Фундамент свайный для опор контактной сети

Железобетонные фундаменты и анкеры, применяемые в опорах контактных сетей магистральных железных дорог, выпускают серийно по типовым проектам ОАО «Моспромтранспроект» и ОАО «ЦНИИС». Железобетонные анкеры и фундаменты являются типовыми конструкциями и соответствуют техническим условиям по ГОСТ Р 54271-2010 и ГОСТ Р 54272-2010.

Назначение

Железобетонные фундаменты предназначены для установки раздельных опор контактной сети электрифицированных железных дорог в любых климатических условиях. Анкеры применяются для крепления оттяжек анкерных опор.

Материалы

Фундаменты изготавливают из тяжелого бетона класса прочности на сжатие не ниже В30. Марка бетона фундаментов по водонепроницаемости должна быть не ниже W6, марка по морозостойкости – не менее F150-200.

Особенности конструкции и применения

Фундаменты выпускаются двух типов: со стаканным и с анкерным креплением опор контактной сети. Железобетонные фундаменты и анкеры могут иметь различное поперечное сечение. Трехлучевые фундаменты и анкеры предназначены для обычных грунтовых условий, круглые – для установки в скальных грунтах, прямоугольные сваи – для слабых оснований.
Детали крепления к фундаментам с анкерным креплением опор поставляются отдельно по запросу заказчика. В комплект деталей крепления входят изолирующие пластина, втулки, шайбы, регулировочные шайбы и метизы для крепления опор.

Классификация железобетонных фундаментов контактной сети

по назначению и грунтовым условиям:
- 1-й тип — фундаменты для обычных грунтовых условий
  - ТСС — трехлучевые стаканного типа
  - ТСА — трехлучевые с анкерным креплением опоры
- 2-й тип — фундаменты для установки в скальных грунтах
  - ФСА — фундаменты цилиндрические с анкерным креплением опоры
  - ФСБ — фундаменты блочные с анкерным основанием
- 3-й тип — сваи для на слабых оснований
  - С — сваи
- 4-й тип — фундаменты для особых условий
  - ЗФА — фундаменты с уширенной полкой с анкерным креплением опоры
по допустимому усилию в оттяжке
- 1-й тип — 59 кН·м (6,0 тс·м)
- 2-й тип — 79 кН·м (8,0 тс·м)
- 3-й тип — 98 кН·м (10,0 тс·м)
- 4-й тип — 117 кН·м (12,0 тс·м)
- 5-й тип — 147 кН·м (15,0 тс·м)

Классификация железобетонных анкеров контактной сети

по назначению и грунтовым условиям:
- 1-й тип — анкеры для обычных грунтовых условий
  - ТАС — трехлучевые анкеры с заострением подземной части
- 2-й тип — анкеры для установки в скальных грунтах
  - АСЦ — анкеры сборные цилиндрические
  - АБС — анкеры блочные с анкерным основанием
- 3-й тип — сваи для на слабых оснований
  - СА — стоечные анкеры
  - АС — анкеры свайные
по допустимому усилию в оттяжке
- 1-й тип — 59 кН·м (6,0 тс·м)
- 2-й тип — 79 кН·м (8,0 тс·м)

Уважаемые клиенты! Обращаем Ваше внимание на различие установочных (присоединительных) размеров в фундаментах типа ТСА, изготовленных по ГОСТ Р 54272-2010 и по проекту №4182И. Для правильного оформления заказа в заявке необходимо указать полную маркировку фундамента.

Наша компания готова предложить конкурентные цены на железобетонные фундаменты опор контактной сети. Мы комплектуем и доставляем в любой регион России все перечисленные фундаменты, а также винтовые сваи для закрепления металлических опор контактной сети и автоблокировки.

Фундаменты опор контактной сети

Фундаменты трехлучевые стаканные с заострением подземной части типа
ТСC, ТСС 4,0-2 (3; 4), ТСС 4,5-2 (3, 4), ТСС 5,0-2 (3; 4)

Трехлучевые стаканные фундаменты со скосом ТСС 4,0-2 (3; 4), ТСС 4,5-2 (3, 4), ТСС 5,0-2 (3; 4) предназначены для установки раздельных железобетонных опор контактной сети и стоек жестких поперечин на железнодорожных участках, электрифицированных на переменном и постоянном токе.
Фундаменты изготавливаются в соответствии с проектом № 4182И «Железобетонные трёхлучевые фундаменты и анкеры с заострением подземной части для опор контактной сети».

Фундаменты трехлучевые с заострением подземной части с анкерным креплением опор типа
ТСА 4,0-2 (3; 4), ТСА 4,5-2 (3, 4), ТСА 5,0-2 (3; 4), ТСАЭ 4,0-2 (3; 4), ТСАЭ 4,5-2 (3, 4), ТСАЭ 5,0-2 (3; 4)

Трехлучевые фундаменты со скосом ТСА 4,0-2 (3; 4), ТСА 4,5-2 (3, 4), ТСА 5,0-2 (3; 4), ТСАЭ 4,0-2 (3; 4), ТСАЭ 4,5-2 (3, 4), ТСАЭ 5,0-2 (3; 4) предназначены для анкерной установки раздельных железобетонных и металлических опор контактной сети на железнодорожных участках, электрифицированных на переменном и постоянном токе.
Фундаменты изготавливаются в соответствии с проектом № 4182И «Железобетонные трёхлучевые фундаменты и анкеры с заострением подземной части для опор контактной сети».

Фундаменты трехлучевые с заострением подземной части с анкерным креплением стоек типа
ТСП 4,5-2 (3, 4), ТСП 5,0-2 (3; 4), ТСПЭ 4,5-2 (3, 4), ТСПЭ 5,0-2 (3; 4)

Трехлучевые фундаменты со скосом ТСП 4,5-2 (3, 4), ТСП 5,0-2 (3; 4), ТСПЭ 4,5-2 (3, 4), ТСПЭ 5,0-2 (3; 4) предназначены для анкерной установки стоек жестких поперечин на железнодорожных участках, электрифицированных на переменном и постоянном токе.
Фундаменты изготавливаются в соответствии с проектом № 4182И «Железобетонные трёхлучевые фундаменты и анкеры с заострением подземной части для опор контактной сети».

Фундаменты клиновидные с анкерным креплением опор типа ФКА и ФК

Фундаменты клиновидные с отверстиями ФКА 98-4,0 (4,5; 5,0), ФКА 117-4,0 (4,5; 5,0) предназначены для установки под стойки опор контактной сети с анкерным креплением. Фундаменты изготавливаются по типовому проекту № 6235 выпуск 2 «Металлические стойки и железобетонные фундаменты».
Фундаменты клиновидные ФК 2-98-4,0; ФК 3-98-4,0; ФК 4-79-3,5; ФК 4-79-4,0; ФК 4-98-4,0 предназначены для замены разрушившихся фундаментов типа К. Фундаменты изготавливаются по рабочим чертежам «Объект 5660».

Трехлучевые анкеры с заострением подземной части для закрепления оттяжек типа
ТАС 4,0; ТАС 4,5; ТАС 5,0

Трехлучевые анкеры c заострением подземной части ТАС 4,0; ТАС 4,5; ТАС 5,0 предназначены для крепления оттяжек анкерных опор контактной сети.
Железобетонные анкеры изготавливаются в соответствии с проектом № 4182И «Железобетонные трёхлучевые фундаменты и анкеры с заострением подземной части для опор контактной сети».

Клиновидные анкеры для закрепления оттяжек типа КА 4,0; КА 4,5; КА 5,0

Железобетонные клиновидные анкеры КА 4,0; КА 4,5; КА 5,0 предназначены для закрепления оттяжек анкерных железобетонных и металлических опор контактной сети.
Анкеры изготавливаются в соответствии с требованиями рабочих чертежей типового проекта № 6235 выпуск 2 «Металлические стойки и железобетонные фундаменты».

Фундаменты для установки опор в особых условиях типа ЗФ, ЗФА

Фундаменты с уширенной полкой ЗФ-1, ЗФА предназначены для установки в особых условиях раздельных железобетонных и металлических опор контактной сети на железнодорожных участках, электрифицированных на переменном и постоянном токе.
Фундаменты ЗФА изготавливаются по рабочим чертежам типового проекта № 0351.5 «Фундамент с уширенной полкой с анкерным креплением опор контактной сети» ОАО «ЦНИИС», в соответствии с требованиями ГОСТ Р 54272-2010.

Лежни Л-I, Л-II, Л-III, Л-IV и опорные плиты ОП1, ОП2, ОП3 для установки опор контактной сети

Лежни железобетонные Л-I, Л-II, Л-III, Л-IV предназначены для увеличения боковой поверхности железобетонных стоек контактной сети с целью достижения большей несущей способности при действии горизонтальных нагрузок.
Опорные плиты железобетонные ОП1, ОП2, ОП3 предназначены для увеличения опорной поверхности железобетонных стоек с целью достижения большей несущей способности при действии вертикальных нагрузок.
Лежни и опорные плиты изготавливаются по чертежам проекта № 5613 выпуск 2 «Железобетонные элементы».

Устаревшие фундаменты опор контактной сети

Департамент электрификации и электроснабжения с 01.01.2006 г. запретил приобретение трехлучевых фундаментов типа ТСН, ТФА, ТАН изготовленных без заострения нижней части по проектам № 6291 ОАО «Моспромтранспроект», № 0351.3 и № 9363 ОАО «ЦНИИС».
Заводам-изготовителям повторно рекомендовано освоить производство трехлучевых фундаментов по проекту № 4182И ОАО «ЦНИИС».

Источник

Фундаменты из винтовых свай под опоры ЛЭП, ВЛ и контактной сети

Статья содержит информацию об истории применения фундаментов из винтовых свай под опоры ЛЭП, ВЛ и контактной сети, а также о ключевых принципах проектирования оснований подобных объектов, используемых в работе специалистами компании «ГлавФундамент».

Содержание статьи:

Впервые свайно-винтовые фундаменты были применены при строительстве опор ЛЭП, ВЛ и контактной сети еще в 60-е годы 20 века.

Тогда все исследования в этой области были направлены на поиск конструкций свай, обеспечивающих снижение энергоемкости процесса их погружения. Поэтому значительная часть лопасти располагалась на конусе (стальная винтовая свая с одной лопастью в 1,25 витка, начинающейся на скошенной части ствола и плавно увеличивающейся в ширину, изобретенная Виктором Железковым).

Действительно, такое расположение лопасти облегчает погружение сваи даже в грунты с высокой плотностью, но ее несущая способность при этом существенно снижается. Это происходит из-за технологических особенностей погружения и конструктивных параметров сваи: во время установки возникают изгибающие моменты, являющиеся прямым следствием случайных эксцентриситетов, а вдоль ствола появляются зоны разуплотнения (пустоты и «зазоры» в контактной области «ствол-грунт»), что в процессе работы либо обеспечивает в незначительной степени, либо вовсе не обеспечивает (при использовании свай малых и средних диаметров) мобилизацию сил сопротивления грунта по стволу.

Чтобы свести к минимуму воздействие перечисленных факторов и повысить несущую способность приходилось увеличивать диаметр ствола и лопасти, что в свою очередь вело к увеличению материалоемкости.

За прошедшие годы подход к проектированию и строительству фундаментов опор ЛЭП, ВЛ и контактной сети из винтовых свай изменился. Многие специалисты отказались от увеличения диаметров ствола и лопасти, как единственного метода повышения несущей способности, добиваясь соответствия требованиям проектной документации путем назначения более оптимальных геометрических и конструктивных параметров винтовых свай.

Тем не менее, результаты расчетов данных конструкций винтовых свай на вдавливающие, выдергивающие и горизонтальные нагрузки аналитическими методами, базирующимися на табличных значениях коэффициентов, демонстрируют значительные расхождения с результатами, полученными во время полевых испытаний грунтов натурными сваями.

В связи с этим специалисты компании «ГлавФундамент» при оценке несущей способности используют численное моделирование статических испытаний грунтов сваями: создание расчетных схем для численного моделирования позволяет получать достоверные результаты, когда расхождение в величине несущей способности даже для слабых грунтов не превышает 20%.

