Расчет путепровода. Разработка вариантов моста под однопутную железную дорогу через двухпутную проходящею

Содержание

1.... Разработка варианта путепровода.. 3

2.... Расчет проезжей части пролетных строений.. 6

2.1.   Определение расчетных усилий. 6

2.2.   Расчет сечения плиты.. 8

2.2.2.   Расчет на выносливость. 9

2.2.3.   Расчет на трещиностойкость. 11

2.2.4.   Расчет наклонных сечений плиты на прочность. 12

3.    Расчет главных балок пролетного строения. 13

3.1.   Определение расчетных усилий. 13

3.2.   Расчет балки из обычного железобетона. 16

3.2.1.   Расчет на прочность по изгибающему моменту. 16

3.2.2.   Расчет на трещиностойкость по касательным напряжениям. 17

3.2.3.   Расчет на прочность по поперечной силе. 18

Список литературы... 20

1. Разработка варианта путепровода

Перед тем как приступить к расчету путепровода, необходимо разработать варианты моста, под однопутную железную дорогу через двух путную проходящею под углом в 60⁰, по данным, указанным в бланке задания.

По результатам обработки данных задания, была намечена 3-х пролетная система с пролетами разной длины.

Тогда необходимая длина между крайними точками устоев определяется по формуле:

,

где n – количество промежуточных опор

в – средняя толщина промежуточной опоры, м

Н – высота насыпи, м

l₀ – отверстие моста, м

3 – два заложения откосов при крутизне откосов 1:1,5

а – величина захода устоя в насыпь.

Промежуточные опоры принимаем столбчатые, бетонные, толщиной 0,8 м

.

Фактическая длина мота при принятых конструкциях составит:

.

Допустимое расхождение между значениями полной и фактической длин не должна превышать 5% и составит:

.

Данное расхождение не превышает 5%, поэтому принимается к расчету данная конструкция моста.

1.1. Определение объемов работ

Пролетные строения.

Объем железобетона пролетного строения полной длиной 18,7 м с ездой поверху – 44,4 м³. Объем железобетона пролетного строения длиной 13,5 м – 38,4 м³.

Промежуточные опоры.

Определим необходимую глубину забивки свай-оболочек.

Вертикальное давление на опору от временной нагрузки (N_вр ) при загружении двух прилегающих пролетов:

где γ – коэффициент надежности для временной нагрузки

      k – эквивалентная временная вертикальная нагрузка, тс/м

l₁ и l₂ – полные длины пролетных строений, опирающихся на опору, м

тс

Вертикальное давление на опору от собственного веса железобетонных пролетных строений:

где V_пр.стр – суммарный объем железобетона пролетных строений, опирающихся на опору, м³

тс

Вертикальное давление на опору от веса балласта:

где F_б – площадь поперечного сечения балластного корыта, м²

тс

Вертикальное давление от веса насадки:

тс

Суммарное давление на сваи:

тс

Следовательно необходимая глубина заглубления свай-оболочек составляет 28 м.

Объем полых свай-оболочек при толщине стенки 8 см составит:

 м³

Объем бетона для заполнения полых свай-оболочек составит:

 м³

Объем насадки  высотой 1,3 м из монолитного железобетона равен 8,1 м³

Устой.

Объем оголовка устоя составляет 53,2 м³. Объем 4 полых свай диаметром 0,8 м и длиной составляет

 м³

Объем бетона для заполнения полых свай устоя

 м³

Объем работ и определение стоимостей конструктивных элементов приведены в таблице

Наименование работ	Единица измерения	Коли-чество	Стоимость единицы измерения, руб.	Общая сто-имость, тыс. руб.
1. Изготовление и монтаж пролетного строе-ния из преднапряженного железобетона длиной 18,7 м	1 м3	44,4	380	16,87
2. Изготовление и монтаж пролетного стро-ения из обычного железобетона длиной 13,5	1 м3	38,4	300	11,52
3. Сооружение промежуточной опоры
Изготовление и погружение железобетон-ных полых свай диаметром 0,8 м длиной 28	1 шт/ 1 м3	2/10,13	340	3,45
Заполнение бетоном полых свай	1 м3	18	70	1,26
Устройство насадки из монолитного железобетона	1 м3	8,1	250	2,06
4. Сооружение устоя
Изготовление и погружение железобетон-ных полых свай диаметром 0,8 м длиной	1 шт/ 1 м3	4/20,26	340	6,90
Устройство оголовка устоя из монолитного железобетона	1 м3	53,2	140	7,45
Заполнение бетоном полых свай	1 м3	36	70	2,52

Определение общей стоимости моста приводится в таблице 2.

