Страница 2: Методические рекомендации по проектированию противообвальных и противолавинных галерей и эстакад для пропуска скальных обвалов в районах Северной строительно-климатической зоны (46558)

а) основные - включающие одну или несколько нагрузок групп А и Б;

б) дополнительные - включающие совместно с одной или несколькими нагрузками основных сочетаний ветровую нагрузку и воздействие колебаний температуры

в) особые - включающие сейсмические или строительные нагрузки совместно с другими нагрузками, а также сочетания, приведенные в табл. 1.

2.5. Расчеты по второму предельному состоянию должны производиться лишь на основные сочетания нагрузок, действующих на стадии эксплуатации галерей.

2.6. Расчетные нагрузки при проверке по первому предельному состоянию следует определять путем умножения нормативных нагрузок на коэффициенты перегрузок, значения которых приведены в табл. 2.

Таблица 2

Коэффициенты перегрузки п для определения расчетных нагрузок

Значение n больше (меньше) единицы относится к случаям, когда данная нагрузка увеличивает (уменьшает) расчетные суммарные воздействия.

2.7. Нормативная нагрузка от собственного веса конструкций определяется по проектным объемам, а от веса устройств сигнализации, централизации, блокировки и связи по проектным спецификациям с учетом перспективы.

2.8. При определении нормативной нагрузки от веса грунта объемный вес его следует принимать по данным лабораторных исследований.

Расчет стен галерей производится в соответствии с «Техническими указаниями по проектированию подпорных стен для транспортного строительства» (ВСН 167-70) и «Рекомендациями по проектированию подпорных стен в районе северной строительно-климатической зоны (ЦНИИС, 1971).

Дополнительно следует определить минимальной значение нормативного бокового давления грунта для случая расположения галереи вплотную к откосу косогора, пользуясь максимальным значением угла внутреннего трения грунта отсыпки φ, определенным по данным лабораторных исследований.

2.9. Нормативное гидростатическое давление воды следует определять по указаниям п. 112 «Технических условий проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб» СН 200-62.

2.10. Нормативное воздействие осадки грунта в основаниях опор галерей статически неопределимых систем разрешается определять согласно СН 200-62, используя указания по учету осадки грунта в основаниях опор мостов.

2.11. Нормативное воздействие усадки и ползучести бетона учитывается при расчете статически неопределимых систем галерей согласно СН 365-87.

2.12. Нормативную нагрузку от максимально возможного накопления продуктов выветривания горных пород разрешается рассматривать как увеличение объема амортизирующей отсыпки на кровле галереи; при этом расчетный угол наклона к горизонту дневной поверхности отсыпки α может быть принят равным 35°.

Боковое давление грунта отсыпки увеличенного объема на наклонную плоскость АС1 с углом наклона εн от вертикали СС1 следует учитывать в сторону сооружения (рис. 1). Угол εн определяется по формуле

                                          (1)

где φ - угол внутреннего трения грунта амортизирующей отсыпки, град.;

αот - угол наклона к горизонту дневной поверхности отсыпки, град.

Рис. 1

При расположении галереи вплотную к скальному косогору величину равнодействующей активного бокового давления отсыпки Еa, следует определять по формуле

                                                            (2)

где γ - объемный вес грунта амортизирующей отсыпки, кГ/м3;

 - вертикальная проекция наклонной плоскости АС1;   (3)

Hф - высота вертикальной фиктивной грани СС1;

δ - угол отклонения равнодействующей активного бокового давления Еa от нормали к плоскости АС1;

 - коэффициент активного бокового давления грунта;

                                       (4)

Ka1 - коэффициент, учитывающий уменьшение величины активного бокового давления в зависимости от расстояния галереи от откоса B и крутизны откоса α (приложение 3).

1 Коэффициент Ka учитывается при нагорном откосе, сложенном прочными скальными породами.

Горизонтальная и вертикальная составляющие равнодействующей активного бокового давления Еaгор и Еaверт определяются по формулам:

Еaгор = Еa cos αот;                                                       (5)

Еaверт = Еa sin αот.                                                       (6)

Точка приложения бокового давления Еa должна приниматься на расстоянии  от поверхности кровли галереи.

Если значения параметров B и α лежат в промежутках между табличными значениями, коэффициент уменьшения бокового давления K?? вычисляется по интерполяции (см. пример расчета, приложение 4).

2.13. Нормативная нагрузка от удара одиночного камня расчетного объема определяется по формуле

                                             (7)

где F - площадь диаметрального сечения камня расчетного объема, условно принятого шаровой формы и назначаемого по материалам специальных изысканий, м2;

x - глубина проникания камня в амортизирующую отсыпку, м;

                                          (8)

Q - вес камня расчетного объема, кг;

Vp - скорость камня расчетного объема в момент удара, определяемая в зависимости от типа расчетного поперечника по приложению 5, м/сек;

g - ускорение силы тяжести, м/сек2.

2.14. Нормативная нагрузка от максимально возможного накопления снежного покрова на кровле галереи, вызванного завалом лавинного снега, определяется в соответствии со схемой (рис. 2). Расчетный угол наклона к горизонту поверхности накопления снега α1 следует принимать равным 15°, но не менее угла наклона к горизонту поверхности амортизирующей отсыпки на кровле галереи αот. Расчетная высота накопления снежного покрова hc и объемный вес лавинного снега в завале γc назначаются по данным существующих и специально создаваемых новых метеорологических станций.