Приведем в качестве примера расчет несущей способности винтовых свай для фундаментов опор ЛЭП (трассы ВЛ 110 кВ) на территории Русского месторождения, которое является уникальным по величине запасов нефти (геологические запасы составляют около 1,4 млрд тонн, извлекаемые запасы – 422 млн тонн).

Перед сотрудниками компании «ГлавФундамент» стояло несколько задач:

выполнить численные расчеты несущей способности винтовых свай по грунту на вдавливающие и выдергивающие нагрузки и по материалу;

выполнить аналитический расчет на действие сил морозного пучения;

выполнить прочностные расчеты узла соединения сваи с ростверком из стальных элементов.

1. Климатические условия района строительства

Район по скоростному напору ветра III. Нормативное ветровое давление 650 Па, скорость ветра – 32 м/с.

Район по гололеду III. Нормативная толщина стенки гололеда 20 мм.

Сейсмическая активность района 5 баллов.

2. Инженерно-геологические условия района строительства

Участок строительства располагается на территории Ямало-Ненецкого автономного округа.

Район изысканий относится к долине реки Таза, пойму которой слагают аллювиальные отложения, находящиеся как в многолетнемерзлом, так и в талом, обычно сильно увлажненном состояниях.

Залегающие с поверхности мерзлые толщи развиты очень широко, их мощность в пределах поймы изменяется от 5-10 м до 150-200 м, но на большей ее части не превышает 50 м. среднегодовые температуры многолетнемерзлых пород на большей части территории колеблются от 0 до -2ºС.

По результатам инженерно-геологических изысканий и последующего анализа пространственной изменчивости частных значений показателей физико-механических свойств грунтов грунты участка строительства выделены в 22 инженерно-геологических элемента:

супесь пластичная с прослоями суглинка;

супесь текучая с прослоями песка;

супесь текучая с примесью органических веществ;

песок мелкий средней степени водонасыщения, средней плотности;

песок мелкий насыщенный водой, средней плотности;

глина твердомерзлая слабольдистая слоистой криотекстуры;

суглинок твердомерзлый слабольдистый слоистой криотекстуры с прослоями песка;

суглинок твердомерзлый слабольдистый слоистой криотекстуры с примесью органических веществ;

суглинок твердомерзлый льдистый слоистой криотекстуры с прослоями глины;

суглинок твердомерзлый сильнольдистый слоистой криотекстуры;

супесь твердомерзлая слабольдистая слоистой криотекстуры с прослоями песка;

супесь твердомерзлая слабольдистая слоистой криотекстуры с примесью органических веществ;

супесь твердомерзлая льдистая слоистой криотекстуры;

супесь твердомерзлая сильнольдистая слоистой криотекстуры;

песок мелкий твердомерзлый слабольдистый массивной криотекстуры;

песок пылеватый твердомерзлый слабольдистый массивной криотекстуры с прослоями супеси;

торф пластичномерзлый среднеразложившийся слабольдистый слоисто-сетчатой криотекстуры;

торф средней влажности среднеразложившийся нормальнозольный.

В гидрогеологическом отношении район изысканий расположен в северной части Западно-Сибирского артезианского бассейна, на территории Тазовского бассейна, отличительная особенность которого – расположение в пределах зоны развития многолетнемерзлых пород.

3. Оценка геотехнической ситуации на участке строительства

Чтобы оценить геотехническую ситуацию, специалистам необходимо было рассмотреть основные факторы, которые могли привести к развитию деформации проектируемых опор.

Преобладающее значение среди них имели:

1. Наличие в основании опор мощной толщи слабых глинистых грунтов.

В основании проектируемых опор залегают слабые глинистые отложения текучей и текучепластичной консистенции, мощность которых в основании сооружения достигает 9 м.

Так как указанные грунты обладают существенной сжимаемостью и малой водопроницаемостью, большие неравномерные осадки основания за счет их дополнительного нагружения могут продолжаться десятки и даже сотни лет.

2. Наличие грунтов, подверженных силам морозного пучения.

