Тип грунта	Удельный вес,  г/см3		Коэф. пористости, е	Угол внутреннего трения. φ, град	Модуль дефор-мации. Е, МПа
		Влажный	Сухой
1	Песок пылеватый	2,60	1,65	0,58	26	11,2
2	Песок мелкий	2,64	1,60	0,65	32	29,1
3	Песок крупный	2,65	2,06	0,29	33	50,0

е = (γ_s – γ)/ γ

Песок пылеватый: мощность слоя 4,3 м., е=(2,6-1,65)/1,65=0,58–плотный (табл.1 [6]).

Песок мелкий:  мощность  слоя  2,2  м.,  е = (2,64-1,6)/1,6=0,65–плотный (табл.1 [6]).

Песок крупный: мощность слоя 4,3 м., е=(2,65-2,06)/2,06=0,29–плотный (табл.1 [6]).

Из таблицы 1.1. видно что все слои песка находятся в плотном состоянии, поэтому устраиваем фундамент глубокого заложения погруженный в нижний слой. Принимаем фундамент из свай. К плюсам таких конструкций можно отнести малый расход материала, возможность погружения на большую глубину, меньшее по сравнению с фундаментами столбами лобовое сопротивление погружению, использование одного типоразмеров, уменьшение количества механизмов следовательно уменьшение себестоимости.

2.  Пролетные строения составлены из типовых ж.б. балок с пред напряженной арматурой, длинна балок 24, 32, 24 м., расстояние между осями балок 2,20 м., ширина продольного стыка между балками 40 см.

3.   Дорога III категории.

4.  Слои покрытия проезжей части:

-  Асфальтобетон 7 см.

-  Защитный слой бетона 4 см.

-  Гидроизоляция 2 см.

-  Выравнивающий слой 5 см.

5.  Тротуары шириной 1 м., ограждения безопасности барьерного типа.

2. Сбор нагрузок, действующих на обрез фундамента опоры

Таблица 2.

Сбор нагрузок на пролет 33м.

Таблица 3.

Сбор нагрузок на пролет 24м.

Определяем собственный вес опоры:

G_оп=G_риг+G_тела

G_оп=0,5*1,3*12,4*25+0,40*0,40*19,1*12*25=157,32+916,80=1074,12 кН.

Расчетное значение  G_оп^р=1074,12 ·1,1 = 1181,53 кН

В данном курсовом проекте принято два сочетания нагрузок как вдоль моста так и поперек моста. Определяем опорную реакцию от временной нагрузки на пролетном строении. Схема загружения пролетных строений представлены на рис. 1.

Рис.1 Линии влияния опорных реакций и схемы их загружения.  

Ординаты линии влияния при загружении тележкой АК:

y₁^л=1; y₂^л=(L_p-1,5)/L_p*y₁=(23,4-1,5)/23,4*1=0,94;

y₁^л=1; y₂^л=(L_p-1,5)/L_p*y₁=(32,4-1,5)/32,4*1=0,95;

При загружении тележкой НК – 80:

y₁^пр=1; y₂^пр=(L_p-1,5)/L_p*y₁=(23,4-1,5)/23,4*1=0,94;

y₃^пр=(L_p-1,2)/L_p*y₁=(23,4-1,2)/23,4*1=0,97;

y₄^пр=(L_p-2,4)/L_p*y₁=(23,4-2,4)/23,4*1=0,83;

y₅^пр=(L_p-3,6)/L_p*y₁=(23,4-3,6)/23,4*1=0,75.

y₁^л=1; y₃^л=(L_p-1,5)/L_p*y₁=(32,4-1,5)/32,4*1=0,95;

y₃^л=(L_p-1,2)/L_p*y₁=(32,4-1,2)/32,4*1=0,96;

y₄^л=(L_p-2,4)/L_p*y₁=(32,4-2,4)/32,4*1=0,93;

y₅^л=(L_p-3,6)/L_p*y₁=(32,4-3,6)/32,4*1=0,89;

Площадь линии влияния w^л=16,2м², а w^пр=11,7м².

Рис. 2 линия влияния усилий в балке и схемы её загружения.

