Страница 11: ВСН 141-90. СН 141-90. Нормы проектирования контактной сети (41661)

Максимальные сжимающие напряжения в бетоне в стадии предварительного обжатия не должны превышать значений, приведенных в табл. 7 СНиП 2.03.01-84.

Расчет железобетонных опор

6.17. Расчет опор по прочности, жесткости и трещиностойкости производится в соответствии с требованиями СНиП 203.01-84

Расчет по прочности и трещиностойкости должен производиться для сечений, нормальных к продольной оси опор, расположенных в уровне пяты консоли и в уровне условного обреза фундамента.

6.18. При расчете прогибов влияние длительной ползучести бетона на деформации опор без трещин допускается не учитывать.

Конструктивные требования

6.19. Опоры кольцевого сечения должны иметь отверстия в верхней части для установки закладных деталей и в нижней части (на 0,5 м выше условного обреза фундамента) для вентиляции внутренней полости опоры. Суммарная площадь вентиляционных отверстий может быть определена из формулы:

??F = AqV, (57)

где ??F - суммарная площадь поперечного сечения отверстий; q - избыточное влагосодержание в полости опоры, г/ч м3; V - объем полости стопки, м3; А - переходный коэффициент, равный (0,5-1) ч.cм2/г.

Избыточное влагосодержание определяется экспериментально. При отсутствии таких данных величину можно принять равной 80 г/ч. м3. Полученное значение площади вентиляционных отверстий при указанной величине q достаточно для обеспечения требуемой вентиляции опор практически для всех регионов страны.

6.20. Минимальная толщина стенки опор должна быть не менее 50 мм.

6.21. Защитный слой бетона для продольной рабочей арматуры должен быть не менее 20 м.

6.22. На участках постоянного тока в опорах для повышения их коррозионной устойчивости необходимо кроме предварительно напряженной проволочной арматуры устанавливать ненапряженные стержни.

6.23. У верхних концов предварительно напряженных опор для предотвращения образования продольных трещин должны быть установлены три усиливающих кольца из арматуры класса A-I диаметром 8 мм, у нижних концов - дополнительно не менее трех витков спиральной арматуры. Шаг спирали должен быть не более 100 мм.

6.24. Зазоры между проволоками и зазоры между стержнями, а также их расположение должны приниматься в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.

6.25. В верхних отверстиях для закладных деталей должны устанавливаться изолирующие элементы для предотвращения прямого контакта арматуры опор с закладными деталями контактной подвески.

7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ

7.1. Фундаменты опор контактной сети следует проектировать с учетом результатов инженерно-геологических изысканий грунтов электрифицируемого участка.

7.2. Наименование грунтов в описаниях результатов изысканий и в проектах фундаментов необходимо принимать согласно ГОСТ 25100-82.

7.3. Проверку несущей способности при привязке следует осуществлять в талых грунтах. Для районов распространения вечной мерзлоты и глубокого сезонного промерзания несущую способность фундаментов следует проверять для летних и зимних (с учетом слоя мерзлого грунта) условий.

7.4. При расчете фундаментов опор контактной сети должны быть обеспечены:

а) от действия расчетных нагрузок – достаточная несущая способность основания, не допускающая потери устойчивости (опрокидывания) фундаментов и опор;

б) от действия нормативных нагрузок - недопущение деформации основания, не превышающих предельно допустимых (по условиям эксплуатации) отклонений опор на уровне контактного провода более 35 мм.

При обеспечении несущей способности одиночных, ступенчатых, групповых свайных и раздельных фундаментов, а также вертикальных призматических анкеров проверку по деформациям можно не производить, так как приведенные в настоящих Нормах расчетные характеристики грунта определены, исходя из допустимых (по условиям эксплуатации) перемещений фундаментов опор.

7.5. За расчетную поверхность грунта при расчете одиночного фундамента принимают горизонтальную плоскость, проходящую через точку пересечения вертикальной оси фундамента с дневной поверхностью грунта, а при наличии насыпного неуплотненного слоя (песчаный балласт, шлак и пр.) - с нижней поверхностью этого слоя.

7.6. Расчет фундаментов производят на комбинации нагрузок, которые могут оказаться наиболее невыгодными. При этом следует иметь в виду, что в ряде случаев расчета закрепления фундамента в грунте наиболее невыгодной может оказаться не максимальная нагрузка, а меньшая по величине, но действующая в направлении, в котором грунт хуже сопротивляется опрокидыванию фундамента или, например, для которой коэффициент ??сl, учитывающий долю постоянной нагрузки в суммарной (см. п. 7.22), имеет меньшее значение.

7.7. Во всех случаях при любых сочетаниях нагрузок следует учитывать нагрузку от массы фундамента, а для ступенчатых и раздельных фундаментов и от массы грунта над их уступами. В расчете ступенчатых и раздельных фундаментов учитывают взвешивающее действие воды от подошвы фундамента до верхнего уровня грунтовых вод, при этом ниже горизонта грунтовой воды вес единицы объема грунта принимают равной 10 кН/м3, а вес единицы объема фундамента уменьшают на 10 кН/м3.

7.8. Нагрузку, равнодействующая которой расположена в одной вертикальной плоскости симметрии фундамента, приводят (рис. 17, а):

а) к вертикальной силе Nd, равной сумме проекций сил на вертикальную ось у фундамента, действующей вдоль оси у;

б) к горизонтальной силе Fd, равной сумме проекций сил на горизонтальную ось х, действующей вдоль оси х;

в) к моменту Мd, равному сумме моментов сил относительно оси z.

Сила Fd, действующая вдоль оси х, и момент Мd относительно оси z могут быть заменены силой Fd (той же величины), действующей параллельно оси х на высоте Нх от нее (см. рис. 17, б).

. (58)

Рис. 17. Расчетные схемы нагрузок, действующих в одной плоскости:

а - вертикальная сила Nd, горизонтальная сила Fd и момент Мd; б - вертикальная сила Nd и горизонтальная сила Fd на высоте Нх

Вертикальная ось у проходит через центр тяжести поперечных сечений одиночного фундамента или центр свайного основания группового фундамента. Горизонтальные оси х и z расположены на уровне расчетной поверхности грунта (для одиночного фундамента) или на уровне низа конструкции опоры, а при наличии ростверка - на уровне подошвы его плиты (для группового свайного и раздельного фундаментов).

7.9. В общем случае нагрузку, одновременно действующую в нескольких плоскостях, проходящих через вертикальную ось фундамента (косая нагрузка), приводят (рис. 18, а):

а) к вертикальной силе Nd, равной сумме проекций сил на вертикальную ось у фундамента, действующей вдоль оси у;

б) к горизонтальной силе Fdx, равной сумме проекций сил на горизонтальную ось х, действующей вдоль оси х;

в) к горизонтальной силе Fdz, равной сумме проекций сил на горизонтальную ось z, действующей вдоль оси z;

г) к моменту Мdz, равному сумме моментов сил относительно оси z;

д) к моменту Мdx, равному сумме моментов сил относительно оси х.

Рис. 18. Расчетные схемы нагрузок, действующих в двух плоскостях:

а - вертикальная сила Nd - горизонтальные силы Fdx и Fdz, моменты Мdx и Мdz; б - вертикальная сила Nd и горизонтальные силы Fdx и Fdz - действующие соответственно на высоте Нх и Нz

Сила Fd, действующая вдоль оси х, и момент Мdz относительно оси z могут быть заменены силой Fdх (той же величины), действующей параллельно оси х на высоте Нx от нее

. (59)

Аналогично сила Fdz, действующая вдоль оси z и момент Мx, относительно оси х могут быть заменены силой Fdz (той же величины), действующей параллельно оси z на высоте Hz от нее (см. рис. 18, б).

. (60)

7.10. При нагрузке, равнодействующая которой расположена в одной вертикальной плоскости симметрии фундамента, устойчивое закрепление его в грунте считают обеспеченным, если величины расчетного момента Мd и расчетной вертикальной силы Nd удовлетворяют условиям

Мd ?? Mf; (61)

, (62)

где Mf - расчетная несущая способность фундамента по грунту на действие момента или горизонтальной силы, приложенной на высоте Н; Nf - расчетная несущая способность фундамента по грунту на действие вертикальной силы.

7.11. В общем случае при нагрузке, одновременно действующей в нескольких плоскостях, проходящих через вертикальную ось фундамента, устойчивое закрепление фундамента в грунте считается обеспеченным, если величины расчетного момента Мdz и расчетной вертикальной силы Nd внешних нагрузок удовлетворяют условиям

Мdz ?? ; (63)

, (64)

где - приведенная (с учетом одновременного действия нагрузки в плоскостях ху и уz) расчетная несущая способность фундамента по грунту на действие момента при заданном соотношении между нагрузками, действующими в разных плоскостях.

7.12. Расчет железобетонных и бетонных элементов конструкций фундаментов по прочности, деформациям, образованию и раскрытию трещин следует производить в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.

7.13. Ширина раскрытия трещин при расчете конструкций железобетонных фундаментов со стержневой арматурой не должна превышать 0,2 мм.

7.14. Прочность конструкции сборных железобетонных элементов фундаментов должна быть проверена на действие нагрузок, возникающих при транспортировании и монтаже.

РАСЧЕТ ОДИНОЧНЫХ ПРИЗМАТИЧЕСКИХ ФУНДАМЕНТОВ

Определение расчетной несущей способности фундамента при нагрузке, действующей в одной вертикальной плоскости

7.15. Значение Мf расчетной несущей способности заданного фундамента по грунту на действие момента при нагрузке, равнодействующая которой расположена в одной вертикальной плоскости симметрии фундамента, вычисляют по формуле:

Мf = М°'/??cf??co??cv??cc??cr??cl, (65)

где М°' - значение расчетной несущей способности условного фундамента по грунту на действие горизонтальной нагрузки или изгибающего момента, приведенное к уровню условного обреза фундамента (п. 7.16); ??cf - коэффициент условий работы, учитывающий влияние формы поперечного сечения призматического фундамента (п. 7.17); ??co - коэффициент условий работы, учитывающий влияние очертания поверхности грунта в месте расположения фундамента (п 7.18); ??cv - коэффициент условий работы, учитывающий влияние вибрации (колебаний) грунта около фундамента от проходящих поездов (п. 7.19); ??cc - коэффициент условий работы, учитывающий влияние повышенного уплотнения грунта, имеющего место при забивке фундамента (п. 7.20); ??cr - коэффициент условий работы, учитывающий влияние верхнего строения пути (п. 7.21); ??cl - коэффициент, условий работы, учитывающий долю постоянной нагрузки в суммарной "(п. 7.22).

7.16. Значение М°' расчетной несущей способности условного фундамента относительно уровня условного обреза фундамента определяют из условия:

, (66)

где Мо - значение расчетной несущей способности условного фундамента относительно расчетной поверхности грунта (п. 7.23); Н' - высота приложения равнодействующей горизонтальной нагрузки относительно уровня условного обреза фундамента; Н - то же относительно расчетной поверхности грунта (п. 7.5).

7.17. Значения коэффициента условий работы ??cf принимают равными:

а) для одиночных фундаментов без лежней при форме поперечного сечения в виде:

прямоугольника - 1,0;

круга или кольца - 0,9;

двутавра - 1,1;

трехлучевого - 0,9;

в) для сдвоенных фундаментов, расположенных вдоль пути:

при нагрузке, действующей вдоль оси пути - 1,1 (при ширине фундамента, равной размеру поперечного сечения фундамента, измеренного в направлении, перпендикулярном оси пути);

при нагрузке, действующей поперек оси пути - 1,0 (при удвоенной ширине фундамента, равной размеру поперечного сечения сдвоенного фундамента между его наружными гранями, измеренного в направлении вдоль оси пути).

7.18. Значения коэффициента условий работы ??co при нагрузке, действующей в плоскости, перпендикулярной бровке земляного полотна, определяют по следующим таблицам.

При расположении фундамента на площадке (рис. 19, а) и нагрузке, действующей в сторону откоса, - по табл. 29, при нагрузке, действующей в сторону площадки, - по табл. 30.

При расположении фундамента на откосе (см. рис. 19, б), при нагрузке, действующей в сторону откоса, - по табл. 31. при нагрузке, действующей в противоположную сторону, - по табл. 32.

При определении ??co конфигурацию грунта, отличающуюся от изображенной на схемах (см. рис. 19), следует приводить к этим схемам.

Рис. 19. Значение коэффициента усо, при нагрузке, действующей в плоскости, перпендикулярной оси пути, при расположении фундамента:

а - на площадке; б - на откосе

При нагрузке, действующей в плоскости, параллельной бровке земляного полотна, значение ??со принимают равным 1.

Таблица 29