Разработка конструкции и расчет опоры с фундаментом. Расчет промежуточной опоры

ГЛАВА 3.

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И РАСЧЕТ ОПОРЫ С ФУНДАМЕНТОМ.

3.1 Исходные данные.

По выбранному варианту строительства мостового перехода произведем расчет промежуточной опоры. Расчет опоры произведем при помощи следующих модулей.

ELEM – определяет нагрузку на массивные ярусы опоры от ветровой и ледовой нагрузок.

PROLET – находит опорные реакции от постоянных, ветровых и временных нагрузок, а также от загружения порожняком.

FOS – производит расчет по предельным состояниям I и II групп.

REROS – определяет экстремальные усилия возникающие по длине свай.

Р.204 – производит расчет свай в зависимости от вида свай, способа их устройства и типа грунтов основания.

 Опора проверяется на следующие виды воздействий: собственный вес опоры, собственный вес пролетного строения, собственный вес мостового полотна, вертикальная нагрузка С14, торможение от С14 и ветер на ж.д. состав, ветер на опору, ветер на пролетное строение, ледовая нагрузка.

Класс реки по судоходству III. Расчет опоры на усилия возникающие от навала судов не производится.

Конструкция опоры представлена на листе 5. Опора сооружается из монолитного железобетона. Части опоры расположенные выше уровня высокого ледохода выполнены из бетона класса В30, а части тела опоры попадающие под воздействие водного потока и ледовой нагрузки из бетона класса В35.

В качестве фундамента решено применить сваи-оболочки d=1.2 м не заполняемые бетоном, с частичной выемкой грунта. Головы свай объединены высоким свайным ростверком.

Основание сложено двумя типами грунтов (описание грунтов производится от дна реки вниз):

1)  супесь темнокоричневая тонкопластичная, расчетное сопротивление R₀=196кПа, мощность слоя по оси моста порядка 8 метров;

2)  суглинок коричневый с включением гальки и гравия, расчетное сопротивление R₀=294кПа;

Подробное описание характеристик грунтов приведены в таблице3.1.

Рассматривается два варианта загружения нагрузкой С14. Первый вариант - на все неразрезное пролетное строение, длина загружения в этом случае составляет 254,52 м. и второй вариант на один пролет – длина загружения 127,26 м.

Для расчета необходимо определить:

-  показатель текучести грунтов - I_L;

где,

W – влажность грунта

W_P – влажность грунта на пределе раскатывания

W_L - влажность грунта на пределе текучести

для супеси

 - супесь пластичная

для суглинка

 - суглинок полутвердый

-  коэффициент пористости - е;

;

где,

γ_ск – удельный вес скелета грунта (без учета пор)

γ - удельный вес грунта

для супеси

для суглинка

3.2 Результаты расчета.

Расчет по предельным состояниям I группы.

Проверка сечения на отметке 23.0

Наименование проверок	Расчетные значения	Допустимые значения
Прочность бет.сеч. в пл-ти ZOX Прочность бет.сеч. в пл-ти ZOY Эксцентриситет в пл-ти ZOX Эксцентриситет в пл-ти ZOY	3357 4093 0.78 0.35	16118 39245 0.80 0.80

Проверка сечения на отметке 15.5

Наименование проверок	Расчетные значения	Допустимые значения
Прочность бет.сеч. в пл-ти ZOX Прочность бет.сеч. в пл-ти ZOY Эксцентриситет в пл-ти ZOX Эксцентриситет в пл-ти ZOY	4198 4443 0.77 0.31	21342 61339 0.80 0.80

Проверка сечения на отметке 13.0

Наименование проверок	Расчетные значения	Допустимые значения
Устойч. пр. опрок.  в пл-ти ZOX Устойч. пр. опрок.  в пл-ти ZOY Устойч. пр. сдвига в пл-ти ZOX Устойч. пр. сдвига в пл-ти ZOY Эксцентриситет в пл-ти ZOX Эксцентриситет в пл-ти ZOY	6594 3598 360 147 1.44 0.63	10002 10514 3410 2004 100 100

Проверка устойчивости опоры против опрокидывания рассчитывается по формуле:

где, М_U – момент опрокидывающих сил;

М_Z – момент удерживающих сил;

m – коэффициент условий работы, принимаемый при нескальных основаниях – 0,8;

γ_n – коэффициент надежности равный - 1,1;

в плоскости ZOX:  - проверка выполняется

В плоскости ZOY проверка выполняется, так как значение опрокидывающего момента меньше значения момента в плоскости ZOX.

Расчет по предельным состояниям II группы.

Наименование проверок	Расчетные значения	Допустимые значения
Перем. верха оп.  в пл-ти ZOX Перем. верха оп.  в пл-ти ZOY	4.66 1.97	5.64 5.64

По модулю REROS определили, что максимальное продольное усилие Nmax(z) в свае-оболочке, составляет 596,6 т. По программе Р.204 посчитали, что допустимая нагрузка на голову сваи-оболочки, погруженной на отметку       –20.0, составляет 614.22 т, а на подошву сваи 645,58 т. С учетом собственного веса сваи-оболочки, составляющего 28,51 т,  на подошву сваи действует нагрузка равная 625.11 т, что обеспечивает необходимую несущую способность.