ДАВЛЕНИЕ ГРУНТА ОТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ НАГРУЗКИ НА УСТОИ МОСТОВ

Рассмотрим методику определения горизонтального давления грунта насыпи в случае расположения состава на призме обрушения.

Для однопутных мостов, если путь установлен без смещения относительно оси сооружения, давление от состава распределяется через насыпь, как это показано на рисунке Рисунок 130.

Рисунок 130. Распределение давление от поезда через насыпь.

В поперечном направлении всё давление распределяется от границ шпалы (длиной 2,7м.) и под уклоном 1:2 распределяется в насыпи. Как видно из схемы на самом верхнем участке насыпи всё горизонтальное давление от грунта воспринимает устой, на нижнем же участке часть давления расходится шире устоя и воспринимается самой насыпью. Поэтому верхний участок имеет постоянную интенсивность, а на нижнем она убывает с глубиной. Всё давление по такой схеме делится на две составляющие F1 и F2 со своими плечами. Расстояния отсчитываются от проверяемого сечения, так на рисунке 77 показан пример для расчёта основания устоя.

F = F₁ + F₂ = 2,7∙p_v∙τ_n∙h₁ + p_v∙τ_n∙b∙(α∙h – α₁∙h₁)

Высоту h₁ можно найти как h₁ = b – 2,7 (м);

p_v – вертикальное давление под шпалой

, где v – эквивалентная нагрузка на призме обрушения устоя. Назначается исходя из схемы расчёта. Об этом далее;

b – ширина устоя;

, τ_n – коэффициент нормативного давления грунта засыпки –

Коэффициенты α и ξ находятся в зависимости от соответствующих высот по таблице Таблица 19.

Таблица 19

Для устоев со смещённым путём расчёт несколько усложняется, но сама схема остаётся той же. Давление делится теперь на 4-е области, как показано на рисунке Рисунок 131. Соответственно к устою прикладываются четыре силы со своими плечами. Мы несколько изменили обозначения на схеме, теперь меньшее расстояния от грани устоя до оси пути принято за «с», а большее за d.

F = F₁ + F₂ + F₃ + F₄ = 1,35∙p_v∙τ_n∙h₁ + p_v∙τ_n∙с∙(α∙h – α₁∙h₁) +1,35∙p_v∙τ_n∙h₂ + p_v∙τ_n∙d∙(α∙h – α₂∙h₂)

z₁ и z₂ находятся как для симметричного устоя с заменой h1 на –

h₁ = 2∙c – 2,7

h₂ = 2∙d – 2,7

Рисунок 131. Определение нагрузки для устоя со смещённым путём.

На рисунке Рисунок 132 приведена графическая зависимость безразмерных коэффициентов α и ξ от h. Как видно из графика, коэффициент α убывает, а ξ возрастает.

Рисунок 132. Зависимость безразмерных коэффициентов α и ξ от глубины h (м).

Для многопутного устоя общее давление от временной нагрузки следует определять как сумму давлений для каждого из путей в отдельности при соответствующих значениях b, b₁, h, h₁, h₂. Для второго и последующих путей принимается нагрузка εСК с коэффициентом полосности.

Вернёмся теперь к определению интенсивности временной нагрузки. Нормы предлагают несколько вариантов размещения нагрузки над устоем, призмой обрушения и примыкающим пролётом. Необходимо обратить внимание на то, что правила загружения устоя отличаются от расположения нагрузки для расчёта других элементов.

В частности здесь могут быть два участка, загружаемые эквивалентной нагрузкой, также отсутствуют порожние составы. Варианты расположения нагрузки даны на рисунке Рисунок 133. Интенсивность нагрузки определяется по соответствующей длине загружения и α с помощью таблицы Таблица 20.

Длина нагрузки, расположенной на призме обрушения (λ₃) принимается равной H/2, где H – половина высоты от подошвы шпал до рассматриваемого сечения опор.

Таблица 20

Рисунок 133. Расположения нагрузки для расчёта устоя.

Пример определения усилий в сечении устоя дан ниже в соответствующей главе.