Разработка вариантов железобетонного моста. Расчет балочного пролетного строения моста

Плита пролетных строений без диафрагм с омоноличенными продольными швами.

   От местного загружения плита работает на изгиб как балка, опертая двумя сторонами с расчетным пролетом поперек движения l₀=l_пл+h_пл=2,1+0,18=1,92м.

Нормативные постоянные нагрузки при расчётной ширине участка плиты вдоль пролёта 1,0 м от собственного веса:

- от собственного веса плиты Р_пл=h_плg_жб=0,1824,5=4,41 кН/м²;

- от веса дорожной одежды Р_покр=h_покрg_покр=0,1822,6=4,068 кН/м².

Нормативная временная нагрузка от автотранспортных средств принимается в виде полос А-II.

Распределение давления от нагрузки А-II в пределах толщины дорожной одежды принимается под углом 45 градусов. Ширина распределения давления колеса тележки А-II вдоль пролета плиты равна

b_р=b+2h_покр=0,6+20,18=0,96 м,

поперек пролета- c_р=с+2h_покр+l_пл/3, но не менее 2/3l_пл и не более l₀. Принимаем с_р=1,4м

Нормативная равномерно распределенная нагрузка вдоль расчетного пролета на 1,0м ширины плиты равна:

а) от колес тележки

 кН/м².

       б) от равномерно распределенной вертикальной нагрузки

кН/м

Коэффициент надёжности по нагрузке для постоянных нагрузок  Р_покр, Р_пл принимается равным g_f1=1,1, γ_f2=1,5.

Коэффициент надёжности по нагрузке для нагрузки от автотранспортных средств АК принимают равным g_fn=1,15 к равномерно распределенной нагрузке ν; γ_fν=1,4 к нагрузке от тележек.

Динамический коэффициент при расчёте элементов проезжей части- 1+μ=1,4К нагрузке от тележек; 1+m=1,0 к равномерно распределенной нагрузке.

Усилия при расчёте на прочность при l_пл>2,0м:

     При определении изгибающих моментов влияние упругого защемления плиты в ребрах приближенно учитывают с помощью коэффициентов, вводимых к величине изгибающего момента М₀ в середине свободно опертой плиты:

- для изгибающего момента на опоре к₁= -0,7

- в середине пролета к₂=0,5

 

    Поперечные силы определяют как в простой разрезной балке с учетом рабочей ширины плиты, зависящей от положения нагрузки.

Полные усилия в сечениях плиты:

- изгибающий момент в опорном сечении  

- изгибающий момент в середине пролета  

- опорная поперечная сила  

Усилия при расчёте на выносливость maxM_i и minM_i определяем аналогично усилиям при расчёте на прочность по вышеприведённым  формулам при коэффициентах надёжности по нагрузке g_f1=g_f2=g_fn=1,0 и динамическом коэффициенте 1+0,7μ=1,28:

- на опоре: ;

                    ;

                    ;

                    ;

- в середине пролета:    ;

                                         ;

                                         ;

                                         ;

Расчёт по раскрытию трещин производится по наибольшему значению изгибающего момента, определённого по вышеприведённым формулам от нормативных нагрузок при (1+m)=1,0:

2.1.2.Расчёт сечений плиты.

   Расчёт плиты производится на прочность, выносливость и трещиностойкость.

Расчёт на прочность.

Прямоугольное сечение плиты имеет расчётную ширину b=1,0м.Толщину плиты принимаю h_пл=16см- в середине пролета, h_пл=24см- в опорном сечении.

   Принимаю рабочую арматуру периодического профиля класса А-111 диаметром d=14 мм. Класс бетона плиты соответствует классу бетона главных балок и принимается B=35.

   Полезная (рабочая) высота сечения при толщине защитного слоя 2 см:

- в середине пролета:

                         

 - в опорном сечении:

   Определяем в предельном состоянии по прочности ( при прямоугольной эпюре напряжений в бетоне) требуемую высоту сжатой зоны бетона:

- в середине пролета:

x₁=h₀-=0,133-=0,017 м,

- в опорном сечении:

x₁=h₀-=0,213-=0,012 м

где         R_b17.5 Мпа- расчётное сопротивление бетона осевому сжатию;

b=1 м- расчётная ширина плиты.

Требуемая площадь арматуры в растянутой зоне плиты

,

где         ,

Rs=350Мпа- расчётное сопротивление ненапрягаемой арматуры растяжению