Проектирование железобетонного моста под железную дорогу через постоянный водоток в Новосибирской области, страница 4

Таблица 1.7

Сводная таблица сравнения вариантов

Наименование показателей

Единица измерения

Количество по вариантам

№1

№2

№3

Стоимость моста

Полная

1 п. м. моста

руб.

руб.

272177.44

2658,09

296163.73

2890,25

314205.54

3089,23

Объем бетона и железобетона

Сборного

Монолитного

Всего

На 1 п. м. моста

м3

м3

м3

м3

211.9

983,9

1195,8

11,67

239.1

1017.51

1256,61

12,26

418,26

941,86

1360,12

13,37

Всего

руб.

272177.44

296163.73

314205.54

В результате сравнения ясно, что первый и второй варианты равноценны по строительной стоимости (стоимости отличаются не более чем на 10%).

Определим преимущества второго варианта над первым:

·  большая длина пролётных строений, причем перекрывается самое глубокое место русла реки;

·  меньшее количество пролетных строений (а, соответственно, и меньше деформационных швов, что благоприятно для дальнейшей эксплуатации моста);

·  меньше опор (сокращаются сроки строительства моста).

В результате данного анализа, наилучшим вариантом мостового перехода оказался вариант №2.

2. Статический расчёт моста.

2.1 Расчёт плиты балластного корыта.

2.1.1 Расчётная схема.

Железобетонные пролетные строения представляют собой сложные пространственные конструкции. В данном курсовом проекте применяем приближенные расчетные схемы, по которым пролетное строение условно расчленяем на плиту проезжей части и главные балки, рассчитываемые отдельно, но с частичным учетом их совместной работы.

Расчетной схемой плиты проезжей части приняты две консоли, заделанные в стенку главной балки. В курсовом проекте достаточно рассчитать плиту только в сечении 1 – 1 и 2 – 2 (рис. 2б).

Исходные данные:

Lп = 16,5 м – длина пролетного строения;

h =1.3 м – высота балки;

B22.5  – класс бетона;

AII – класс арматуры.

Рис 2.1 а) Конструктивная схема балластного корыта; б) Расчетные схемы.

Основные размеры:

В = 1,8 м – расстояние между осями главных балок;

B1 = 4,18 м – расстояние между внешними гранями бортиков балластного корыта.

b =0,5 м – толщина ребра главной балки;

d1 =0,15 м – толщина плиты балластного корыта;

d2 = 0,35 м – толщина балласта под шпалой;

d3 = 0.5 – толщина балласта.

а1- длина наружной консоли:

                      ;                      (2.1)

а2- длина внутренней консоли:

                           ;                      (2.2)

а3 = 0,57 м – длина тротуарной консоли;

а5- длина на которую передаётся давление от подвижной нагрузки (угол передачи давления на плиту 45°):

                      ;                      (2.3)            

                        а4= а3 + а1.                               (2.4)            

а1=(4,18-1,8-0,5)/2 = 0,94 м;

а2=(1,8-0,5-0,02)/2 = 0,64 м;

а4= 0,57+0,94 = 1,51 м;

а5=(2,7+2·0,35-1,8-0,5)/2 = 0,55 м.

2.1.2 Нормативные нагрузки.

Нормативными, постоянно действующими нагрузками будут являться нагрузки от собственного веса. Они определяются на один погонный метр длины балки.

·  Нагрузка от собственного веса железобетонной плиты:

;                          (2.5)

где g1 = 24,5 кН/м3 – удельный вес железобетона.

·  Нагрузка от веса балласта с частями пути:

                     (2.6)

где g2 = 19,6 кН/м3 – удельный вес балласта с частями пути.

·  Нагрузка от веса железобетонных тротуаров с коммуникациями  g3 = 4 кН/м3;

·  Нагрузка от веса металлических перил (сосредоточенная сила) G4 = 0,7 кН.

g1 = 24,5·0,15 = 3,675кН/м;

g2 = 19,6·0,5 = 9.8 кН/м;

Нормативные временные нагрузки обуславливаются движением подвижного состава и определяются в зависимости от класса нагрузки по формулам:

,                  (2.7)

где К – класс нагрузки.

.

2.1.3 Расчётные усилия для расчетов на прочность.

    Изгибающие моменты и поперечные силы в сечениях 1-1 и 2-2 (рис.2.1) определим по формулам: 

                       (2.8)

             (2.9)

   (2.10)

            (2.11)

где γfgi (i=1,3,4) и γfg2 – коэффициенты надежности по постоянным нагрузкам конструкции и по весу балласта, принимаемые 1,1 и 1,3 соответственно [2,пп.2.3, 2.10, 2.22, 2.23]. При расчёте плиты условно принимаем длину загружения λ=0, тогда коэффициент надёжности по временной нагрузке γfv=1,3+0,003λ=1,3, величина динамического коэффициента для расчётов на прочность (1+μ)=1+10/(20+λ)=1,5, а для расчетов на выносливость в дальнейшем будем принимать (1+2/3μ)=1,33.

2.1.4 Расчётные усилия для расчетов на выносливость.

При расчёте на выносливость все коэффициенты надёжности по нагрузкам gf принимаем равными единице [2,п.2.3]. Динамический коэффициент 1+2m/3= 1,33. Изгибающие моменты в сечениях 1-1 и 2-2 (рис. 2.1) определим по формулам: 

 


(2.12)

 


(2.13)

 


2.1.5 Расчётные усилия для расчетов на трещиностойкость.

В расчётах на трещиностойкость, включающих расчёты по образованию и раскрытию трещин в железобетоне, вводимый к нагрузкам коэффициент надёжности gf принимается равным единице [2,п.2.3]. Изгибающие моменты в сечениях 1-1 и 2-2 (рис. 2.1) определим по формулам:

 


(2.14)

 


(2.15)

 


    В дальнейшем расчёты будем производить на наибольшие значения изгибающих моментов и поперечных сил (M0=39.403кН/м, и Q0=123.136кН).

2.1.6 Определение расчётного сечения плиты и назначение площади рабочей арматуры.

Минимальную толщину защитного слоя принимаем равной 2см [2,П3.119].

Рис. 2.2 Расчётные эпюры напряжений в плите балластного корыта.

Для арматуры класса АII принимаем диаметр = 12 мм, тогда расстояние от верха плиты до центра тяжести арматуры аs (см.рис.2.2) определяем по формуле: