Определение числа и длины свай в фундаменте опоры
Для промежуточных опор в заданных грунтовых условиях принимаем фундаменты с низкими ростверками. Секционные полые круглые – диаметр 40, 50, 60, 80 см и толщину стенки 8 – 10 см. длина цельных свай бывает до 16 – 20 м; длина секций – 4 – 12Гм. Сваи заделывают в ростверк на длину не менее чем две толщины ствола сваи, а сваи толщиной более 0,6 м – не менее чем на 1,2 м. Головы свай заделывают в прямоугольный или обтекаемый в плане ростверк толщиной 1,5 – 2 м с размерами, как правило, не менее, чем на 0,5 м превышающими размеры нижней части тела опор.
Обрез фундамента (верх ростверка) в меженном русле располагают ниже УНЛ на толщину льда плюс 0,25 м, а на поймах – на 0,25 м ниже поверхности грунта после размыва.
Подошву ростверка на поймах располагают в крупных и средних песчаных грунтах на любом уровне, а в глинистых, суглинистых, мелких и пылеватых песчаных грунтах – не менее чем на 0,25 м ниже глубины промерзания.
В расчетно-графической работе определяем число и длину свай в фундаменте промежуточной опоры из расчета на вертикальные нагрузки на свайный ростверк, которые складываются из собственного веса частей опоры, давлений от веса пролетных строений и мостового полотна и временной подвижной вертикальной нагрузки. Собственно весом забивных свай, пренебрегаем.
Для определения веса опоры ее разделяют на части простой геометрической формы: подферменную плиту – 1, тело опоры выше УВВ – 2, ледорезную часть опоры – 3, ростверк – 4 (см. рис. 2).
Нормативная нагрузка от веса частей опоры:
(8)
где
– нормативный объемный вес:
бетона ![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image045.png)
железобетона ![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image046.png)
– объем i – й части опоры м3.
1. Наименьшие размеры подферменной плиты:
V=Cпф Вnф hпл
V1=1,9·3,36·0,4= 2,55 м3
V2=1,93·4,1·0,6= 4,75 м3
2. Размеры части опоры от низа подферменной плиты до отметки соответствующей уровню УВЛ плюс 1,5 м:
V1= 1,76·3,2·4,6= 25,76 м3
V2= 3,2·5,3·4,4= 74,624 м3
3. Размеры ледорезной части опоры:
V1= 1,76·3,2·1,89= 10,64 м3
V2= 3,2·5,3·0,44= 7,46 м3
4. Размеры железобетонного ростверка:
V1= 1,76 ·3,2·0,9= 5,07 м3
V2= 0 м3
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image048.png)
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image049.png)
Нормативная нагрузка на опору:
от веса конструкций двух одинаковых пролетных строений, кН:
(9)
где
– объем железобетона пролетного строения, м3;
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image052.png)
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image053.png)
от веса мостового полотна на балласте, кН:
(10)
где
– объемный вес балласта с частями верхнего строения пути;
– площадь сечения балластной призмы,
= 2 м2;
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image057.png)
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image058.png)
от веса тротуаров с консолями и перилами, кН:
(11)
где
– вес одного погонного метра двух тротуаров с консолями и перилами,
= 4,9 кН/м (0,5 тс/м);
– полная длина пролетного строения, м.
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image062.png)
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image063.png)
Нормативное давление на опору от подвижного состава, расположенного на двух пролетах:
(12)
где
– интенсивность эквивалентной временной подвижной нагрузки, расположенной на двух пролетах, при длине загружения
и коэффициенте
;
– площадь линии влияния реакции, м;
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image069.png)
(13)
где
– расчетный пролет, м;
– расстояние между осями опорных частей на опоре (см. рис. 22), м.
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image072.png)
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image073.png)
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image074.png)
При k=1,0 Nв1=11,09∙11,56=128,2 кН
При k=1,4 Nв1 =155,3∙11,56= 1795,27 кН
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image075.png)
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image076.png)
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image077.png)
При k=1,0 Nв1=9,844∙27,66=272,29кН
При k=1,4 Nв1 =137,85∙27,66=3812,79кН
Расчетная вертикальная нагрузка на фундамент:
(14)
где
;
― 1,3;
(при
; - коэффициенты нагрузки по надежности,
и
– нормативные усилия, соответственно, от постоянной и временной нагрузок.
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image085.png)
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image086.png)
Требуемое количество свай (оболочек) в опоре:
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image087.png)
(15)
где
– коэффициент учета влияния горизонтальных нагрузок,
= 1,2 – 1,4;
– коэффициент надежности, принимаемый равным: при числе свай 21 и более – 1,4; от 11 до 20 – 1,55; от 6 до 10 – 1,65; до 5 – 1,75;
– расчетная несущая способность одной сваи по грунту, определяемая по СНиП 2.02.03 – 85, для двух-трех величин (через 3 – 6 м) заглубления сваи, принимаемой, как правило, не меньше чем на 8 – 9 м погруженной в нижний слой грунта.
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image091.png)
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image092.png)
Полученное число свай размещаем на плане ростверка. Наименьшие расстояния между осями вертикальных забивных свай равны трем диаметрам или толщинам свай.
Таблица 1
№№
п/п
| Наименование
| Характеристика и расчёт
| Варианты схем мостов
|
I
| II
|
|
|
|
|
|
| c
| ВО = ПР - hсо
| 48,5
|
| Уровень высокого ледохода
| УВЛ = УВВ
| 43,0
|
| Уровень низкого ледохода
| УНЛ = УМВ
| 40,6
|
| Размеры нижней подушки опорной части:
- вдоль моста
| aоч (м)
bоч (м)
| 0,45
0,90
| 0,48
0,56
|
| Данные по балкам пролётного строения:
|
|
- полная длина
| п (м)
| 11,5
| 27,6
|
- расчётная длина
| р (м)
| 18,00
| 26,9
|
- объём железобетона
| Vжб (м3)
| 12,4
| 15,7
|
| Зазор между торцами балок пролётного строения
| (м)
| 0,05
|
| Расстояние от нижней подушки опорной части до грани подферменной площадки
| С1 (м)
| 0,2
|
| Расстояние от подферменной площадки до грани подферменной плиты
| С2 (м)
| 0,15
|
| Расстояние от подферменной площадки до грани подферменной плиты поперёк моста
| С3 (м)
| 0,3
| 0,5
|
| Расстояние между осями балок
| Вф (м)
| 1,8
|
| Толщина под ферменной плиты
| hпл (м)
| 0,4
| 0,6
|
| Наименьшие размеры под ферменной плиты:
|
|
| - вдоль моста
| (м)
| 1,9
| 1,93
|
- поперёк моста
| (м)
| 3.36
| 4,1
|
- объём железобетона
| V1=Cпф Вnф hпл (м3)
| 2,55
| 4,75
|
| Размеры части опоры от низа подферменной плиты
|
|
- вдоль моста
| Со1 (м)
| 1,76
| 3,2
|
- поперёк моста
| Во1 (м)
| 3,2
| 5,3
|
- высота участка
| hо1=ВО-hпл-УВЛ-0,5 (м)
| 4,6
| 4,4
|
- объём железобетона
