Расчет необсыпного устоя железнодорожного моста

Глава 4. Расчет необсыпного устоя железнодорожного моста.

В соответствии с выбранным вариантом на устой железнодорожного моста (рис. ) опирается типовое пролетное строение со сквозными главными фермами, расчетный пролет которого составляет 55м. Временная вертикальная нагрузка – С14.

Определение усилий действующих по подошве фундамента будет определять по схеме 1 ужд согласно табл. 4.5 и табл 4.6 (учебник смирнова опоры).

Согласно этому сочетанию на устой действуют постоянные и временные нагрузки. К первым относятся собственный вес устоя, вертикальные нагрузки от веса пролетного строения с мостовым полотном и горизонтальное давление грунта насыпи подхода. К временным нагрузкам относится поездная вертикальная нагрузка, размещаемая на пролете и призме обрушения.

4.1. Постоянные нагрузки.

4.1.1. Нагрузка от собственного веса устоя.

Собственный вес устоя включает в себя:

§  Вес шкафного блока:

,

где

объем железобетона на шкафной блок;

коэффициент надежности к постоянным нагрузкам от собственного веса;

объемный вес железобетона;

§  Вес подферменной плиты:

,

где

объем железобетона на подферменную плиту;

§  Вес опорных площадок:

,

где

объем железобетона на опорные площадки;

§  Вес тела устоя:

,

где

объем железобетона на тело устоя;

§  Вес обратных стенок устоя:

,

где

объем железобетона на обратные стенки устоя;

§  Вес ростверка:

,

где

объем железобетона на ростверк;

Расчетная вертикальная нагрузка от собственного веса устоя равна:

4.1.2.Вес пролетного строения и мостового полотна на БМП.

Нагрузка от собственного веса пролетного строения, опирающегося на опору определяется по формуле:

где

коэффициент надежности к постоянным нагрузкам от собственного веса;

 коэффициент надежности к постоянным нагрузкам от собственного веса БМП;

объемный вес железобетона;

 вес основных металлоконструкций;

масса металла ВПБ;

масса металла комплекта опорных частей;

объем железобетона плиты мостового полотна;

бъем железобетона тротуаров и убежищ.

198,6тс.

4.1.3. Нагрузка от горизонтального давления грунта насыпи подхода.

Определение горизонтального (бокового) давления грунта на устой от собственного веса определяется согласно методике изложенной в прил. 3 СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы».

Равнодействующую нормативного горизонтального (бокового) давления  на опоры мостов от собственного веса насыпного грунта, а также грунта лежащего ниже естественной поверхности земли при глубине заложения подошвы фундамента 3м и менее, следует определять по формуле:

где

приведенная (средняя по высоте) ширина устоя в плоскости задних граней на которую распределяется горизонтальное (боковое) давление;

Для массивных (в том числе с обратными стенками) устоев, если ширина проема  равна или менее двойной ширины обратной стенки , а также для сплошных (без проемов) фундаментов ширину  следует принимать равной расстоянию между внешними гранями конструкций.

нормативное горизонтальное (боковое) давление грунта на уровне нижней поверхности рассматриваемого слоя, принимаемое согласно п. 2.6. СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы»:

где

коэффициент надежности к нагрузке от давления веса грунта на опору;

коэффициент нормативного горизонтального (бокового) давления грунта засыпки, определяется в соответствии с п. 2.6. СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы»:

 нормативный угол внутреннего трения грунта при засыпке песчаным (дренирующим) грунтом;

 нормативный удельный вес грунта засыпки;

 высота засыпки, считая от подошвы рельсов.

Таким образом, горизонтального (бокового) давления грунта на устой от собственного веса равно:

Плечо равнодействующей  от подошвы фундамента следует принимать равным:

4.2. Временные нагрузки.

4.2.1. Вертикальное давление на устой от подвижного состава, загружающего пролет.

Вертикальное давление на устой от подвижного состава, загружающего пролет, определяется по формуле:

где

расчетный пролет, опирающегося пролетного строения;

 нормативная временная вертикальная нагрузка от железнодорожного подвижного состава, определяется по прил.5 СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы» при  и :

коэффициент надежности для временной подвижной нагрузки, определяемой в соответствии с п. 2.23. СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы»:

динамический коэффициент к нагрузкам от подвижного состава определяется в соответствии с п. 2.22. СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы»:

Таким образом, вертикальное давление на устой от подвижного состава, загружающего пролетное строение равно:

4.2.2. Вертикальное давление на устой от подвижного состава, загружающего призму обрушения.

Определение горизонтального (бокового) давления грунта на устой от подвижного состава определяется согласно методике изложенной в Прил. 8 СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы» исходя из эпюры давления грунта, приведенной на рис. .

Для однопутного устоя железнодорожного моста составляющие горизонтального давления грунта на устой определяются по формулам:

где

коэффициент нормативного горизонтального (бокового) давления грунта засыпки, определяется в соответствии с п. 2.6. СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы»:

 нормативный угол внутреннего трения грунта при засыпке песчаным (дренирующим) грунтом;

 интенсивность временной вертикальной нагрузки распределенной на длину шпалы (2,7м):

коэффициент надежности к временной нагрузке от давления грунта от подвижного состава на призме обрушения;

 длина загружения призмы обрушения, принимаемая равной половине высоты от подошвы шпал до рассматриваемого сечения устоя:

При  и :

 высота слоя грунта, в пределах которой площадь давления грунта на опору имеет переменную ширину:

 ширина однопутного устоя;

 высота слоя засыпки от подошвы рельса до рассматриваемого сечения устоя;

 высота плиты БМП.

Плечи сил  и , считая от рассматриваемого сечения (подошвы фундамента), определяются по формулам:

Значения коэффициентов  определяются по табл. 1 прил. 8 СНиП 2.0503-84* в зависимости от значений .

Таким образом составляющие горизонтального давления грунта на устой равны:

4.3. Определение усилий в уровне подошвы фундамента.

На основе определенных нагрузок найдем значения усилий в уровне подошвы фундамента.

Вертикальные усилия в уровне подошвы фундамента с учетом коэффициентов сочетаний :

Горизонтальные усилия в уровне подошвы фундамента с учетом коэффициентов сочетаний :

Найдем положение равнодействующей сил относительно центра тяжести сечения подошвы. Для этого предварительно определим абсциссу центра тяжести сечения Х относительно точки  (см. рис.). Момент сил относительно точки  находим по выражению:

Положение центра тяжести сечения:

Эксцентриситет приложения сил относительно центра тяжести подошвы:

Момент относительно центра тяжести подошвы фундамента будет равен: