7.7.1 設(shè)計(jì)原理

基礎(chǔ)的類型取決于支柱類型、荷載、土壤狀況和可利用的基礎(chǔ)設(shè)施安裝技術(shù)。由于支柱和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之間有密切關(guān)系,選擇支柱時(shí)必須考慮到基礎(chǔ)的狀況。

接觸網(wǎng)支柱的基礎(chǔ)可歸類于壓實(shí)基礎(chǔ),其特點(diǎn)是通過單個(gè)基礎(chǔ)塊來支持支柱。其承受的荷載主要是力矩,還有水平荷載和垂直荷載。根據(jù)壓實(shí)基礎(chǔ)的類型,建筑結(jié)構(gòu)的荷載通過基礎(chǔ)底層土壤壓力或側(cè)向土壤阻力傳遞給大地。

就基礎(chǔ)設(shè)計(jì)而言,正在采用的新方法的改變之處是不再進(jìn)行工作荷載校核而是進(jìn)行極限荷載和極限強(qiáng)度的校核。這種設(shè)計(jì)方法還構(gòu)成了新歐洲土木工程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)!基礎(chǔ)的極限強(qiáng)度是一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn),超過該值時(shí)就意味著基礎(chǔ)將不再勝任工作或?qū)p壞。那時(shí)由于沒有這類草擬標(biāo)準(zhǔn)可利用,所以仍沿用以工作荷載為依據(jù)的常規(guī)方法。設(shè)計(jì)的要求和原理與EN 50119標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。根據(jù)德國鐵路的實(shí)踐,圖7.26給出了有關(guān)架空接觸網(wǎng)基礎(chǔ)的各項(xiàng)標(biāo)注。

圖7.26 接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)的標(biāo)注

e—軌面和基礎(chǔ)頂面之間的高度差; E—插入基礎(chǔ)的支柱插入深度; x—從基礎(chǔ)頂面到基礎(chǔ)與路堤土壤交接面中最低側(cè)的尺寸; t0—基礎(chǔ)的埋置深度

7.7.2 無階梯形整體基礎(chǔ)

混凝土整體基礎(chǔ)為棱柱體,通常為垂直面或者帶有一個(gè)或更多的臺(tái)階。采用這種類型的基礎(chǔ),底座上的土壤壓力以及側(cè)向土壤的阻力會(huì)加大極限強(qiáng)度。僅在土壤保持原狀的地方,可以根據(jù)分層密實(shí)度和土壤的特性來考慮土壤的阻力。當(dāng)棱柱體基礎(chǔ)的高度實(shí)質(zhì)上大于其寬度時(shí),荷載主要靠橫向強(qiáng)制力 (側(cè)面承載)來傳遞。作為第一步近似計(jì)算可以忽略基礎(chǔ)底層的作用。用上述方法,還可以對(duì)具有圓形橫截面的混凝土整體基礎(chǔ)進(jìn)行校核。

圖7.27 無階梯形整體基礎(chǔ)的承載性能

按圖7.27所示,通過與荷載方向垂直的基礎(chǔ)面和土壤之間的壓力將外部荷載傳遞給底土。如果假定可允許的土壤壓力隨深度呈線性增加,則

而且支點(diǎn)在基礎(chǔ)深度的1/3的深度時(shí),由深度引起的土壤壓力的拋物線可表示為

支點(diǎn)上下的總反作用力可由下式得到

兩個(gè)力Fo與Fu之間的距離由壓力so和su的中心求出,它們可由下式得到

則壓力中心的距離是

此外,假定水平荷載被與荷載方向平行的基礎(chǔ)面上的摩擦力抵消了,則

Qz(hz+2/3t0)=Fo·s=9/16×4/27pt03b=1/12pt03·b

由于Qz·hz=My,可得到