Проектирование фундаментов под опору моста (стр. 4 из 10)

Нормативный вес грунта на уступах фундамента с учетом взвешивающего действия воды

кН/м³;

G_ГР = 9,32∙(12,6∙9,1∙4 – (12,6∙9,1∙1 + 11,6∙8,1∙1 + 10,6∙7,1∙1 + 9,6∙6,1∙1))=

=9,32·(458,64 – (114,66 + 93,96 + 75,26 + 58,56)) = 1082,98 кН.

Общий вес фундамента

Р = G_Ф + G_W+ G_ГР = 8218,56 + 527,60 + 1082,98 = 9829,14 кН.

Нормативные значения остальных нагрузок были определены при проверке прочности по обрезу фундамента (таблицы 2.1 и 2.2).

Все расчеты усилий от действующих нагрузок и их сочетаний по подошве фундамента производить в табличной форме (таблицы 3.1 и 3.2).

Таблица 3.1 –Усилия в сечении по подошве фундамента

Силы, действующие в сечении по подошве фундамента	Вертикальные силы, кН			Горизонтальные силы, кН			Плечо относительно оси, м		Момент относительно оси
	Нормативные FVH	γf	РасчетныеFV	Нормативные, FhH	γf	Расчетные Fh	х	у	МХ	МУ
1Вес опоры и фундамента:8097,89 + +9829,14	17927,03	1,1	19719,73
2 Вес пролетных строений и проезжей части, 2Р1	18400	1,2	22080
3 Временная нагрузка АК в одном пролете, Р2	2400	1,2	2880	0,75	2160
4 То же в двух пролетах, 2Р2	4800	1,2	5760
5 Сила торможения, FТ	735	1,2	882	14,8	13053,6
6 Давление льда при высоком ледоходе, F1Л	1011,61	1,2	1213,93	7,95	9650,76
7 Давление льда при низком ледоходе, F2Л	1755,47	1,2	2106,57	6,6	13903,35

Таблица 3.2 – Сочетание нагрузок, действующие по подошве фундамента

Номер сочетаний	Вид усилий	Коэффициент сочетаний η	Силы, кН		Моменты, кН∙м		Эксцентриситеты, м
			FV	Fh	Мх	Му	еСХ=	еСУ=
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Вес опоры и фундаментаВес пролетного строения, 2Р1	1 1	19719,13 22080
	Всего постоянная нагрузка	41799,73
	Временная нагрузка АК, Р2	1	2880	2160	0,048
	Итого	44679,73	2160	0,048
2	ПостояннаяВременная 2Р2	1 1	41799,73 5760
	Итого	47559,73
3	ПостояннаяВременная:Р2FT	1 0,8 0,8	41799,73 2304	705,6	1728	10442,88	0,039	0,237
	Итого	44103,73	705,6	1728	10442,88	0,039	0,237

Окончание таблицы 3.2

Номер сочетаний	Вид усилий	Коэффициент сочетаний η	Силы, кН		Моменты, кН∙м		Эксцентриситеты, м
			FV	Fh	Мх	Му	еСХ=	еСУ=
1	2	3	4	5	6	7	8	9
4	ПостояннаяВременная:2Р2FT	1 0,8 0,8	41799,73 4608	705,6	10442,88	0,225
	Итого	46407,73	705,6	10442,88	0,225
5	ПостояннаяВременная:2Р2F1Л	1 0,8 0,7	41799,73 4608	849,75	6755,53	0,146
	Итого	46407,73	849,75	6755,53	0,146
6	ПостояннаяВременная:2Р2F2Л	1 0,8 0,7	41799,73 4608	1474,60	9732,35	0,210
	Итого	46407,73	1474,60	9732,35	0,210

Так как эксцентриситеты в таблице 3.2 не превышают 1 от постоянной и временной нагрузок, то расчет крена фундамента не производим.

