Фундамент мелкого заложения под опору железнодорожного моста

1. Нагрузки

 

       На  фундамент действуют вертикальные нагрузки, которые создают продольную силу и горизонтальные нагрузки, которые  создают опрокидывающие моменты.

       Сумма вертикальных нормативных нагрузок определяется по формуле:

;

где - вес опоры,

      - вес пролетного строения,

      - временная вертикальная нагрузка с одного прилегающего пролета. 

       Расчетная нагрузка вычисляется по формуле:

;

где - коэффициент перегрузки (1,1) 
 

Схема распределения  нагрузок

 

       Определяем  моменты от горизонтальных нагрузок относительно обреза фундамента. Составляем схему распределения горизонтальных нагрузок в плане.

       Моменты вдоль оси моста (X):

   

где - тормозная сила с одного пролета,

      Н - высота опоры;

      - продольный ветер на одно пролетное строение,

      - суммарный момент вдоль оси X. 
 
 

       Моменты поперек оси моста (Y):

где - нагрузка от ударов,

      - поперечный ветер на одно пролетное строение,

      - ледовая нагрузка,

     - суммарный момент вдоль оси Y. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Инженерно-геологические условия строительной площадки.

 

№ грунта	Наименование  грунта	Уд. вес грунта, г/см3	Уд. вес твердых  частиц грунта, г/см3	Влажность в  долях единицы, W	Коэф. сжимаемости, см2/кгс	коэф. фильтр, см/сек	Угол внутрен. трения	Сцепление грунтов, кгс/см2	Предел текучести, Wт	Предел раскатывания, Wр
26	Пески мелкие	1,91	2,67	0,230	0,006	2,0×10-4	26	––	––	––
5	Глина	1,96	2,71	0,350	0,01	3,9×10-8	14	0,21	0,48	0,28
23	Песок ср. круп.	1,92	2,65	0,180	0,004	3,0×10-2	35	––	––	––

 
 

1-й слой – Пески мелкие

       Коэффициент пористости:  

;

где - удельный вес твердых частиц грунта,

      - удельный вес,

      - влажность грунта.

 средней плотности 

       Степень влажности:

 насыщенный водой

       Условное  сопротивление: для песков мелких (определяем по таблице 1) при е = 0,72:  

R_о=20 тс/м² 
 
 

2-й слой – Глина

       Коэффициент пористости: 

 

       Число пластичности:

   

 глина

       Коэффициент консистенции:

 полутвердое состояние,

       Условное  сопротивление: для глин при е = 0,87,  J_L=0,2:

R_о=26 тс/м² 
 

3-й слой – Песок средней крупности

       Коэффициент пористости:

 средней плотности

       Степень влажности:

 влажные

       Условное  сопротивление: для песков средней крупности (определяем по таблице 1) при е = 0,63:  

R_о=40 тс/м² 

3. Проектирование фундамента мелкого заложения

3.1 Определение плоскости обреза фундамента

       При возможности размыва грунта в  русле реки отметка плоскости  обреза фундамента назначается ниже ГМВ не менее 0,5 м.

3.2 Определение размеров обреза фундамента

       Размеры обреза фундамента назначаются больше размеров опоры в нижнем сечении  на величину, равную двум технологическим  свесам (С=0,3 м).   
 

                                                                      Ширина опоры:  b_o = 2,6 м

                                                                Длина опоры:  l_о = 9,6 м

     0,3                                                         

                                                                   
 

       

                                                   0,3

                                                             10,2 

       

              2,6                                

                                                    

           3,2

            

               

   3.3 Определение глубины заложения фундамента

       Глубина заложения подошвы фундамента определяется с учетом конструктивных особенностей сооружения, геологических и гидрологических  условий, величины и характера нагрузок, глубины сезонного промерзания  грунтов. Глубина заложения фундаментов мостовых опор назначается на 2,5 м ниже уровня возможной глубины размыва дна.

       Глубина заложения фундамента определяется по формуле:

   

,

где - глубина размыва.

       Высота фундамента определяется по формуле:

   

м

3.4 Определение предварительных размеров подошвы фундамента

 

       Предварительно  площадь подошвы фундамента можно  определить по формуле:

,

где N_I - расчетная вертикальная нагрузка на обрез фундамента,

     - условное расчетное сопротивление грунта,

      - средняя объемная масса грунтобетона (2 тс/м³),

      - коэффициент перегрузки (1,1 – 1,2). 

 

       Определяем  максимально возможные размеры  подошвы фундамента: 

                                                                                               14,46

                2,43       2,6       2,43

                         

                       7,46                                                              7,46

 

 

       Исходя  из полученных максимальных размеров, принимаем размеры подошвы фундамента равными:

 

       Для нахождения количества и размеров бетонных блоков назначаем высоту в пределах 0,7 – 2,5 м и ширину уступов 0,4 – 0,7 м.

       Для данного курсового проекта, количество блоков – 3, ширина уступов – 0,7 м, высота блоков – 1,4м;1,4м;1,4 м. 

       Определяем  вес фундамента:

   

,

где γ_б - удельный вес бетона с учетом взвешивающей действия воды (14 кН/м³) 
 

                  ГМВ1,3м

                                      

   Вода      0,0

                                                                                                                                        1,4

    Песок мелкий        ГР- 0,9                                                                                         1,4

                                                                                                                                                  3,4 

                   4,5                                                                                                                1,4       

                          

                                                                                                                                       

 

                                                                       3,2

                                                                       4,6