Чтобы обеспечивалась устойчивость конструкций фундамента на действие касательных сил морозного пучения, они должны обладать необходимым сопротивлением на действие выдергивающих нагрузок.

4. Назначение винтовых свай

Учитывая сложные климатические и грунтовые условия района строительства, а также специфику возводимого сооружения, специалисты отдела научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок компании «ГлавФундамент» рекомендовали под объект сваи широколопастные многолопастные составные (из труб переменного сечения) со следующими конструктивными и геометрическими параметрами:

диаметр лопастей – 500-1000 мм;

толщина лопастей – 14 мм;

конфигурация лопастей – для текучепластичных грунтов;

диаметр ствола – 159-325 мм;

толщина стенки ствола – 10 мм;

длина винтовой сваи – 5 000-10 000 мм.

Выбор толщины металлопроката обусловлен значительной коррозионной активностью грунтов (КАГ) площадки строительства. Для уточнения правильности подбора данного параметра после выполнения расчета срока службы свай в грунте выполняется проверка соответствия остаточной толщины стенки ствола проектным нагрузкам и требованиям ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

Подбор конфигурации лопасти, соответствующей грунтовым условиям площадки строительства, позволяет минимизировать нарушения структуры грунта в процессе установки винтовой сваи, что обеспечивает соответствие несущей способности требованиям проектной документации (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

4.1. Оценка несущей способности свай по грунту

Стандартная методика оценки несущей способности винтовых свай в соответствии с СП 24.13330.2011 базируется на упрощенных моделях взаимодействия грунтов и свай, поэтому не обладает достаточной точностью.

Это требует проведения численных расчетов, позволяющих моделировать работу сваи в полевых условиях. В связи с этим для оценки несущей способности многолопастных модификаций специалисты отдела НИОКР использовали системы автоматизированного проектирования (САПР), базирующиеся на методе конечных элементов.

В первую очередь для оценки несущей способности сваи по грунту выбирается определяющая модель грунта. В данном случае была выбрана упруго-пластичная модель с критерием разрушения Кулона – Мора.

Затем выполняется моделирование в трехмерной (пространственной) постановке. Моделируются следующие виды воздействия:

для оценки несущей способности на вдавливание;

для оценки несущей способности на выдергивание.

По результатам расчета было установлено, что при использовании указанных модификаций винтовой сваи условие по обеспечению несущей способности на действие вдавливающих и выдергивающих нагрузок обеспечивается с запасом.

На этом этапе также были смоделированы расстояние между лопастями, шаг и угол наклона лопастей. Необходимость расчета обусловлена сложной зависимостью этих параметров от грунтовых условий и характера нагрузок от строения (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).

4.2. Устойчивость на воздействие сил морозного пучения

Проверка на устойчивость на воздействие касательных сил морозного пучения проводится в соответствии с СП 25.13330.2011 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах».

Расчет был выполнен для наихудших грунтовых условий. В результате было установлено, что устойчивость сваи на воздействие касательных сил морозного пучения выполняется с запасом.

4.3. Оценка несущей способности свай и металлических ростверков по материалу

Для расчета прочности и жесткости (по материалу) элементов ростверка и винтовых свай также в системах автоматизированного проектирования были созданы трехмерные модели.

По результатам численного моделирования можно сделать вывод, что максимальные эквивалентные напряжения (180 МПа) не превышают значение расчетного сопротивления стали (235 МПа). Следовательно, условие по обеспечению несущей способности стальных элементов выполняется с запасом.

4.4. Расчет элементов ростверка по деформациям

В соответствии с СП 63.13330.2012 расчет металлических элементов по деформациям производят из условия, по которому прогибы или перемещения конструкций от действия внешней нагрузки не должны превышать предельно допустимых значений прогибов или перемещений.

Было установлено, что условие по деформации выполняется.

4.5. Выводы и рекомендации

Результаты расчетов свидетельствуют о возможности применения рекомендованных многолопастных составных винтовых свай и металлических ростверков.

Для окончательных расчетов несущую способность винтовых свай было рекомендовано принимать по результатам испытаний свай статической нагрузкой в соответствии с ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний грунтов сваями».

Источник

Фундамент свайный для опор контактной сети