7.123. Расчет анкерного закрепления опор контактной сети в скальных грунтах осуществляют в следующем порядке:
а) определяют усилие Na, действующее на один анкер
, (212)
где Мd - расчетный момент, действующий на опору на уровне обреза фундамента; аа - расстояние между анкерами в плоскости действия момента; na - число растянутых анкеров;
б) находят площадь (нетто) Аа анкера
, (213)
где ??сa - коэффициент условий работы анкера, равный 0,7 для железобетонных консольных опор и 0,6 для крепления оттяжек анкерных опор и металлических станционных опор; Rа - расчетное сопротивление стали анкера;
в) определяют диаметр анкера dа;
г) определяют длину заделки анкера в скальном грунте
, (214)
где ??t = 120 кН/мм - напряжение сцепления стали анкера с раствором; kg - коэффициент однородности, учитывающий степень трещиноватости выветрелости скального грунта, принимаемый равным 0,8 для слаботрещиноватых (невыветрелых) и 0,6 для среднетрещиноватых (слабовыветрелых) грунтов.
Конструктивно величину длины анкера lа принимают не меньше 1,2 м.
Расчет одиночных свайных фундаментов в слабых грунтах
7.124. Расчет одиночных свайных фундаментов, расположенных в двух различающихся по несущей способности слоях грунта (включая нижний слой слабого грунта) производится по следующей расчетной схеме (рис. 43):
Рис. 43. Расчетная эпюра коэффициента постели:
1 - верхний слой; 2 - нижний слой
а) для верхней части сваи глубиной 0 < у < lс, расположенной в слое грунта, обладающем большей несущей способностью, чем слой слабого грунта, принимается жесткость ЕрIр = ??, а грунт рассматривается как упругодеформируемая среда с коэффициентом постели C1, возрастающим пропорционально глубине;
б) для нижней части сваи, расположенной в слое слабого грунта (торф, иольдневая глина) глубиной lc < у < lp принимается жесткость сваи EpIp, грунт рассматривается как упругое основание с постоянным коэффициентом постели С2, не зависящим от глубины.
7.125. Значение коэффициента постели С1 для верхнего слоя грунта определяют по формуле
(215)
где - коэффициент пропорциональности, характеризующий изменение коэффициента постели с глубиной у.
Коэффициент пропорциональности представляет собой коэффициент постели C1 на глубине y = 1, определяемый по табл. 41.
Таблица 41
|
Грунт |
, кН/м4 |
С2, кН/м3 |
|
Пески мелкие, глины, суглинки и супеси тугопластичные (насыпи земляного полота) |
2500 |
- |
|
Пески пылеватые, глины, суглинки и супеси мягкопластичные |
15000 |
- |
|
Торф, глины, суглинки текучепластичные (иольдневые глины) |
- |
9000 |
7.126. Горизонтальное перемещение опоры ??с на уровне контактного провода от деформации свайного фундамента в грунте (без учета прогиба опоры) определяют по формуле
, (216)
где ????cl - коэффициент условий работы, учитывающий долю постоянной нагрузки в суммарной, принимаемый равным
????cl = 0,5 + ??, (217)
здесь ?? - доля постоянной нагрузки в суммарной, определяемая по формуле (68); ??cf - коэффициент условий работы, учитывающий влияние нормы поперечного сечения сваи, принимаемый по п. 7.17; ????cv - коэффициент условий работы, учитывающий влияние вибрации (колебаний) грунта около свайного фундамента от проходящих поездов, принимаемый ????cv = 0,9; ????cr - коэффициент условий работы, учитывающий направление действия нагрузки (при действии нагрузки к «пути» ????cr = 1,1 вдоль пути ????cr = 1,0, к «полю» ????cr = 0,9); ??о - горизонтальное перемещение сваи на уровне расчетной поверхности грунта; ??о - угол поворота сваи на уровне расчетной поверхности грунта; Нс - высота контактного провода от уровня расчетной поверхности грунта.
Значение горизонтального перемещения ??о от действующих нормативных нагрузок не должно превышать 35 мм.
7.127. Горизонтальное перемещение ??о и угол поворота сваи на уровне поверхности грунта находятся по формулам
??о = Fп??пп + Мп??пm; (218)
??о = Fп??mп + Мп??mm. (219)
где Fп и Мп - действующие на уровне верха сваи соответственно горизонтальная сила и изгибающий момент (от нормативных нагрузок); ??пп, ??mп соответственно горизонтальное перемещение и угол поворота сваи на уровне поверхности грунта от действующей в том же уровне единичной горизонтальной силы F = 1 (рис. 44); ??пm; ??mm - тo же от единичного момента М = 1 (см. рис. 44, б).
7.128. Перемещения ??пп, ??пm, ??mп и ??mm определяют по формулам
; (220)
; (221)
; (222)
, (223)
где bp - расчетная ширина сваи; х1 и х2 - соответственно поперечная сила и изгибающий момент в поперечном сечении сваи на границе двух слоев грунта (при у = lс) при действии на поверхности грунта единичной горизонтальной силы F = 1; x??1 и x'2 – то же при действии единичного момента М = 1.
Рис 44. Схемы перемещений сваи в уровне поверхности грунта:
а - от горизонтальной силы Р = 1; б - от момента М = 1; 1 - верхний слой; 2 - нижний слой
Усилия х1, х2, х??1, х??2 определяют по формулам
, (224)
; (225)
; (226)
; (227)
; (228)
; (229)
; (230)
; (231)
; (232)
; (233)
.(234)
Здесь EpIp - жесткость поперечного сечения сваи; ??g - коэффициент деформации нижнего участка сваи, находящегося в слое слабого грунта, определяемый по формуле
. (235).
При этом перемещение ??mn = ??nm.
7.129. Расчетную ширину сваи определяют по формуле
bp = (1,5b + 0,5), (236)
где b - размер поперечного сечения сваи в направлении, перпендикулярном плоскости действия нагрузки, м.
7.130. Изгибающий момент My в поперечных сечениях сваи ниже поверхности грунта определяют по формулам:
а) на участке глубиной 0 < у < lс
; (237)
где уо - глубина расположения оси поворота верхнего участка сваи; (п. 7.131); Ql; Мl - соответственно поперечная сила и изгибающий момент в поперечном сечении сваи на границе двух слоев на глубине lс (п. 7.131);
б) на участке глубиной lс < у < lр
, (238)
где ??1 и ??2 - коэффициенты, определяемые по табл. 42.
Таблица 42
|
аgy |
??1 |
??2 |
аgy |
??1 |
??2 |
|
0,0 |
0,0000 |
1,0000 |
1,5 |
0,22260 |
0,01580 |
|
0,2 |
0,1627 |
0,8024 |
2,0 |
0,12310 |
-0,05630 |
|
0,4 |
0,2189 |
0,7077 |
2,5 |
0,04910 |
-0,06580 |
|
0,6 |
0,3099 |
0,4530 |
3,0 |
0,00700 |
-0,01930 |
|
0,8 |
0,3223 |
0,3131 |
4,0 |
-0,01386 |
-0,01197 |
|
1,0 |
0,3096 |
0,1688 |
5,0 |
-0,00646 |
0,00191 |
7.131. Значение глубины yо расположения оси поворота верхнего участка сваи определяют по формуле
, (239)
где
Ql = x1F + x??1FH; (240)
Ml = x2F + x'2FH. (241)
7.132. Значения ??1 и ??2 определяют по формулам (242) и (243) или по табл. 42.
??1 = e-??gysin??gy; (242)
??2 = e-??gycos??gy. (243)
7.133. Наибольшее значение изгибающего момента Мmax, действующего в поперечных сечениях сваи, вычисляют по формуле (237) при у = у1, где у1 - глубина расположения сечения с наибольшим моментом, определяемая по формуле
. (244)
КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
7.134. Конструкции сборных железобетонных фундаментов необходимо изготавливать из тяжелого бетона с классом по прочности на сжатие не менее В25. Марку бетона по морозостойкости следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84.
7.135. Толщина защитного слоя бетона (до рабочей арматуры) в сборных железобетонных фундаментах и сваях должна соответствовать требованиям СНиП 2.03.01-84.
7.136. При устройстве фундаментов в грунтах с агрессивными грунтовыми водами должны быть предусмотрены мероприятия, предохраняющие материал фундамента от коррозии в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85.
7.137. В сборных железобетонных элементах не допускается использование монтажных петель в подземной части фундаментов. Вместо монтажных петель нужно применять, как правило, монтажные отверстия. В случаях, когда конструкция фундамента имеет монтажные петли, необходимые при распалубке, перед отправкой на электрифицируемый участок такие петли должны быть срезаны, а места срезки петель покрыты защитным слоем или битумом (двумя слоями).
7.138. В свайных фундаментах не допускается касания неизолированных от электричества болтов для крепления металлических опор с арматурой ростверков или свай. Расстояние между незащищенными анкерными болтами и арматурой ростверка или свай должно быть не менее 30 мм. Стыковать сваи с ростверком следует с помощью сварки стальных закладных элементов или выпусков из ростверков с продольной арматурой свай с последующим омоноличиванием этих стыков бетоном для защиты от коррозии.
Расчет прочности соединения свай с ростверком необходимо производить без учета бетона омоноличивания. Расчет сварных соединений стыка следует выполнять, руководствуясь указаниями СНиП II-23-81.
7.139. Закладные детали, анкерные болты и другие стальные детали фундаментов следует изготавливать из марок сталей в соответствии с требованиями, приведенными в гл. 5 настоящих Норм.
7.140. Закрепление опор контактной сети на свежеотсыпанных насыпях рекомендуется осуществлять в соответствии с требованиями, приведенными в приложении 9.
8. ПРИВЯЗКА ТИПОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
8.1. Привязка (применение) типовых конструкций должна производиться с учетом указаний типовой проектной документации с максимальным использованием готовых вспомогательных материалов (графиков, таблиц, номограмм) и вычислительной техники.
8.2. Выбор типовых конструкций по геометрическим размерам следует производить в зависимости от конкретных условий их применения (схем размещения проводов на опорах, габаритов опор и проводов, назначения конструкций и т. д.).
8.3. Расчетные климатические условия для привязки типовых конструкций контактной сети следует определять в соответствии с требованиями СНиП 2.01.01-82, 2.01.07-85 и главой 2 настоящих Норм.
8.4. При определении ветровой и гололедной нагрузок следует учитывать влияние микроклиматических особенностей в районе электрифицируемой линии (см. главу 2).
8.5. Привязку типовых конструкций следует производить по расчетным нагрузкам, которые должны определяться, как правило, при основных сочетаниях в следующих режимах:
а) наибольшая гололедная нагрузка, давление ветра по пп. 2.32-2.35, температура воздуха минус 5 °С;
б) наибольшая ветровая нагрузка, температура воздуха минус 5 °С, гололед отсутствует;
в) минимальная температура воздуха, ветер и гололед отсутствуют.
Допускается не выполнять расчеты для режимов, дающих заведомо меньшие нагрузки; например, при определении изгибающих моментов промежуточных опор на прямой таким режимом будет режим «в».
8.6. Расчет на особые сочетания нагрузок при привязке типовых конструкций должен производиться в случаях изменения типовых систем подвески и возникающих при обрыве проводов усилий, превышающих принятые при проектировании типовых конструкций.
Проверка типовых конструкций на монтажные нагрузки должна производиться в случаях, предусмотренных в п. 2.48.
8.7. Определять нагрузки, действующие на конструкции контактной сети, следует с учетом нормативных нагрузок, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов сочетаний и т. д., приведенных в главе 2.
8.8. Определять изгибающие и крутящие моменты, перерезывающие и осевые силы и др. следует при величинах и направлении нагрузок, создающих наиболее неблагоприятные условия работы конструкций.
В необходимых условиях, когда заранее определить такое направление нагрузок не представляется возможным, расчеты следует вести для различных направлений ветра.
8.9. При привязке конструкций следует учитывать предусмотренные нормами допуски на их установку и монтаж проводов, а также требования раздела 4 Норм.
8.10. Выбор типовых конструкций следует производить путем сравнения наибольших значений расчетных осевых и перерезывающих сил, изгибающих моментов и т. п. с соответствующими данными типовых конструкций. Принимается конструкция, рассчитанная на равную или большую нагрузку.
Допускается применение типовых конструкций с превышением усилий, изгибающих моментов и т. п., до 3 % от соответствующей величины, предусмотренной чертежами этих конструкций.
8.11. Разработка и повторное применение индивидуальных конструкций допускается при технико-экономическом обосновании и согласии организации, утверждающей проект (рабочий проект).
8.12. При привязке типовых конструкций рекомендуется рассматривать целесообразность сокращения количества типоразмеров за счет объединения немассовых типов с имеющими большую несущую способность.
8.13. Привязку консольных и фиксирующих опор, опор питающих и отсасывающих линий, опор гибких и жестких поперечин, а также фундаментов к ним следует производить по изгибающему моменту на уровне условного обреза или верха фундамента. В необходимых случаях следует проверять изгибающий момент или перерезывающую силу на уровне пяты консоли или в другом опасном сечении. Опоры и ригели жестких поперечин рамного типа подбираются путем сравнения эпюр моментов, построенных по расчетным нагрузкам с эпюрами моментов, приведенными в типовом проекте.
Привязку жестких поперечин балочного типа следует производить по изгибающему моменту в опасном сечении в режимах «а» и «б» (п. 8.5) и при обрыве несущего троса.
8.14. Гибкие и жесткие поперечины (включая опоры) следует рассчитывать с учетом электрификации всех перекрываемых путей.
8.15. Несущая способность фундаментов металлических опор гибких поперечин и питающих линий должна соответствовать несущей способности опор.
