Обязательное

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАВНОДЕЙСТВУЮЩЕЙ
НОРМАТИВНОГО ГОРИЗОНТАЛЬНОГО (БОКОВОГО)
ДАВЛЕНИЯ ОТ СОБСТВЕННОГО ВЕСА ГРУНТА
НА ОПОРЫ МОСТОВ

1. Равнодействующую нормативного горизонтального (бокового) давления F_h на опоры мостов от собственного веса насыпного грунта, а также грунта, лежащего ниже естественной поверхности земли при глубине заложения подошвы фундамента 3 м и менее (чертеж, а), следует определять по формуле

, (1)

где р_h — нормативное горизонтальное (боковое) давление грунта на уровне нижней поверхности рассматриваемого слоя, принимаемое согласно п. 2.6;

h_x — высота засыпки, считая от подошвы рельсов или верха дорожного покрытия, м;

b — приведенная (средняя по высоте h_x) ширина опоры в плоскости задних граней, на которую распределяется горизонтальное (боковое) давление грунта, м.

Схема эпюр давления грунта на опоры моста для определения
равнодействующей нормативного горизонтального (бокового)
давления на опоры

а — при глубине заложения подошвы фундамента 3 м и менее; б — то же, свыше 3 м; 1 — первый слой; 2 — второй слой; 3 — третий слой

Плечо равнодействующей F_h от подошвы фундамента следует принимать равным z = 1/3 h_x.

Для массивных (в том числе с обратными стенками) и пустотелых (с продольными проемами) устоев, если ширина проема b₁ равна или менее двойной ширины обратной стенки b₂, а также для сплошных (без проемов) фундаментов ширину b следует принимать равной расстоянию между внешними гранями конструкций.

Для пустотелых (с продольными проемами) устоев или для раздельных (с проемами) фундаментов, если b₁ > 2b₂, ширину b следует принимать равной удвоенной суммарной ширине стенок или раздельных фундаментов.

Для свайных или стоечных устоев, если суммарная ширина свай (стоек) равна или более половины всей ширины, за ширину b следует принимать расстояние между внешними гранями свай (стоек); если суммарная ширина свай (стоек) менее половины всей ширины опоры, то за ширину b следует принимать для каждой сваи (стойки) двойную ее ширину.

П р и м е ч а н и я: 1. Величины g_n и w_n при определении давления р_h на всю высоту h_x допускается принимать как для дренирующего грунта засыпки.

2. Для свай, забитых в ранее возведенную (уплотненную) насыпь, горизонтальное (боковое) давление учитывать не следует.

3. Горизонтальное (боковое) давление грунта на опоры моста со стороны пролета следует учитывать, если в проекте сооружения предусматриваются мероприятия, гарантирующие стабильность воздействия этого грунта при строительстве и эксплуатации моста.

4. Наклон задней грани устоя и силы трения между грунтом засыпки и этой гранью при определении силы F_h учитывать не следует.

2. При глубине заложения подошвы фундамента свыше 3 м равнодействующую нормативного горизонтального (бокового) давления каждого i-го (снизу) слоя грунта, расположенного ниже естественной поверхности земли, следует определять по формуле

,

где g_i - удельный вес грунта рассматриваемого слоя;

h_i - толщина рассматриваемого слоя;

t_i - коэффициент нормативного горизонтального (бокового) давления грунта для i-го слоя, равный:

; (2)

j_i - нормативное значение угла внутреннего трения слоя грунта;

h_0i - приведенная к удельному весу грунта засыпки общая толщина слоев грунта, лежащих выше верхней поверхности рассматриваемого слоя.

Например, для нижнего (первого) слоя приведенная на чертеже, б толщина составляет

. (3)

Плечо равнодействующей давления i-го слоя F_i от нижней поверхности рассматриваемого слоя следует принимать равным:

. (4)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4*

Обязательное

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА
ВЕРТИКАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА
ПРИ РАСЧЕТЕ ЗВЕНЬЕВ (СЕКЦИЙ) ТРУБ

1*. Коэффициент вертикального давления грунта для железобетонных и бетонных звеньев (секций) труб С_v следует определять по формулам:

, (1)

, (2)

где j_n - нормативный угол внутреннего трения грунта засыпки трубы;

t_n - коэффициент нормативного горизонтального (бокового) давления грунта засыпки, определяемый по формуле (6) п. 2.6;

d - диаметр (ширина) звена (секции) по внешнему контуру, м;

h - высота засыпки при определении вертикального давления по формуле (4) п. 2.6, считая от подошвы рельсов или верха дорожного покрытия до верха звена (секции), м; при определении горизонтального (бокового) давления по формуле (5) п. 2.6 высоту засыпки h_x следует принимать до середины высоты звеньев (секций) трубы;

a - расстояние от основания насыпи до верха звена (секции) трубы, м;

s - коэффициент, принимаемый равным при фундаментах:

1,2 — неподатливых (на скальном основании или на сваях-стойках);

1,1 — малоподатливых (на висячих сваях);

1,0 — массивных мелкого заложения и грунтовых (нескальных) основаниях.