3.3 Определение несущей способности основания

Размеры подошвы фундамента определяют по расчетным нагрузкам, действующим на уровне подошвы и по расчетному сопротивлению грунта, расположенного непосредственно под фундаментом, исходя из условий

p ≤ R / γ_n; (3.3)

p_max ≤ γ_сR / γ_n(3.4)

где p и p_max - среднее и наибольшее давление под подошвой фундамента;

R – расчетное сопротивление грунта основания сжатию;

γ_n – коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый для фундаментов мостов и труб равным 1,4;

γ_с – коэффициент условий работы, принимаемый равным: при нескальный грунтах в случае учета действия постоянных нагрузок, временных вертикальных подвижных нагрузок, давления грунта от подвижных нагрузок и нагрузки от центробежной силы – 1,0; при дополнительном учете одной или нескольких других временных нагрузок – 1,2.

Если какое–либо из значений pиp_max не удовлетворяет условиям прочности (3.3), (3.4), то это означает, что принятые размеры подошвы фундамента недостаточны. В этом случае принимают новые (увеличенные) размеры подошвы фундамента и снова проверяют выполнение условий прочности (3.3), (3.4).

Если какое–либо из значений pиp_max удовлетворяет условиям прочности (3.3), (3.4), но значительно меньше их правой части, то это означает, что принятые размеры подошвы фундамента завышены. В этом случае принимают новые

(уменьшенными) размерами подошвы фундамента и снова проверяют выполнение условий прочности (3.3), (3.4).

Расчет можно считать законченным, когда левые и правые части выражения (3.3), (3.4) мало отличаются друг от друга.

Среднее давление под подошвой центрально загруженного фундамента

p =

(3.5)

Определяем несущую способность основания из условий:

а) для среднего давления подошвы фундамента на основание, кПа

, (3.6)

где F_V – сила, нормальная к подошве фундамента, из таблицы 2.2, кН;

А – площадь подошвы фундамента, м²;

R – расчетное сопротивление основания, кПа;

γ_n – коэффициент надежности, равный 1,4;

б) для максимального давления подошвы фундамента на основание, кПа

, (3.7)

где W – момент сопротивления подошвы фундамента относительно оси Х (W_X= a∙b²/6) или Y (W_Y= b∙a²/6), м³;

М – момент относительно оси Х или Y, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, кН∙м;

γ_С –коэффициент условий работы, принимаемый 1 или 1,2 в зависимости от действующих временных нагрузок.

Если условия (3.6) и (3.7) не выполняются, следует изменить размеры или глубину заложения фундамента, предусмотреть искусственное закрепление грунтов, запроектировать фундаменты глубокого заложения.

Решение

Определяем несущую способность основания, исходя из условий (3.6) и (3.7). Расчеты можно выполнять в табличной форме (таблица 3.3).

Таблица 3.3 – Проверка прочности грунтового основания

Номер сочетаний	FV, кН	А, м2	FV/А, кПа	Мx, кН∙м	Мy, кН∙м	Wx=(a∙b2)/6, см3	Wy=(b∙a2)/6, см3	Pmax, кПа	Pmax, кПа
1	44679,73	114,66	389,67	2160	173,9	402,09	377,25	241,25
2	47559,73		414,79	414,79	241,25
3	44103,73		384,65	1728	10442,88	173,9	240,79	428,02	341,28	289,5
4	46407,73		404,74	10442,88	240,79	448,11	361,37	289,5
5	46407,73		404,74	6755,53	173,9	443,59	365,89	289,5
6	46407,73		404,74	9732,35	173,9	460,71	348,78	289,5

где W_х

– момент сопротивления в продольном направлении, см³;

W_Y

– момент сопротивления в поперечном направлении, см³;

Расчетное сопротивление грунтов основания

R=1,7∙{R₀∙[1+к₁∙(b-2)]+к₂∙γ^'∙(d-3)},

где R₀ – условное сопротивление грунта под подошвой фундамента;

к₁,к₂ – коэффициенты;

b – ширина подошвы фундамента , м;

d – глубина заложения фундамента, м;

γ^' – усредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента вычисленное без учета взвешивающего действия воды.