Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

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

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:

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

Глина 6,0

7,6

Песок средней крупности

1,4 10,2

1,4 11,6

1,4 13

3,2

4,6

6,0

V - объем блоков.

Определяем вес грунта на уступах фундамента:

где - объем котлована,

- объем фундамента в котловане,

γ_взв - удельный вес песка с учетом взвешивающего действия воды

Определяем суммарную вертикальную нагрузку на основании:

Определяем горизонтальную нагрузку относительно подошвы фундамента:

где - сумма горизонтальных нагрузок по осям x и y.

Определяем расчетное сопротивление грунтов основания

где φ = 26º

- коэффициенты зависящие от соотношения сторон (),

- коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения (),

С - сцепление грунта ,

- коэффициент надежности по назначению сооружения (k = 1),

d - глубина заложения фундамента

y и γ^I - удельный вес грунта, с учетом взвешивающего действия воды

3.5 Проверка давления в основании под подошвой фундамента

Проверка заключается в сравнении средних максимальных напряжений с несущей способностью грунта.

где n - коэффициент надежности по назначению сооружения (n = 1,4)

Проверка по устойчивости:

Краевые напряжения, возникающие в грунте по краям фундамента от нагрузок, не должны превышать несущей способности грунта:

где γ_с - коэффициент условий работы (1,2);

W - момент сопротивления подошвы фундамента

Вывод: Усилия под подошвой фундамента не превышают несущей способности грунта

4. Расчет осадки фундамента

Осадка основания фундамента определяется методом послойного суммирования осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи грунта. Расчет осадок мостовых опор производится по средним величинам давления на грунт от постоянных нормативных вертикальных нагрузок. Расчет по деформациям сводится к выполнению условия:

где - безразмерный коэффициент (0,8),

- среднее дополнительное вертикальное напряжение;

- соответственно толщина и модуль деформации

Порядок расчета:

1. На геологический разрез строительной площадки наносятся контуры фундамента.

2. Определяется контактное давление:

Нормативная нагрузка:

3. Определяем природное давление на уровне подошвы фундамента:

4. Определяем дополнительное давление под подошвой фундамента

5. Назначаем мощность элементарного слоя и разбиваем сжимаемую толщу грунта на слои:
=> принимаем h=2 м

6. Определяем природное давление на уровне подошвы каждого слоя, строим эпюру :

7. Определяем дополнительное давление на уровне подошвы каждого элементарного слоя:
,

где - коэффициент, определяемый по СНиП’у, и зависящий от:

; .

8. Определение границы сжимаемой толщи грунта (ГСТ).
Она находится на глубине, где выполняется условие

9. Определение среднего дополнительного напряжения в каждом слое:

10. Рассчитываем осадку:

11. Определение и проверка выполнения условия:

Так как условие выполняется, принимаем размеры фундамента равными:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Иркутский государственный университет путей сообщения

Факультет: «Строительство железных дорог»

Кафедра: «ИППЖД и УН»

Курсовая работа

Фундамент мелкого заложения под опору железнодорожного моста

Выполнила:

Студентка гр.УН-09-2

Тигунова А. С.

Проверил:

Пинегин А.В.

Иркутск 2012