Если В > , то следует принимать В = .

Коэффициент вертикального давления грунта для многоочковых круглых водопропускных труб допускается вычислять по формуле

C_v¹ = n_v C_v , (3)

где n_v = 0,01 (l/d)² + 0,02 (l/d) + 0,9, но не более 1 (здесь l — расстояние в свету между очками труб).

При подсыпке насыпей, в которых со временем произошло естественное уплотнение грунта засыпки и физическое состояние конструкций трубы является удовлетворительным, допускается при определении нормативного давления на трубу от собственного веса грунта принимать независимо от податливости основания безразмерный коэффициент С равным 1.

2. При расчете гибких (из гофрированного металла и др.) звеньев (секций) труб и при определении давления на грунтовые (нескальные) основания коэффициент С_v следует принимать равным единице.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5*

Обязательное

НОРМАТИВНАЯ ВРЕМЕННАЯ ВЕРТИКАЛЬНАЯ НАГРУЗКА СК ОТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
И ПРАВИЛА ЗАГРУЖЕНИЯ ЕЮ ЛИНИЙ ВЛИЯНИЯ

1. Величины нормативных эквивалентных нагрузок v для загружения однозначных и отдельных участков двузначных линий влияния приведены в табл. 1.

Таблица 1

П р и м е ч а н и я: 1. Эквивалентные нагрузки, рассчитываемые в кН/м пути при значениях параметров 1,5 £ l £ 50 м (a = 0 и a = 0,5) и l > 50 м (a = 0), получены по формуле

,

где е = 2,718... — основание натуральных логарифмов.

2. Для промежуточных значений длин загружения l и промежуточных положений вершин линий влияния величины нагрузки n следует определять по интерполяции.

В случаях, оговоренных ниже, при загружении линий влияния следует применять нагрузки — равномерную 9,81 К кН/м (К тс/м) пути и от порожнего подвижного состава, указанные в п. 2.11.

2*. При расчете элементов мостов следует учитывать передачу и распределение давления элементами верхнего строения пути, при этом эквивалентную нагрузку n необходимо принимать:

а) при определении местного давления, передаваемого мостовыми поперечинами, а также металлическими скреплениями (с резиновыми прокладками) при укладке рельсов по железобетонной плите, — равной 24,5К кН/м (2,50К тс/м) пути, для расчета по устойчивости стенки балки — не более 19,62К кН/м (2К тс/м) пути;

б) при определении местного давления, передаваемого плитой балластного корыта (во всех случаях), а также при определении усилий для расчета плиты поперек пути — равной 19,62К кН/м (2К тс/м) пути, вдоль пути — не более 19,62К кН/м (2К тс/м) пути.

П р и м е ч а н и я*: 1. При устройстве пути на балласте значение n £ 19,62К кН/м (2К тс/м) при l £ 25 м следует принимать (в том числе для расчета опор, если балластный слой непрерывен) соответствующим a = 0,5 независимо от положения вершин линий влияния.

2. Величину нагрузки для расчета плиты балластного корыта следует принимать равной n/b, кПа (тс/м), где b — ширина распределения нагрузки, м, принимаемая равной 2,7 - h или 2,7 - 2h (в зависимости от того, что является более неблагоприятным при расчете отдельных сечений плиты), но не более ширины балластного корыта;

h — расстояние от подошвы шпал до верха плиты. м.

3*. При криволинейном, зубчатом (близком к треугольному) и четырехугольном очертаниях однозначные линии влияния и отдельно загруженные участки двузначных линий влияния при коэффициенте искаженности y < 1,10 (отношение площади треугольной линии влияния к площади рассматриваемой линии влияния при одинаковых длинах линий влияния и при одинаковых их наибольших ординатах) загружаются эквивалентной нагрузкой n согласно п. 2* настоящего приложения.

