Презентация на тему «Применение фундаментов мелкого заложения при строительстве мостов и путепроводов в сейсмоопасных регионах»

Слайд 1

Применение фундаментов мелкого заложения при строительстве мостов и путепроводов в сейсмоопасных регионах

Презентация

Слайд 2

Сейсмические риски

Землетрясения в Кобе в 1995 году, на Чи-Чи в 1999 году и в Вэньчуане в 2008 году показали, что мостовые опоры особенно уязвимы к резким горизонтальным смещениям. В традиционных расчетах фундамент часто считают жестко закрепленным, из-за чего усилия в опорах оказываются завышенными. Для сейсмоопасных районов это приводит к неоправданному росту массы и стоимости сооружения.

Слайд 3

Качание фундаментов

Фундаменты мелкого заложения с качанием работают иначе: при сильном толчке подошва частично отрывается от грунта, и система начинает поворачиваться вокруг края. Такой механизм переносит часть пластического шарнира в грунт и снижает повреждения надземной части моста. Именно поэтому качающийся фундамент рассматривают как более гибкое и безопасное решение для землетрясений.

Слайд 4

Результаты испытаний

Крупномасштабные испытания на трех железобетонных колоннах высотой 3,4 метра и диаметром 60 сантиметров подтвердили эффект снижения повреждаемости. Для образцов с податливым основанием при расчетном землетрясении боковое перемещение достигало 26 сантиметров, а пластическая деформация оставалась небольшой. При усиленном воздействии, близком к разлому, перемещение возрастало до 37 сантиметров, но разрушение оставалось контролируемым.

Слайд 5

Численный расчет

Нелинейные динамические расчеты четырех мостовых опор на фундаментах мелкого заложения показали заметное снижение потребности в пластичности. Для одной из опор показатель уменьшился с 1,61 до 0,76, то есть более чем в два раза. При этом отклик верхнего строения стал почти линейным, а остаточные деформации остались малыми.

Слайд 6

Оценка уязвимости

Вероятностные расчеты на основе метода Монте-Карло и модели балки на нелинейном винклеровском основании позволили сравнить четыре конфигурации опор. По мере уменьшения ширины фундамента качание усиливалось, а риск отказа по моменту и перемещениям снижался. Вместе с тем возрастала уязвимость к остаточной осадке и импульсным воздействиям.

Слайд 7

Сейсмоизоляция опор

Дополнительный эффект дают конструктивные решения, связанные с сейсмоизоляцией и управлением несущей способностью. Трубобетонная опора с гасителями из самозаклинивающихся пирамид и тетраэдров лучше компенсирует горизонтальные и вертикальные нагрузки. Адаптивная опора с датчиком усилия и модулем управления позволяет изменять несущую способность в зависимости от напряженно-деформированного состояния.

Слайд 8

Укрепление грунта

Для повышения надежности оснований применяют вибро-фрезерное укрепление грунта, которое особенно эффективно при глубинном смешивании влажным или сухим способом. Дополнительно используют демпфирование соприкасающимися объемными структурами: на мосту через реку Любовша оно снизило ударную нагрузку на 15–50 процентов. Комплексные вяжущие с георешеткой увеличивают сопротивление сдвигу на 85 процентов и уменьшают остаточную деформацию в пять раз.

Слайд 9

Практическая эффективность

Главный результат применения фундаментов мелкого заложения в сейсмоопасных районах состоит в снижении сейсмических усилий на опоры за счет качания и отрыва подошвы. Такая схема более чем в два раза уменьшает потребность в пластичности, ограничивает остаточные осадки и повышает устойчивость сооружения при импульсных воздействиях. Для мостов и путепроводов это означает более надежную работу и больший межремонтный срок.

Слайд 10

Заключение

Фундаменты мелкого заложения в сейсмоопасных районах нельзя рассматривать как упрощенное решение: при грамотном проектировании они становятся активным элементом защиты моста. Испытания и расчеты показывают, что качание основания, нелинейная работа грунта и дополнительные меры сейсмоизоляции заметно снижают повреждаемость опор. На практике это позволяет ограничить пластические деформации, уменьшить остаточные смещения и повысить общую надежность мостовых сооружений.

Слайд 11

Спасибо за внимание!