Расчет коэффициентов для нахождения КПУ:

У¹=1/6+11²/(11²+6,6²+2,2²)=0,88  У²=1/6-11²/(11²+6,6²+2,2²)=-0,54;

У_а=0,93;   У_б=1,06;   у₁=0,81;   у₂=0,56;   у₃=0,42;   у₄=0.18; у₅=0,68;   у₆=0,37;   у₇=0.23;   у₈=-0,01;   у₉=0,68;   у₁₀=0,27; w_т=(0.88+1.06)/2_*1.4=1.36 м²

Для первой схемы загружения КПУ_А=(0.81+0.56+0.42+0.18)=1.97

Для второй схемы загружения КПУ_А=0.5(0.68+0.37+0.5(0.27-0.01))=0.6

Для третьей схемы загружения КПУ_НК=0.5(0.68+0.27)=0.48

Динамический коэффициент (1+m) определяется по п. 2.22 СНиП 2.05.03 – 84:

(1+m)^л=1+(45-41,4)/135=1,03, (1+m)^пр=1+(45-23,4)/135=1,16.

q_А=10 кН/м;    Р_А=110 кН

Нагрузка от толпы на тротуаре Р_Т определяется по п. 2.21[1]

Р_Т=3,92-0,0196l=3,92-0,0196*21=3,51 кПа

Тогда опорная реакция А_Л и А_П определяются :

по первой схеме:

А_Л=1,16·1,97·11·11,7+1,16·1,97·110·(1+0,94)+3,45*11,7*1,0=822,14кН;

А_ПР=1,09·1,97·11·16,2+1,16·1,97·110·(1+0,94)+3,24*16,7*1,0=924,9кН;

по второй схеме:

А_Л=1,16·0,6·11·11,7+1,16·0,6·110·(1+0,94)+3,45*11,7*1,0=278,48кН;

А_ПР=1,09·0,6·11·16,2+1,09·0,6·110·(1+0,94)+3,27*16,7*1,0=296,1кН;

по третьей схеме

А_Л=1,16·0,48·200·(1,0+0,95+0,9+0,85)=412,03кН;

А_ПР=1,09·0,48·200·(1,0+0,96+0,93+0,89)=395,54кН.

К дальнейшему расчету принимается усилие А_Л=822,14кН, а А_ПР=924,9кН от нормативной нагрузки А-II по первой схеме загружения. Опорные реакции от постоянных и временных нагрузок приложены симметрично относительно оси опоры и не создают изгибающих моментов. Определяем усилия от поперечных ударов нагрузки АК по п.2.14[1]

Т_ПОП =5,9·К=5,9·11=64,9 кН

Усилие от поперечных ударов прикладываются к верху проезжей части и относительно обреза фундамента создает момент.

М_Т=64,9·8,0=519,2кН·м

Определяем усилия от торможения. Вес полной нагрузки, тормозящей в соседних с опорой пролетах:

Р=q_А·(L₁+L₂)=11·(24+33)=627 кН

Усилие торможения

F=0,5·P=0,5·627=314 кН

Усилие от торможения прикладывается к отметке опорных частей и создает момент

М_Г=314*6,5=2041 кН·м

Определяем давление ветра на пролётные строения и опору рис. 3.

 W=q^c_н·w·К_З

К_З принимается для перил 0,2, для опор и пролетных строений 1,0

q^c_н=1,8 кН/м² по [1 ]

Определяем давление ветра поперек моста

W_ПЕР=1,8·1,1·(16,5+12)·0,2=11,29 кН

W_П.С.=1,8·(1,5·16,5+12·1,2)·1,0=70,47 кН

W_О=1,8·(7,1·0,4·2+1,3·0,5)=11,39 кН

h₁=9,34 м.; h₂=7,8 м.; h₃=3,5 м.

Момент относительно обреза фундамента

М=9,34·11,29+70,47·7,8+11,39·3,5=694,99 кН·м

Определяем давление ветра вдоль моста. Усилие от действия ветра на перила и пролетные строения принимаются равным 20% от суммы давлений на перила и пролетные строения поперек моста.

W_П.М.=0,2·(W_ПЕР+W_П.С.)=0,2·(11,29+70,47)=16,35 кН

При определении давления ветра на опору рассчитывается отдельно давление на ригель и тело опоры.

W_Р=1,8·0,5·12,4=11,16 кН

Давление ветра на опору определим при действии ветра до уровня земли

W_О=1,8·0,4·7,1·6=30,67 кН h₄=7,1 м.; h₅=6,6 м.; h₆=3,5 м.;

Момент относительно обреза будет равен

М=16,35·7,1+11,16·6,6+30,67·3,5=297,1 кН·м

Таблица 4.