Наименование конструктивных элементов моста	Количество однотип-ных элементов	Стоимость, тыс. руб.
		Одного элемента	общая
Пролетное строение из преднапряжен-ного железобетона длиной 18,7 м	1	16,87	16,87
Пролетное строение из обычного железобетона длиной 13,5 м	2	11,52	23,04
Промежуточная опора	2	6,77	13,54
Устой	2	16,87	33,74
Полная стоимость моста			87,19

2.  Расчет проезжей части пролетных строений

2.1 Определение расчетных усилий.

Определение расчетных усилий в плите  проезжей части производиться с учетом особен-ностей конструкции пролетного строения. В данном случае принимаем плиту из двух блочных пролетных строений без омоноличивания продольного шва.

В этом случае наружная консоль плиты работает под вертикальной нагрузкой, как консоль, защемленная одной стороной в ребро балки.

На наружной консоли учитывают распределение нагрузок на участках разной длины и действие сосредоточенных сил веса перил и тротуаров.

Ниже приведена расчетная схема.

Нормативная временная нагрузка от подвижного состава принимается интенсивностью:

,

где К – класс заданной нагрузки по схеме СК.

Эта величина нагрузки распределяется шпалами и балластом поперек оси пролетного строения на ширину в, м и принимает значение:

,

где в = 2,7 + 2·h – для внешней консоли.

    h – толщина балласта под шпалой, h = 0,35 м.

.

Коэффициент надежности по нагрузке для постоянных нагрузок Рп, Р_Т, Рпл принимаем γ_f = 1,1, постоянной нагрузки Рб – γ_f2 = 1.3.

При расчете плиты на прочность (1+μ)=1,5 – динамический коэффициент. Коэффициент надежности по нагрузке к временной нагрузки от подвижного состава принимаем равным γ_fν = 1,3.

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

-  Односторонних металлических перилл:

-  Железобетонной плиты тротуара:

,

где  h_Т – средняя толщина тротуарной плиты, h_Т = 0,1 м

     в_Т – ширина тротуара, в_Т = 0,57 м

     g_жб – удельный вес железобетона, g_жб = 24,5 кн/м³

-  Плиты балластного корыта:

,

где h_пл – средняя толщина балластного корыта, h_пл = 0,2 м.

.

-  Балласта с частями пути:

,

где h_б – средняя толщина балласта, h_б = 0,5 м

     g_б – удельный вес балласта с частями пути, g_б = 19,6 кн/м³.

.

Усилия при расчете на прочность для наружной консоли:

.

.

            Усилия при расчете на выносливость определяется аналогично усилиям при расчете на прочность при коэффициентах надежности по нагрузке === 1 и динамическом коэффициенте (1+2/3μ) = 1,33.

            Расчет по раскрытию трещин производиться по значению изгибающего момента определенного по формуле   от нормативных нагрузок при (1+μ) = 1,0.

.

2.2 Расчет сечения плиты

Расчет плиты производиться на прочность, выносливость и трещиностойкость. Сечения плиты рассчитываются на усилия М_i и Q_i , определенные по формулам раздела 2.1.

2.2.1 Расчет на прочность

Прямоугольное сечение плиты имеет расчетную ширину в = 1 м.

Толщина плиты принимается:

- в середине пролета  h_пл = 0,2 м

- в опорном сечении h_пл = 0,24 м

Задаемся рабочей арматурой периодического профиля А – III диаметра 12 мм, класс бетона плиты соответствует классу бетона главных балок пролетного строения В25.

Полезная высота сечения при толщине защитного слоя 2 см:

Определяем требуемую высоту сжатой зоны бетона:

,

где Мⁱ – изгибающий момент в расчетном сечении

     R_b – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию

     b – расчетная ширина плиты

Требуемая площадь арматуры в растянутой зоне плиты:

,

где z = h₀ – 0.5x₁= 0.174-0.5·0.005=0,17 м – плечо внутренних сил

R_z – расчетное сопротивление ненапрягаемой арматуры растяжению.