VI. КОТЛОВАНЫ И ФУНДАМЕНТЫ ПОВОРОТНЫХ кругов
Устройство котлованов и фундаментов
Котлован фундаментного поворотного круга (см. фиг. 6) ограничивается подпорной стенкой 1 из бетона, бутобетона или тёсаного камня; на подпорной стенке укладывается береговой брус 11, к которому крепятся концы рельсов путей подхода и кронштейны закладок. Кольцевой фундамент 2 в большинстве поворотных кругов составляет одно целое с подпорной стенкой. На этом фундаменте укладывается кольцевой путь 3 на шпалах-коротышах 18, если путь имеет один рельс, или на более длинных шпалах — при двух рельсах.
В центре котлована сооружается фундамент 4 для центральной опоры фермы. Верхняя плоскость фундамента должна быть строго горизонтальна. Дно котлована выполняется с уклонами: от кольцевого пути к центру и от центра к кольцевому пути. Величина уклона 1:200. Встречные наклонные поверхности дна котлована образуют кольцевую канавку, которая в свою очередь делается с уклоном 1:200, к приёмному колодцу 19. Колодец закрывается защитной решёткой.
Выбор глубины котлована диктуется высотой фермы, зазором между фермой и дном котлована и имеет большое значение при эксплуатации круга. При большой глубине котлована, когда от нижнего пояса фермы круга до дна котлована имеется значительный зазор, круг меньше подвержен опасности заметания снегом или примерзания фермы при внезапном заливании котлована водой в зимнее время; Дно котлована для лучшего стока воды, удобства очистки и во избежание его размывания вымащивается булыжником или покрывается асфальтом или бетоном.
Устройство котлована бесфундаментного поворотного круга изложено выше при описании устройства 30-м неуравновешенного круга Проектного бюро Центрального машиностроительного треста НКПС конструкции 1937 г.
Параграф написан инж. П. А. Жуковым.
Расчёт кольцевой подпорной стенки и центрального фундамента*
При строительстве новых поворотных кругов, а также реконструкции существующих часто приходится решать вопрос о выборе или проверке их фундаментов. Ниже мы приводим краткие указания по выбору конструкции и расчёту кольцевой подпорной стенки и центрального фундамента.
Конструкция фундаментов назначается исходя из геологических данных выбранного участка, графически показывающих мощность пластов и глубину их заложения (фиг. 41).
Геологический разрез строительной площадки получается соединением отметок однородных грунтов буровых скважин, пройденных на территории площадки. При бурении скважин производится также взятие проб воды с последующим лабораторным исследованием её на агрессивность.
Фиг. 41
Глубина заложения фундаментов диктуется промерзаемостью грунта, положением грунтовых вод, несущей способностью грунта, необходимой устойчивостью его против выпирания из-под подошвы фундамента. Подошва фундамента закладывается на материке — несущем пласте, ниже глубины промерзания на 20—40 см.
При необходимости заложения фундаментов глубже трёх метров на естественном основании при слабых грунтах приходится переходить к многоступенчатому фундаменту, ограждению фундамента шпунтом или, наконец, к свайному основанию с бетонным ростверком.
Кольцевая подпорная стенка и фундамент центральной опоры при выбранной ферме поворотного круга должны удовлетворять техническим условиям в отношении их конструкции, расчётных напряжений в кладке, давлений в основании, устойчивости на скольжение и опрокидывание, а также обладать достаточной сопротивляемостью атмосферным влияниям и быть простыми и экономичными в выполнении.
Кольцевая подпорная стенка.
При расположении поворотного круга в центре веерных депо кольцевая подпорная стенка не имеет разрывов и основана на сплошном ленточном кольцевом фундаменте, составляя с ним одно целое.
При неполном веере путей или при установке на тупиковых и проходных путях подпорная стенка и её фундамент могут устраиваться разрывными, только под местные въезды на круг и съезды с него, с мощёными откосами 1 : 1 между ними.
И в том и в другом случае подпорная стенка котлована испытывает одностороннее давление — распор земли при наличии временной нагрузки — локомотива. Аналогично общему расчёту подпорных стенок (фиг. 42) давление высчитывается на ширину стенки в 1 м.
Давление на грунт от временной нагрузки на призме обрушения. Давление на 1,0 м ширины стенки определяется по формуле
Заделка опорной металлической плиты и анкерных болтов центральной опоры в верхнюю часть фундамента превращает её в железобетонную, аналогично конструкции подферменников пролётных строений мостов, с армированием двумя, а иногда и тремя сетками. Бетон марки R30 — 200 кг/см2.
При вертикальной и центральной нагрузке фундамент представляется равнобокой трапецией АаbВ (фиг. 44).
Угол α между вертикалью и боковой гранью во избежание откола частей фундамента должен быть не более 35°.
Вместо наклонных боковых граней обычно устраиваются ступени (правая часть фундамента на рисунке), выступающие за контуры сооружения и образующие обрезы (верхний обрез 20 см).
Сечение центрального фундамента как по подошве, так и по обрезам обычно квадратное с размерами: в верхней части конструктивными по размещению анкерных болтов, по нижним обрезам и подошве — по расчёту от возможной ожидаемой нагрузки на площадь в зависимости от допускаемых напряжений по кладке и давлению на грунт
Так, при площади передачи давления от центральной опоры на грунт 3,5•3,5=12,25 м2 и при допускаемом напряжении на грунт 2,5 кг/см2 общая допускаемая нагрузка в основании будет Р=12,25• 2,5=311 т.
Возможная действительная нагрузка слагается из:
- веса расчётного паровоза и тендера (или веса тепловоза);
- примем для нашего расчёта 200 т (для серии Л—170 m);
- полного веса фермы поворотного круга; примем 50 m;
- собственного веса центральной опоры, при высоте её 2,5 м
[(3,5 • 3,5 + 3 • 3)1 +2,1 • 2,1 • 0,5] • 2,3 = 52 т, принимая вес бутобетона 2,3 m/м3.
Всего 200 + 50 + 52 = 302 т, что не превышает вычисленную ранее допустимую нагрузку 311 т.