Рис. 2

При этом расчетная высота накопления снежного покрова должна приниматься не менее 3 м для редко сходящих небольших и не менее 6 м - для часто сходящих или больших лавин.

2.15. Нормативное воздействие от прохождения снежной лавины принимается в виде сочетания следующих нагрузок:

а) равномерно распределенной вертикальной нагрузки от веса лавинного снега, определяемой по формуле

q = γс hл,                                                                (9)

где hл - расчетная высота слоя лавинного снега, м;

б) нормального к поверхности амортизирующей отсыпки давления от удара снежной лавины, определяемого по формуле

                                                    (10)

где Pл - давление от удара снежной лавины, кГ/м2;

β0 - угол между направлением удара и поверхностью амортизирующей отсыпки;

Vл - скорость движения лавины в момент удара, м/сек., определяемая из выражения

                                          (11)

S - длина участка пути одинакового уклона, м;

a = g (sin αn - f cos αn) - ускорение движения, м/сек2;

an - крутизна склона на участке, град.;

f - коэффициент трения лавинного снега при движении;

k - коэффициент сопротивления движению лавины, зависящий от площади снегосборного бассейна и определяемый по графику, приведенному на рис. 3;

Рис. 3

V0 - скорость движения лавины в начале участка, м/сек., определяемая по формуле

V0 = Vn-1 cos (αn - αn-1);                                                  (12)

Vn-1 - скорость движения лавины в конце предыдущего участка, м/сек.;

αn-1 - угол наклона предыдущего участка, град.;

V - скорость движения лавины в конце данного участка, м/сек; при площади снегосборного бассейна более 20 га

                                        (13)

Пример определения скорости движения лавины приведен в приложении 6.

При недостаточности натурных наблюдений расчетная дальность выброса лавин может быть определена по методике Сибгипротранса, приведенной в приложении 2.

Максимальная скорость пылевидных и прыгающих лавин, не зависящая от уклона пути, определяется по формуле

                                                      (14)

где h - высота снежного покрова, образующего лавину, м;

Pc - плотность снега, кГ/м3;

Pв - плотность воздуха, принимаемая равной 1,25 кГ/м3;

в) действующей в плоскости поверхности амортизирующей отсыпки и направленной в сторону движения лавины силы трения, определяемой по формуле

t = (q cos αот + Pл) f - q sin αот,                                          (15)

где t - удельная сила трения, кГ/м2.

При определении нормативного воздействия от прохождения лавины давление от удара Pл и составляющую Pлf удельной силы трения можно не учитывать в случаях, когда расстояние d от галереи до вершины A угла β0 (см. рис. 2), образованного поверхностью амортизирующей отсыпки со склоном, превышает 2hл или 15 м. Это положение не распространяется на воздействие пылевидных и прыгающих лавин.

2.16. Нормативное боковое давление грунта от воздействия временной вертикальной нагрузки определяется в соответствии с «Рекомендациями по проектированию подпорных стен в районе северной строительно-климатической зоны» (ЦНИИС, 1971).

2.17. Нормативная величина сейсмических нагрузок определяется согласно СНиП II-А.12-69.

2.18. Нормативная горизонтальная поперечная ветровая нагрузка в соответствии с СН-200-62 принимается интенсивностью, равной 180 кГ/м2 на расчетную ветровую поверхность, а при особых сочетаниях нагрузок (в том числе при монтаже) - 50 кГ/м2.

Расчетная ветровая поверхность низовых опор галерей, выполненных в виде стоек, принимается с коэффициентом 0,4.

2.19. Нормативное колебание температуры, учитываемое при расчете статически неопределимых галерей, и коэффициент линейного расширения, равный 0,00001, принимается в соответствии с СН-200-62.

2.20. Строительные нагрузки, действующие при монтаже галерей, транспортировке и изготовлении элементов, принимаются по проектным данным с учетом предусматриваемых условий производства работ, максимально возможного веса оборудования и веса людей.

При этом собственный вес элементов сборных конструкций следует вводить в расчет с динамическим коэффициентом 1,5 (коэффициент перегрузки к собственному весу элементов не вводится).

III. КОНСТРУИРОВАНИЕ ГАЛЕРЕЙ

1. Фундаменты верховых и низовых опор

3.1. Проектирование фундаментов верховых и низовых опор галерей производится согласно требованиям СНиП II-Б.1-62, СНиП II-А.12-69, а также ВСН-61-61.

3.2. Фундаменты опор смежных секций галерей рекомендуется закладывать на одном уровне. В случае заложения фундаментов опор смежных секций на разных отметках переход от более углубленных к менее углубленным рекомендуется осуществлять уступами высотой не более 50 см. В скальных грунтах уступы могут устраиваться без ограничений по высоте.

3.3. При конструировании сплошных низовых стен галерей предпочтение следует отдавать железобетонным сборным ленточным фундаментам. В случае монолитных фундаментов их конструкция должна предусматривать индустриальные способы производства работ (применение инвентарной опалубки, специальных бетоноукладчиков и т.п.).

3.4. Для железобетонных фундаментов следует применять бетон проектной марки не ниже 200. При устройстве бетонных конструкций следует применять бетон марки не ниже 150 или бутовую кладку из камня марки не ниже 400 при растворе марки не ниже 100.

3.5. В нескальных грунтах между раздельными фундаментами рекомендуется устраивать железобетонные распорки вдоль галереи.

3.6. Для повышения сопротивления фундаментов опор галерей сдвигу подошве фундаментов рекомендуется придавать уклон в зависимости от свойств грунтов основания.