Проектирование железобетонного моста отверстием 65 м под железную дорогу через постоянный водоток в Красноярском крае, страница 8

3.8 Определение прогиба балки в середине пролета от нормативной временной вертикальной нагрузки.

Должно выполняться условие:

                              ;                                (3.36)

где - предельная величина прогиба в середине пролета

                               ;                                    (3.37)

где - модуль упругости бетона, по п 3.32 [1]

e = 0,85 – коэффициент, исключающий тяжелые транспортеры

м

м

Условие выполняется.

4.Расчёт устоя моста.

4.1. Расчёт устоя по схеме загружения «в пролёт».

При этом учитывают:

 - постоянные вертикальные нагрузки от собственного веса устоя и примыкающего пролетного строения СНиП 2.05.03-84*, пп. 2.4; 2.10*;

- временные вертикальные нагрузки от подвижного состава, расположенного на пролетном строении и на призме обрушения СНиП 2.05.03-84*, пп. 2.2; 2.11; 2.22*; 2.23*; прил. 2* и 5*;

- горизонтальное давление грунта на заднюю грань устоя от веса насыпи СНиП 2.05.03-84*, пп. 2.6; 2.10*; прил. 3  и от подвижного состава, расположенного на призме обрушения СНиП 2.05.03-84*, пп. 2.2; 2.16; 2.23*; прил. 2* и 8*;

- ветровую нагрузку, направленную в сторону пролета СНиП 2.05.03-84*, п. 2.24*, прил. 2* и 9*;

- горизонтальную продольную нагрузку от торможения подвижного состава в сторону пролета  СНиП 2.05.03-84*, пп. 2.2; 2.20*; 2.23*; прил. 2* .

Определение нормативных нагрузок.

Постоянные нагрузки:

·  Нагрузка от собственного веса устоя:

G = ΣG_i = ΣV_i·γ_б

- где G_i  - вес соответствующего сегмента;

γ_б = 24 кН/м³ - удельный вес бетона.

G₁ = 2,7·3,8·24 =246,24 кН

G₂ = 14,31·3,8·24 = 1305,07 кН

G₃ = 1,82·3,8·24 = 165,98 кН

G₄ = 23,68 ·3,8·24 = 2159,62 кН

Положение центра тяжести относительно оси О определяется по формуле:

где x_i – координата центра тяжести отдельного сегмента

x₁ = 0,74 м

x₂ = 0,4 м

x₃ = 3,66 м

x₄ = 0 м

м

G = 246,24+1305,07+165,98+2159,62 = 3877 кН

·  Опорное давление от собственного веса пролетного строения с учетом приспособлений:

На устой опирается пролетное строение расчетной длинной 22,9 м. Нагрузка от собственного веса пролетного строения определяется как:

P_g,rs =0,5·( V_nc · γ_жб +p_тl_n)

γ_{жб =}24,5 кН/м³- удельный вес железобетона.

P_g,rs – постоянная вертикальная нагрузка от собственного веса пролетного строения и тратуаров;

p_т = 5,4 кН/м – погонный вес двусторонних тротуаров с перилами

 

P_g,rs = 0,5·(64.33·24.5+5,4·23.6) = 851.76 кН

·  Опорное давление от веса балласта на пролетном строении:

Р_д,б = F_д,б/2 ·l_p

F_д,б =47,43 кН/м.– интенсивность нагрузки от собственного веса балласта с частями пути на пролетном строении;

·  Вес балласта с частями пути на устое:

P_д,бу – постоянная вертикальная нагрузка от собственного веса балласта с частями пути на устое;

·  Вес тротуаров на устое:

P_тр,у = p_тl_у,

P_тр,у = 5.4·6,75 = 36.45 кН,

P_тр,у - постоянная вертикальная нагрузка от собственного веса тротуаров на устое;

Рисунок 4.1 – Расчетная схема устоя при загружении «в пролет»

·  Горизонтальная сила от давления грунта:

F_hд = 0,5·P_hд·hb

P_hд = γ_n·h·τ_n

где P_hд– горизонтальное боковое давление грунта;

τ – коэффициент нормативного бокового давления грунта;

b – приведенная (средняя по высоте h) ширина устоя в плоскости задних граней, на которую распространяется горизонтальное давление грунта;

h = 6.7 м – высота слоя грунта от обреза фундамента до подошвы шпал;

γ_n = 17,7 кН/м3 – удельный вес грунта насыпи;

τ = tg²(45- φ/2)

φ = 35º –  нормативного угла внутреннего трения;

τ = tg²(45- 35/2) = 0,27

P_hд = 17,7·6,7·0,27 = 32.02 кН

F_hд = 0,5·32.02·6.7·3,8 = 407.61 кН

Временные нагрузки:

Эквивалентная нагрузка от подвижного состава на пролетном строении определена по П 5. СНиП 2.05.03-84* при положении линии влияния α = 0.5 и длине загружения λ₁ = 22,9 м (расчетная длина пролетного строения).

υ₁ = 174.14кН/м

P_v,rc = 0,5· υ₁· λ₁

P_v,rc = 0,5·174.14·22,9 =1993.90 кН

Эквивалентная нагрузка на призме обрушения определена по П 5. СНиП 2.05.03-84* при положении линии влияния α = 0.5 и длине загружения

λ₃ = 0,5(ПР-ОФ)=3,35м.

υ₃ = 285,43кН/м

P_v,y = 0,5· υ₃· λ₃

P_v,y = 0,5·285,43·3,35 =478,10 кН

_·  Горизонтальное давление от подвижного состава

F_h1 = 2,7·p_v·τ·h_i

F_h2 = p_v·τ·b·( α h – α₁ h₁)

плечи сил:

p_v = υ₃/2,7 - давление распределенной на длине шпал (2,7 м) временной вертикальной нагрузки (кПа).

v₃ = 285,43 кН/м

p_v = 285,43/2,7 = 105,71 кПа

h₁ = b - 2,7 =  1,1  м – высота в пределах которой площадь давления имеет переменную величину;

τ_n = 0,27 – коэффициент нормативного бокового давления грунта насыпи;

Коэффициенты α, α₁, ζ_, ζ₁ в зависимости от высот h, h₁определены по таблице 1 Приложения 8 СНиП 2.05.03-84*

α = 0,50

α₁ = 0,84

ζ = 0,60

ζ₁ = 0,53

z₁ = 6,7 – 1,1/2 =6,15м

 м

F₁ = 2,7·105,71·0,27·1,1 = 84,77кН

F₂ = 105,71·0,27·3,8·(0,5·6,7 – 0,84·1,1) = 263,12 кН

_·  Нагрузки от силы торможения подвижного состава

T_т,пс = 0,1· υ_0,5^λ·l_nc

где λ = l_nc – полная длина пролетного строения (l_nc = 23,6 м);

T_т,пс = 0,1· 172,81·23,6 = 407,83 кН

Горизонтальная ветровая нагрузка.

- высота балки пролетного строения;

- высота мостового полотна;

q₀   - скоростной напор ветра q₀=0,38кПа;

k_h  =1,2 - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;

c_W=1.9 – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления пролетного  строения;

Расчетные усилия.

Усилия, действующие по обрезу фундамента, вычислены и сведены в таблицу 4.1, где для каждой нагрузки указано ее нормативное значение, коэффициенты надежности и сочетаний, а также соответствующие плечи.

Расчетные усилия по обрезу фундамента

Таблица 4.1