1 . Введение. 

    Согласно  полученного задания необходимо запроектировать фундамент под  промежуточную опору моста, который  проектируется на автомобильной  дороге III технической категории в городе Благовещенске .

      Проектируемая конструкция моста имеет балочную разрезную систему с длиной пролета 27 м. В качестве промежуточных принимаются одностоечная сборная опора из оболочек 120…160 см. Береговые устои имеют сборно-стоечную конструкцию по типовому проекту СоюзДорНИИ.

    Схема моста представлена на рисунке 1.1. В соответствии с заданием осуществляется подбор сборных ребристых балок таврового сечения пролетных строений моста по таблице XII. 39 (Справочник “Строительство мостов и труб”). Поперечное сечение пролетного строения и конструкции опоры в продольном  и поперечных направлениях представлены на рисунке 1.2 

 

2. Сбор нагрузок по обрезу фундамента под промежуточную опору моста.

 

    Расчет  фундаментов и оснований производится по 2 группам предельных состояний:

1. По первому предельному состоянию проверяются прочность оснований и устойчивость фундаментов против опрокидывания  и сдвига.
2. По второму предельному состоянию определяются деформации оснований и фундамента (осадки, крен, горизонтальные перемещения).

    Расчет  по первому предельному  состоянию  производят на расчетные нагрузки, по второму - нормативные.

      Каждая из видов нагрузки учитывается  при различных сочетания. За  основное сочетание принимают  нагрузки, действующие в продольном  направлении, за дополнительные  в поперечном. В основном и  дополнительном сочетании учитываются расчетные нагрузки, которые рассчитываются путем умножения нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке. Сбор нагрузок производится на отметку обреза фундамента и выполняется в табличной форме (таблица 2).

 

2.1. Определение нормативных постоянных нагрузок.

 

    Постоянные  нагрузки:

1. От веса покрытия моста:

где L- длина пролета;

- ширина пролетного строения  моста;

- толщина покрытия, ;

- плотность покрытия, . И тогда получаем:

б) Вес балок пролетного строения с монолитными заделками

G_Б - общий вес балок пролетного строения, кН;

G_M - общий вес монолитных заделок, кН;

      в₆ - количество ребристых балок;

V_б - объем бетона балки, м³;

γ_жб - удельный вес железобетона, принимается равным 25 кН/м³;

b_мон - ширина монолитной заделки, определяется в процессе конструирования пролетного  строения моста, м;

0,150 - толщина  монолитной заделки, м;

n_мон - количество монолитных заделок на ширину пролетного строения.

в). Вес ригеля

V_p - объем ригеля, м³.

г).  Вес опоры

Вес опоры  на обрезе фундамента (при УГВ =0,00):

V_o - объем опоры моста от отметки обреза фундамента до отметки низа ригеля, м³.

Вес опоры  при УВВ (УМВ)

h_w^{увв(умв)} - расстояние от отметки обреза фундамента до УВВ(УМВ), м;

А^/ - площадь сечения опоры моста, м²;

γ^sb_жб - удельный вес железобетона с учетом взвешивающего действия воды, принимается равным 15 кН/м³.

 м³;

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                             

   где  V_p – объем ригеля, V_p = 26,04 м³;

γ_ж/б – удельный вес бетона,  γ_ж/б =25. Тогда получаем:

.

2. Определение веса опоры при трех уровнях воды:

    Вес опоры на обрезе фундамента (при  УГВ=0,00)

;

     - объем опоры моста от отметки обреза фундамента до отметки низа ригеля, м³;

 м³;

кН.

    Вес опоры при УВВ

          - расстояние от отметки обреза фундамента до УВВ, м;

          - площадь сечения опоры моста, м²;

          - удельный вес железобетона с учетом взвешивающего действия воды, принимается равным 15 кН/м³;

кН;

    Вес опоры при УМВ

         

          - расстояние от отметки обреза фундамента до УМВ, м;

кН.

    Конструкция опоры, размеры ригеля и балок  и их расположение представлены на рисунке 2. 

     2.2. Определение нормативных временных нагрузок.

2. 2. 1. Временные нагрузки

    1. Нормативная вертикальная нагрузка от транспорта принимается на каждую полосу движения в виде равномерно распределенной нагрузки:

    

, кН/м,

    где К - класс нагрузки, для дорог II категории К принимается- 11.

    

, кН/м,

    Сила, действующая на опору, определяется:

    

, кН.

    При многополосном движении автотранспорта (с количеством полос - n) на дополнительные полосы (n-1) вводится коэффициент сочетаний 0,6:

;

    Вертикальная  нагрузка от транспорта

         

    

  

     Нормативная временная нагрузка от людского потока на тротуары определяется по формуле согласно п.2.21 СНиП 2.05.03-84:

Q_л = q_л*T*L*k = (3,92-0,0196* L_пр)*T*L*k, (кН)             

L – длина пролета, м,

Т – ширина тротуара, м,

k – количество тротуаров.

Примечание: q_л принимается не менее 1,96 кПа.

Q_л = 3,45*2,25*24*2 = 372,6(кН)

Нормативная горизонтальная поперечная нагрузка от торможения автотранспорта определяется в соответствии с п 2.19,б по формуле:

Н_ут = q_ут*L = 0,39*К*[1+(n-1)*0,6]*L, (кН)             

где К – класс  нагрузки, принимаемый в зависимости  от технической категории дороги (п.2.12): для мостов на дорогах I-III категорий К = 11, на дорогах IV и V категорий – 8;

L – длина пролета, м.

Н_ут = q_ут*L = 0,39*11*[1+(2-1)*0,6]*24=164,74 (кН)    

     Нормативная горизонтальная продольная нагрузка от торможения автотранспорта принимается равной 50% от нагрузки от автотранспорта Q_m согласно п 2.20,а. Величина ее не должна быть больше 24,5*К и не должна быть меньше 7,8*К.

                            Н_xт = 0,5* Q_m, (кН)                

Н_xт = 0,5* 832,10=416,05 (кН)

 следовательно, принимаем

 

Нормативная ветровая нагрузка действует на фронтальную площадь пролетного строения и зависит от интенсивности ветрового потока в данном районе строительства. Нагрузка рассчитывается согласно п. 2.24 и определяется по формуле:

Н_ув = w_m*L*(h_б +0,25)= (q₀*k_h*c_w) *L*(h_б+0,25) (кН)        

            0,25 – толщина покрытия моста.

где w_m – нормативная интенсивность статической составляющей горизонтальной ветровой нагрузки,

q₀ – скоростной напор ветра на высоте 10 м от поверхности земли, принимаемый по СНиП «Нагрузки и воздействия» в зависимости от района строительства,

k_h – коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте. Принимается по СНиП «Нагрузки и воздействия»,

c_w – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления конструкций мостов (приложение 9 СНиП 2.05.03-84),

h_б – высота балки пролетного строения, м.

Примечание: Для  типовых конструкций скоростной напор ветра (q₀) следует принимать равным 0,69 кПа, коэффициенты k_h = 1,45, c_w = 1,7.

При этом, нормативную  интенсивность поперечной ветровой нагрузки следует принимать не менее w_m = 1,77 кПа на лобовую плоскость конструкций моста, пролетных строений  и опоры.

           

    1,7 кН/м² < 1,77 кН/м² , принимаем =1,77 кН/м².

Н_ув = w_m*L*(h_б +0,25)= 1,77 *24*1,45=61,60 (кН)

Нормативная нагрузка от давления льда (ледовая нагрузка) на опоры мостов следует определять согласно п.2.25 по формуле:  

H_л = ψ₁*R_zn*b*t, (кН)                                   

где ψ₁ – Коэффициент формы опоры, принимается по табл. 2 приложения 10,

R_zn – сопротивление льда раздроблению, принимаемое для районов строительства по формуле:

R_zn = 441*k_n,                      

где k_n – климатический коэффициент для данного района, принимаемый по табл. 1 приложения 10, k_n  = 1,75

b – ширина опоры на уровне действия льда, м,

t – толщина льда, м.

R_zn = 441*1,75=771,75

H_л =0,85*771,75*1,2*0,8=629,74 (кН) 

Равнодействующую  ледовой нагрузки необходимо прикладывать в точке, расположенной ниже расчетного уровня воды на 0,3*t_л, где t_л – расчетная толщина льда, принимаемая равной 0,8 от максимальной за зимний период толщины льда.

    

м. 

Для определения  постоянных расчетных нагрузок при  основном их сочетании вводится коэффициент  надежности по нагрузке γ_f = 1,1, за исключением веса дорожного покрытия, который принимается с коэффициентом надежности по нагрузке γ_f = 1,5.

Для определения  всех постоянных расчетных нагрузок при дополнительном их сочетании  вводится коэффициент надежности по нагрузке γ_f = 0,9.