4. При криволинейном очертании однозначные линии влияния и отдельно загружаемые участки двузначных линий влияния при коэффициенте искаженности y ³ 1,10 и длине l ³ 2м загружаются согласно п. 2* настоящего приложения с учетом следующих указаний:

а) при 1,10 £ Y £ 1,40 (за исключением случая устройства пути на балласте и l < 50 м) с увеличением интенсивности эквивалентной нагрузки на величину, %, равную е (y — 1), где е — коэффициент, определяемый по черт. 1.

Черт. 1. Коэффициент е в зависимости от l и a
(длина загружения l, м, указана на графике)

При устройстве пути на балласте и l < 50 м величину n следует принимать по табл. 1, причем для l £ 10 м независимо от положения вершин линий влияния — по графе, соответствующей a = 0,5;

б) при y > 1,40 следует суммировать от загружения частей линии влияния.

Включающая вершину часть линии влияния длиной l₁ и площадью A₁ (черт. 2), ограниченная ординатами у₁ и у₂, загружается на максимум (в соответствии с l₁ и a₁); остальная часть линии влияния (А—А₁) загружается нагрузкой 9,81К кН/м (К тс/м) пути.

При этом суммарную величину усилия следует принимать не менее n(А₁+А₂), где n — определяется в соответствии с l и a всей линии влияния.

Длину l₁ (см. черт. 2) следует назначать с учетом расчетной схемы конструкции.

Черт. 2. Часть линии влияния длиной l, включая ее вершину

5. Усилия (рассматриваемого знака) по линиям влияния, состоящим из нескольких участков, следует определять суммированием результатов загружения отдельных, рядом расположенных участков всей или части линии влияния.

В соответствии с очертанием линий влияния и значениями величин l и a для участков следует загружать:

два участка рассматриваемого знака, расположенные рядом или разделенные участком иного знака, при общей длине этих (двух или трех) участков менее 80 м;

один участок рассматриваемого знака при длине 80 м и более;

остальные участки того же знака — нагрузкой 9,81К кН/м (К тс/м) пути.

Разделяющие участки иного знака следует загружать нагрузкой 13,73 кН/м (1,4 тс/м) пути, а при наличии таких участков длиной до 20 м один из них не загружают.

Примеры некоторых загружений приведены на черт. 3 и 4.

Черт. 3. Схема загружения участков линии влияния при l > 80 м

Черт. 4. Схема загружения пролета одновременно с призмой
обрушения или пролета с устоем при расчете массивных устоев мостов с разрезными балочными пролетными строениями

6*. При расчете массивных устоев мостов с разрезными балочными пролетными строениями загружение пролета одновременно с призмой обрушения или пролета с устоем следует производить в соответствии с черт. 4 и табл. 2.

Длину загружения призмы обрушения следует принимать равной половине высоты от подошвы шпал до рассматриваемого сечения опоры.

Таблица 2

* При устройстве езды на балласте l₁ < 25 м следует принимать a = 0,5 (см. п. 2).

Коэффициент надежности по нагрузке следует принимать, руководствуясь приведенной длиной загружения, равной сумме длин участков, на которых в каждом случае размещается временная нагрузка.

7. При загружении пролетных строений, расположенных на кривых, величину нагрузки n следует принимать с коэффициентом, отражающим влияние смещения центра тяжести подвижного состава, причем расчет следует осуществлять дважды:

а) с учетом центробежной силы и динамического коэффициента, но без учета силовых факторов, возникающих вследствие возвышения наружного рельса;

б) без учета центробежной силы и динамического коэффициента, но с учетом силовых факторов, возникающих вследствие возвышения наружного рельса.

8. При расчете на выносливость максимальное и минимальное усилия (напряжения) по линиям влияния, указанным в п. 5, определяются невыгоднейшим из загружений, возникающих от подвижного состава, и состоящим из нагрузки eСК (которой загружается только один участок) и нагрузки 9,81К кН/м (К тс/м) пути. Загружение ведется последовательно по участкам линии влияния — отдельно справа налево и слева направо (черт. 5). При симметричной линии влияния производится загружение в одном направлении.

Черт. 5. Схема загружения участков линии влияния
для определения максимальных и минимальных усилий (напряжений) при расчете на выносливость

ПРИЛОЖЕНИЕ 6*

Справочное

ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ НАГРУЗКИ ОТ ОДИНОЧНЫХ ТЯЖЕЛЫХ НАГРУЗОК НК-80 И НГ-60

Таблица 1

П р и м е ч а н и е. Эквивалентные нагрузки, кН/м, вычислены по формулам:

для колесной нагрузки НК-80:

а) при 0 £ a £ 0,25

;

б) при 0,25 < a £ 0,50

;

для гусеничной нагрузки НГ-60

.