| V2=Cо1 Во1 hо1 (м3)
| 25,76
| 74,624
|
| Размеры ледорезной части опоры
|
|
- вдоль моста
| Co2
| 1,76
| 3,2
|
- поперёк моста
| Во2 (м)
| 3,2
| 5,3
|
- высота участка
| hо2=УВЛ+0,5-УНЛ- hл-0.25 (м)
| 1,89
| 0,44
|
- объём железобетона
| V3=Cо2 Во2 hо2 (м3)
| 10,64
| 7,76
|
| Железобетонные сваи
| d (cм)
| 40*40
| -
|
| Размеры железобетонного ростверка
|
|
- вдоль моста
| Ср
| 1,76
| 3,2
|
- поперёк моста
| Вр (м)
| 3,2
| 5,3
|
- высота ростверка
| hр (м)
| 0,9
| -
|
- объём железобетона
| V4=Cр Вр hр (м3)
| 5,07
|
|
| Объём железобетона опоры моста
| V= v¡ (м3)
| 45,1
| 90,88
|
| Вес опоры
| Gпо= бV (кн)
| 1034,84
| 2040,6
|
| б=23,5 кн/м3
|
|
|
|
19
| Нормативное давление на опору от двух пролётных строений
жб=24,5 кн/м3
Pт=4,9 кн/м
|
Nnп= жб Vжб+ Pт п
|
360,15
|
519,89
|
п – полная длина пролётного строения
|
| 11,5
| 27,6
|
| Нормативное давление на опору от веса мостового полотна
б= 19,4 кн/м3
Аб= 2 м2
| Nnб= б Аб п
| 446,2
| 1070,88
|
| Нормативное давление на опору от временной подвижной нагрузки
| Nnв= ύА
| 1923,47
| 4085,08
|
- расчётный пролёт
|
|
| 26,9
|
= 2( +0,5С) =0,5
|
| 22,35
| 54,55
|
С = 2*0,35+ (м)
|
| 0,75
|
А – площадь линии влияния опорной реакции
| А = 1/ ( + 0,5 С)2
| 18,75
| 21,29
|
| Суммарная расчётная вертикальная нагрузка на свайный ростверк
ƒ1=1,1 : ƒ2=1,3
| N= ƒ1 (Gпо + Nnп) + ƒ2 Nnб + ƒ3 Nnв
| 4480,42
| 8865,67
|
ƒ3=1,3 -0,003
(при 50 м)
|
| 1,23
| 1.14
|
| Требуемое количество железобетонных свай
| nc =kг kн N/Ф
Принимаем nc
|
|
|
Сечение жб свай (см)
|
| 40*40
|
Расчётная несущая способность одной сваи
| Ф (kн)
|
|
Коэффициент учёта влияния горизонтальных нагрузок
| kг
| 1.2
| 1,4
|
| Коэффициент надёжности, принимаемый равным: при числе свай от 11 до 20
| kн
| 1.65
| 1,55
|
| | | | | | |
6. Вычерчивание вариантов мостов
Поперечный профиль реки вычерчиваем с указанием линии дна после размыва, геологического строения и линии подошвы рельса. Глубину реки после размыва для всех точек перелома профиля вычисляют по формуле:
(16)
где
– коэффициент размыва русла;
– глубина воды при УВВ, м.
![](https://konspekta.net/megalektsiiru/baza3/2059359514540.files/image111.png)
Вычерчиваем: поперечный разрез моста, на котором показываем сечение пролетного строения и вид на промежуточную опору; горизонтальное сечение тела опоры; план свай (рис.3)
7. Определение объемов работ и стоимости моста
При определении объема работ по устройству шпунтового ограждения считают, что размеры ограждения в плане не менее чем на 1 м превышают размеры фундамента. Деревянный шпунт применяют при глубине воды, считая от меженного уровня, или при глубине котлована на пойме до 3 м. При большей глубине воды или котлована применяют металлический шпунт. Глубину погружения шпунта в грунт ниже дна реки или котлована принимает 2 – 3 м. Возвышение шпунтового ограждения над УМВ – 1 м. Части моста объединяем по группам однородных конструкций: 1 – устои 2 – промежуточные опоры, 3 – пролетные строения. Суммирование стоимости производим по группам конструкций и по мосту в целом.
Таблица 2
Объем работ и стоимость моста по варианту №1
Наименование работ
| Объем работ
| Стоимость, т.руб
|
Измеритель
| Количество
| единичная
| общая
|
Устройство фундаментов опор
|
Устройство шпунтового ограждения:
металлического
| м2
площади шпунта
| 491,4
|
|
|
Разработка грунта в котловане:
без водоотлива
| м3
грунта
| 461,37
|
| 1384,11
|
Кладка фундамента в котловане:
монолитная бетонная
| м3
бетона
| 461,37
|
| 32295,9
|
Изготовление и забивка свай (с земли / с воды):
железобетонных длиной
10 до 20 м
|
м3
свай
| 87,36
|
| 19219,2
|
Устройство монолитного железобетонного ростверка
| м3
бетона
| 35,49
|
|
|
Стоимость фундаментов опор: 66276,21 т.р.
|
Сооружение опоры выше обреза фундамента
|
Монолитная бетонная кладка
| м3
бетона
| 496,86
|
| 39748,8
|
Изготовление и монтаж железобетонных оголовков опор
| м3
бетона
| 272,65
|
| 62709,5
|
Стоимость опоры выше обреза фундамента: 102458,3 т.р.
|
Изготовление и монтаж железобетонных пролетных строений
|
Установка на опоры балочных пролетных строений:
предварительно напряженных
| м3
железобетона
|
258,3
|
|
|
Устройство мостового полотна:
мостовых брусьях
по железобетонной безбалластной
плите (без ее стоимости)
| пог. м
|
115,5
|
|
|
Стоимость пролетных строений: 46480 т.р.
|
Стоимость моста: 215214,51 т.р.
Объем работ и стоимость моста по варианту №2
Наименование работ
| Объем работ
| Стоимость, т.руб
|
Измеритель
| Количество
| единичная
| общая
|
Устройство фундаментов опор
|
Устройство шпунтового ограждения:
металлического
| м2
площади шпунта
| 499,2
|
|
|
Разработка грунта в котловане:
без водоотлива
| м3
грунта
|
|
|
|
Кладка фундамента в котловане:
из железобетонных блоков
| м3
бетона
|
|
|
|
Изготовление и забивка свай (с земли / с воды):
железобетонных длиной до 10 м
железобетонных длиной свыше
10 до 20 м
|
м3
свай
| 124,8
|
|
|
Устройство монолитного железобетонного ростверка
| м3
бетона
|
|
|
|
Стоимость фундаментов опор: 37440 т.р.
|
Сооружение опоры выше обреза фундамента
|
Монолитная бетонная кладка
| м3
бетона
|
|
|
|
Изготовление и монтаж железобетонных оголовков опор
| м3
бетона
| 607,838
|
| 139802,74
|
Стоимость опоры выше обреза фундамента: 139802,74 т.р.
|
Изготовление и монтаж железобетонных пролетных строений
|
Установка на опоры балочных пролетных строений:
предварительно напряженных
| м3
железобетона
|
400,5
|
|
|
Устройство мостового полотна:
мостовых брусьях
по железобетонной безбалластной
плите (без ее стоимости)
| пог. м
|
|
|
|
Стоимость пролетных строений: 109920 т.р.
|
Стоимость моста: 287162,74 т.р.
8. Технико-экономическое сравнение вариантов моста
Коэффициент сборности моста равен частному от деления стоимости сборных конструкций в деле на полную стоимость моста. К полностью сборным конструкциям относятся железобетонные и металлические пролетные строения, сборные части промежуточных опор и сваи. Для массивного тела сборно-монолитных опор коэффициент сборности можно принять равным 0,5.
Основным экономическим показателем для оценки и выбора наилучшего варианта моста является его стоимость.
Важными технико-экономическими показателями считаются также расход бетона и железобетона на строительство моста, коэффициент сборности и другие данные, например, количество опор и свай моста, величина блоков и т.п., влияющие на трудоемкость и продолжительность строительства, а также на эксплуатационные качества моста.
Таблица 3
Воспользуйтесь поиском по сайту: