Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Искусственные сооружения на дорогах arrow Рекомендации Рекомендации по проектированию обсыпных устоев мостов на автомобильных дорогах  
13.11.2018
    
Рекомендации Рекомендации по проектированию обсыпных устоев мостов на автомобильных дорогах

МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР

Государственный дорожный проектно-изыскательский и
научно-исследовательский институт

ГИПРОДОРНИИ

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОБСЫПНЫХ УСТОЕВ МОСТОВ
НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ

Москва 1982

Утверждены
Миавтодором РСФСР
Протокол № 9
от 19.06.81 г.

СОДЕРЖАНИЕ

 TOC o "1-2" h z u ПРЕДИСЛОВИЕ

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. РАСЧЕТ ОБСЫПНОГО УСТОЯ КАК ПРОТИВООПОЛЗНЕВОГО СООРУЖЕНИЯ

3. РАСЧЕТ ОБСЫПНЫХ УСТОЕВ КАК УПРУГИХ ОПОР В ЛИНЕЙНО-ДЕФОРМИРУЕМОЙ СРЕДЕ

4. РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ ОБСЫПНЫХ УСТОЕВ

5. УКАЗАНИЯ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ И ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Приложение 1 Структурная схема предельных состояний и расчетов обсыпных устоев

Приложение 2 Данные к расчету обсыпного устоя как противооползневого сооружения

Приложение 3 функции влияния

Приложение 4 Параметры ρ1-4

Приложение 5 Пример расчета обсыпного устоя

Приложение 6 Перечень нормативных и руководящих материалов для проектирования обсыпных устоев

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

"Рекомендации по расчету обсыпных устоев мостов на автомобильных дорогах" разработаны на основе теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в 1969-1980 гг. в филиале Гипродорнии и инженерно-строительном институте (г. Воронеж), и предназначены для опытного проектирования и строительства.

"Рекомендации" содержат комплекс расчетов обсыпных устоев и их оснований по предельным состояниям первой (по потере несущей способности или непригодности к эксплуатации) и второй (по непригодности к нормальной эксплуатации) групп.

В них изложены методы расчета обсыпных устоев, основанные на принципах и допущениях, принятых в современных нормативных документах и многократно проверенных при проектировании различных категорий сооружений.

В расчетах используют модели грунтовой среды, широко применяемые при проектировании массовых сооружений:

модель теории предельного равновесия;

модель теории линейно-деформируемой среды.

Ранее опытное проектирование обсыпных устоев велось в соответствии с "Методическими рекомендациями" (1978),1) предназначавшимися для расчета однорядных систем в благоприятных инженерно-геологических условиях. Настоящие "Рекомендации", сохраняя большинство положений "Методических рекомендаций", заменяют их и позволяют охватить все проектируемые сооружения.

________________

1) Методические рекомендации по расчету обсыпных однорядных свайных и стоечных устоев автодорожных мостов как упругих опор в линейно-деформируемой среде. - М., 1978.

"Рекомендации" разработаны канд. техн. наук Д.М. Шапиро. Ответственный редактор - канд. техн. наук Н.Д. Поспелов.

Замечания и пожелания просьба направлять по адресам: 109089, Москва, наб. Мориса Тореза, 34, Гипродорнии или 394000, Воронеж, ул. 25 лет Октября, 45, филиал Гипродорнии.

Зам. директора по научной работе д-р техн. наук                А.П. ВАСИЛЬЕВ

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие "Рекомендации" содержат указания по расчету и конструирование обсыпных устоев и отражают связанные с ними вопросы проектирования конусов и сопряжений автомобильно-дорожных мостов с насыпями.

1.2. Указания по расчету позволяют определить внешние нагрузки, действующие на устой, перемещения, внутренние усилия в поперечных сечениях элементов устоя, а также производить расчет основания (определение давлений, перемещений, расчет несущей способности) на эксплуатационные нагрузки.

Указания по проверке прочности по материалу и трещиностойкости элементов устоев (стоек, свай, фундаментных плит, оголовков) не приведены и должны приниматься в соответствии с действующими нормативными документами1).

____________________

1) См. приложение 6.

1.3. В "Рекомендациях" не рассмотрены специфические условия расчета и конструирования устоев мостов, возводимых в районах с сейсмичностью 6 баллов и выше, в северных условиях, на просадочных и вечномерзлых грунтах. При проектировании обсыпных устоев в этих условиях, кроме настоящих "Рекомендаций", следует руководствоваться соответствующими главами СНиП и нормативными документами.

1.4. Обсыпные устои должны быть рассчитаны по двум расчетным схемам, отличающимся используемой моделью окружающей грунтовой среды:

как противооползневого сооружения (на устойчивость совместно с конусом и подходной насыпью против глубокого или локального оползневого сдвига);

как упругой опоры в линейно-деформируемой среде.

1.5. Расчеты грунтовых оснований и фундаментов обсыпных устоев производят на:

общую устойчивость против глубокого или локального оползневого сдвига без учета поддерживающего противодавления устоя;

устойчивость слабых глинистых грунтов против длительных деформаций (перемещений);

прочность по осевому сжатию грунта под плитой фундамента и подстилающих слоев;

прочность свай и оболочек по грунту при действии вертикальных и горизонтальных сил;

прочность основания свайного фундамента, рассматриваемого как условный массивный;

по деформациям основания (расчет осадок).

Номенклатуру грунтов следует принимать в соответствии с главой СНиП II-15-74.

1.6. Равнодействующую нагрузок, приложенных к оголовку устоя (Р, Н, М - вертикальная, горизонтальная составляющие и момент), определяют в зависимости от типа опорных частей (упругоподатливых, шарнирно-неподвижных, подвижных) с учетом совместного восприятия горизонтальных сил всеми опорами моста или как отдельно стоящей опоры.

В расчетах учитывают следующие нагрузки, приложенные к оголовку обсыпного устоя (рис. 1):

Рис. 1. Нагрузки, приложенные к оголовку:

1 - переходная плита; 2 - лежень; 3 - щебеночная подушка

P1 и Р2 - опорные давления пролетного строения и переходной плиты от их массы и массы проезжей части; Р3 - собственный вес оголовка; Н4 - боковое давление засыпки на шкафную стенку; Р5 и Р6 - опорное давление пролетного строения и переходной плиты от временной вертикальной нагрузки; Т7 - воздействие торможения (или силы тяги); Т8 - воздействия, связанные с деформацией (удлинением или укорочением) пролетного строения (температурная деформация, ползучесть и усадка бетона и др.).

Боковое давление засыпки на шкафную стенку определяют по формуле:

                                                                                    (1)

где γ0 - объемный вес засыпки; hш и вш - высота и ширина шкафной стенки; φ0 - угол внутреннего трения засыпки, принимаемый равным: φ0 = 35° - нормативное, φ0 = 30° - расчетное значение.

Остальные нагрузки, а такие коэффициенты перегрузки к ним определяют по нормам СНиП II-Д.7-62* и технических условий СН 200-62.

Действие тормозной силы в пределах насыпи и переходной плиты не учитывают.

1.7. В расчетах принимают, что переходная плита представляет собой однопролетную балку, опирающуюся на лежень и шкафную стенку устоя (см. рис. 1). Опорное давление, передаваемое на лежень, распределяют равномерно по основанию щебеночной подушки под лежнем.

1.8. Допускается принимать объемный вес грунта насыпи и основания γ0 = 18 и 19 кН/м3 и объемный вес грунта, взвешенного подтоплением, γw = 11 и 12 кН/м3 (нормативные и расчетные значения).

1.9. Расчет обсыпного устоя как противооползневого сооружения допускается не производить, если высота подходной насыпи не превышает 6 м - при наличии временного подтопления и 8 м - для неподтопляемых откосов, и основание устоя и конуса сложено скальными, полускальными, крупнообломочными, глинистыми незаторфованными грунтами с коэффициентом консистенции Jz 0,35 или песчаными непылеватыми грунтами.

2. РАСЧЕТ ОБСЫПНОГО УСТОЯ КАК ПРОТИВООПОЛЗНЕВОГО СООРУЖЕНИЯ

2.1. Форма поверхности скольжения при расчете устоя совместно с конусом и насыпы на устойчивость против глубокого или локального оползневого сдвига принимается в соответствии с рис. 2. Поперечное сечение поверхности скольжения имеет вид ломаной АВСД (см. рис. 2), горизонтальная грань ВС (основание) равна ширине насыпи в, грани АВ и СД (борта) наклонены под углом β, величину которого определяют в соответствии с указаниями п. 2.9. Продольное осевое сечение поверхности скольжения (см. рис. 2 а) принимается в виде дуги окружности (глубокий сдвиг) или прямой (ломаной) линии, проходящей по ослабленным поверхностям контакта геологических слоев (локальный оползневой сдвиг).

2.2. Характеристики сопротивления сдвигу (φi - угол внутреннего трения и Ci - удельное сцепление грунтов), насыпи и основания, а также объемный вес грунта принимают в размере расчетных значений.

2.3. Блок обрушения (смещающаяся часть грунтового массива) разделяют вертикальными плоскостями на n отсеков. В пределах каждого отсека характеристики φi и Ci сопротивления сдвигу грунтов на осевом сечении поверхности скольжения должны быть постоянными; кроме того, в пределах одного отсека принимается постоянным угол наклона αi - поверхности скольжения (см. рис.2 а). Угол αi в пределах бортов допускается принимать равным аналогичному углу в основании отсека. Расчетные значения φσi угла внутреннего трения и Сσi - удельного сцепления грунта в пределах бортов определяют в соответствии с указаниями приложения 2.

2.4. В расчетах учитывают горизонтальные (нормальные) составляющие сил взаимодействия между отсеками. Силы трения и сцепления на границах отсеков в расчете не учитывают.

2.5. В расчете рассматривался произвольные, но возможные формы поверхности скольжения, отличающиеся положением центра и величиной радиуса осевого сечения.

Рис. 2. Расчетная схема обсыпного устоя как противооползневого сооружения:

а - разрез по оси моста; б - разложение силы Gi на нормальную Ni и касательную Ti составляющие; 1 - след поверхности скольжения по форме дуги окружности; 2 - то же в виде ломаной линии; 3 - граница геологических слоев; 4 - поверхность пойменных вод; 5 - бортовые части сечения; 6 - средняя часть сечения.

Расчетную поверхность скольжения определяют методом попыток по условию максимума равнодействующей Е (формула 2 п. 2.6) горизонтального давления грунта на устой.

2.6. Равнодействующую горизонтального давления грунта на устой определяют по формуле:

                                                                                               (2)

где ΣEi - приращение горизонтальных активных сил взаимодействия отсеков в пределах i-го отсека.

                                                         (3)

                                                                                                       

ΣJi - равнодействующая сил фильтрационного давления в пределах i-го отсека.

ΣJi = J0Vwi,                                                                                                                  (4)

Tci, Tσi, Nсi, Nσi - касательные (сдвигающие, или удерживающие) и нормальные составляющие к поверхности скольжения от весов средней Gci и бортовой Gσi частей i-го отсека. Tci = Gcisin αi;

Tσi = Gσisin αi; Nci = Gcicos αi; Nσi = Gσicos αi                                                          (5)

Sci, Sσi - площади поверхности скольжения в пределах средней и бортовой частей i-го отсека; J0 - средний уклон поверхности депрессии, определяемый по данным табл. 1; Vwi - объем затопленной части i-го отсека; Кн - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4 - для сдвигающих (направленных в сторону откоса) сил Tci, Tσi, ΣJi и Кн = 1,0 - для удерживающих сил Tci и Tσбi

Таблица 1

Средний уклон кривой депрессии J0

Наименование грунта, через который проходит поверхность пойменных вод

J0, %

Гравелистые и крупные пески

3-6

Мелкие и пылеватые пески

6-20

Супеси

20-50

Суглинки

50-100

Глины

100-200

Знак плис (минус) в формуле (3) соответствует сдвигающим (удерживающим) силам Tci и Tσi

В равнодействующую Gci входят внешняя нагрузка, действующая в пределах i-го отсека.

Если поверхность скольжения пересекает свайный фундамент стоечного обсыпного устоя (см. рис. 2 а), то из веса соответствующих отсеков исключают вес грунта и конструкций, передаваемый на сваи (столбы), заглубленные в неподвижную часть грунтового массива.

Формульные зависимости для определения параметров, входящих в формулы (3-5) , приведены в приложении 2.

2.7. Если величина равнодействующей Е получена равной 0 или отрицательной, то устой считают свободным от активного давления грунта.

Величину Е также принимают равной 0, если возможные поверхности не пересекают фундаментные конструкции обсыпного устоя и проходят под ними (рис. 3). В этом случае в расчете основания на устойчивость против сдвига без учета поддерживающего влияния устоя (разд. 4) принимают коэффициент надежности равным 1,4.

Рис. 3. Поверхность скольжения, не пересекающая фундаментные конструкции устоя

2.8. Распределение горизонтальной нагрузки на устой принимают по линейному закону:

                                                                                                (6)

где Pz - погонная горизонтальная нагрузка на устой, остальные обозначения к формуле (6) показаны на рис. 4.

Рис. 4. Распределение нагрузки Рz

Погонная нагрузка Рz распределяется равномерно по ширине устоя:

                                                                                                     (7)

где σjz - давление на поверхность шкафной стенки и задней грани плиты ростверка шириной вj; qjz - погонная нагрузка на сваю или стойку; nj - число стоек или свай; j - порядковый номер яруса устоя.

Если в пределах шкафной стенки давление

σjz < γz0tg2(45°-φ0/2),                                                                                                   

то при z0 от 0 до h1, распределение нагрузки от горизонтального давления грунта определяют по формуле:

Pz = γz0в1tg2(45°-φ0/2),                                                                                                 (8)

а в пределах остальной части высоты устоя h0 - h1 - (см. рис. 4) по формуле:

                                                                          (9)

в формулах (8) и (9) обозначено: φ0 - угол внутреннего трения дренирующей засыпки, принимаемый равным 30°, h1 = hш; в1 = вш - высота и ширина шкафной стенки.



Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: