Проектирование железобетонного моста средней длины предназначенного для пропуска однопутной железной дороги колеи 1520мм через водоток, страница 8

Условие по раскрытию нормальных трещин выполняется.

Автоматизированный контроль ручного расчета  плиты балластного корыта приведен в приложении А.

4.2 Расчет главной балки из обычного железобетона.

4.2.1 Построение линий влияния внутренних усилий в главной балке.

Линии влияния внутренних усилий в главной балке представлены на рисунке 3.

Рисунок  3 - Линии влияния внутренних усилий в главной балке.

Площади этих линий влияния представлены в таблице 9.

Таблица 9 – Площади линий влияния.

Площадь л.вл.	Формула	Численное значение
		65,55
		49,16
		11,45
		6,44
		-0,72
		2,86
		-2,86

где = 22,9м – расчетная длина пролета, - площадь линии влияния.

4.2.2 Определение  нагрузок.

Постоянные нагрузки:

– нагрузка от собственного веса пролетного строения:

                                                                                             (4.37)

где V_ж.б = 64,33м³ – объем железобетонного пролетного строения, принимаемый по приложению В /метода/; l_п = 23,6м – полная длина пролетного строения; γ_ж.б = 24,5кН/м³ – удельный вес железобетона.

– нагрузка от балласта:

                                                                                              (4.38)

где γ₂ – удельный вес балласта, γ₂= 19,6 кН/м³; B₁ = 4,18м – ширина балластного корыта; d₃ = 0,5м  – толщина балластного слоя призмы.

– нагрузка от тротуара: q₃ = 8кН/м 

– нагрузка от перил: q₄ = 2*G₁ = 2*0,7 = 1,4кН/м 

Коэффициенты надежности к постоянным нагрузкам определяются согласно п.2.10 /1/. 

γ_fg1=1,1; γ_fg2=1,3; γ_fg3=1,1; γ_fg4=1,1.

Коэффициенты надежности к временным нагрузкам определяются согласно п.2.23 /1/:

Нормативные временные нагрузки определяются в соответствии с приложением 5 /1/ по интерполяции в зависимости от длины загружения и класса нагрузки (С13).

С учетом езды на балласте, эквивалентные должны определяются при α=0,5 (независимо от положения вершин линий влияния) и при выполнение ограничения:

4.2.3  Определение расчетных усилий.

Главную балку рассчитывают по прочности, на  выносливость, по трещиностойкости и прогибам по предельным состояниям первой и второй группы.

Расчетные значения внутренних усилий в главной балке могут быть определены по формулам:

а) для расчетов по прочности:

                 ,               (4.39)

где (1 + m) - динамический коэффициент, определяемый по формуле:

                                                                                            (4.40)

Для   λ = 22,9м Þ (1 + m) = 1,23; γ_fv = 1,23.

Для   λ = 11,45м Þ (1 + m) = 1,32; γ_fv = 1,27.

Для   λ = 17,175м Þ (1 + m) = 1,27; γ_fv = 1,25

б) для расчетов по выносливости:

                                    ;                       (4.41)

где e = 0,85 - коэффициент исключающий тяжелые транспортеры; (1+m) - динамический коэффициент:

для   λ = 22,9м Þ (1+m) = 1,15

для   λ = 11,45м Þ (1+m) = 1,21

для   λ = 17,175м Þ (1+m) = 1,18

в) для расчетов по трещиностойкости:

-  по образованию продольных трещин

                                           ;                                    (4.42)

-  по раскрытию нормальных трещин

                                          ;                                  (4.43)

-  по ограничению касательных напряжений

                                              ;                                     (4.44)

-  по раскрытию наклонных трещин

                                            ;                                   (4.45)

4.2.4    Назначение расчетного сечения балки и подбор рабочей арматуры в середине пролета.

Сечение главной балки принимаем двутавровым с расстоянием между осями балок 1800мм. Для расчета в курсовом проекте фактическое пролетное строение заменяют на сечение упрощенной формы.

Рисунок 4 – Расчетные размеры плиты балластного корыта.

Подбор рабочей арматуры балки определяется из условия восприятия момента от внешних воздействий.

                                            ,                                (4.46)

где M_0,5 = 12994кН*м – изгибающий момент для расчетов на прочность; R_s = =250 МПа – расчётное сопротивление арматуры для класса АII /1/; h_б = 2м – высота балки, h^/_f – толщина плиты балки с учётом вутов, определяется выражением:

                                                  ;                                            (4.47)

где A_h - площадь вута, м², равная:

                                               ;                                        (4.48)

где R – радиус вута, равный 0,3м.

м

При расчёте балок с плитой в сжатой зоне длина свесов плиты определяется условиями:

м;

м

Принимается наименьшее значение, т. е. м.

В качестве рабочей арматуры примем стержни диаметром d = 40мм класса AII площадью  

Количество стержней n:

                                                        ;                                                (4.49)

.

Уточняем площадь армирования:

Арматурные стержни следует располагать симметрично относительно вертикальной оси балки. Количество вертикальных рядов примем равным n_p=6. Стержни располагаем пучками по 2шт. Расстояние в свету между вертикальными рядами арматуры С_п должно быть 6см. Толщина защитного слоя бетона С_б должна быть не менее 3см. Тогда ширина нижнего пояса b = 60мм.

Расстояние от центра тяжести сечения растянутой арматуры до нижней грани балки определяется по формуле:

                                                  ,                                   (4.50)

где n_i – количество стержней в i– м ряду; a_i – расстояние от оси  i– го ряда до нижней грани балки.

После этого уточняют рабочую высоту сечения h₀ = h – a_s.

Схема расположения арматуры представлена на конструктивном чертеже.

4.2.5  Расчет балки на прочность в середине пролета.

Расчет балки на прочность нормального сечения в середине пролета по изгибающему моменту выполняется в соответствии с указаниями норм /1/, пп.3,56^*, 3,61^*, 3,63.