Проектирование железобетонного моста отверстием 65 м под железную дорогу через постоянный водоток в Красноярском крае, страница 4

Расчётная схема плиты зависит от конструкции пролётного строения. Расчетной схемой плиты проезжей части приняты две консоли, заделанные в стенку главной балки. В курсовом проекте рассчитывается плита только в сечении 1 – 1 и 2 – 2 (Рисунок 2.1, б; 2.1, в). К расчету представлено пролетное строение из обычного железобетона под железнодорожную нагрузку С14.

Исходные данные:

L_п = 23,6 м – длина пролетного строения;

В = 2 м – расстояние между осями главных балок;

b = 0,28 м – толщина ребра главной балки;

d1 = 0,18 м – толщина плиты балластного корыта;

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

В27,5– класс бетона;

A- I I - класс арматуры;

а) конструктивная схема;  б) расчетные схемы; в) эпюры М и Q

Рисунок 2.1 – Схемы к расчету плиты балластного корыта.

Определение размеров и подсчет нормативных, постоянных и временных   нагрузок.

Размеры:

а1 =1,31 м – длина распределения нагрузки от собственного веса железобетона на наружной консоли;

В1 = 4,9 м – ширина балластного корыта;

а2 = 0,83 м – длина распределения от собственного веса железобетона на внутренней консоли;

а3 = 0,5 м – длина распределения нагрузки от собственного веса тротуара;

а4 = а1 + а3 =1,31+0,5= 1,81 м – длина наружной консоли вместе с тротуаром;

а5 = 0,5(2,7+2×d₂–В–b) = 0,56 м – длина распределения интенсивности распределённой нагрузки от подвижного состава на наружной консоли.

Постоянные нагрузки:

·  нагрузка от собственного веса плиты:

                                           ,                                                                                                        (2.1)

   где  - удельный вес железобетона, равный 24,5 кН/м.

·  нагрузка от балласта:

                                         ,                                                                                                      (2.2)

   где  - удельный вес балласта, равный 19,6 кН/м;

d₃=0,5 –  толщина балласта.

Производим расчет по формулам (2.1) и (2.2), получаем:

                                 24,5 · 0,18·1 = 4,41 кН/м;

                                  19,6 · 0,5·1 = 9,80 кН/м.

·  нагрузка от тротуаров:

                                  4·0,5·1 = 2 кН/м;

·  нагрузка от перил:

                                  0,7 кН.

           Временные нагрузки:

·  q_v1 и q_v2 интенсивности распределённой нагрузки от подвижного состава для наружной и внутренней консолей соответственно:

                                      ,                                                                      (2.3)

                                      ,                                                                                                                 (2.4)

где К – класс нагрузки (С 14).

для наружной консоли:

кН/м;

для внутренней консоли:

кН/м.

Определение расчётных значений изгибающих моментов и поперечных сил.

При расчете плиты внутренние усилия рассчитываем отдельно для наружной и внутренней консолей, после чего делается сравнение по степени нагружения и  к расчету принимается наиболее нагруженная консоль. Расчет плиты ведем на 1 м длины.

Расчетные усилия.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях 1-1 и 2-2 (см. Рисунок 2.1) следует определять по формулам:

для расчетов на прочность

                (2.5)

  

Расчет:

кН/м

            для расчетов на выносливость

                     (2.6)

Расчет:

 кН/м

 кН/м

           для расчетов на трещиностойкость

  

                                                                                           (2.7)

Расчет:

кН/м

кН/м

Поперечные силы следует находить только для расчетов на прочность:

                                            (2.8)

Расчет:

кН

кН

В формулах (2.5) и (2.8)  (i=1,3,4) и  - коэффициенты надежности по постоянным нагрузкам конструкции и по весу балласта, принимаемые равными 1,1 и 1,3 соответственно. При расчете плиты балластного корыта условно принимают длину загружения λ = 0, тогда   коэффицие6нт надежности по временной нагрузке γ_fυ =1,3-0,003λ= 1,3, величина динамического коэффициента для расчетов на прочность (1+μ) = 1 + 10/(20+ λ ) = 1,5, а для расчетов на выносливость (1+2/3μ) = 1,33.

В дальнейшем расчеты производятся на наибольшие значения изгибающих моментов и поперечных сил (М₀ из М₁ и М₂, Q₀ из Q₁ и Q₂), т.е. расчет производим для внутренней консоли.

   Определение расчетного сечения плиты и назначение площади рабочей арматуры.

В общем случае необходимо проверить несколько сечений консольной плиты, например у начала и конца вута. Однако в рамках курсового проекта ограничиваемся проверками сечений 1 – 1 или 2 – 2 в зависимости от того, какое значение изгибающего момента наибольшее (см. выше – внутренняя консоль), учитывая вуты. Исходя из этого, высоту hрасчетного сечения принимают равной толщине плиты d₁ ,  увеличенной на 1/3 радиуса вута (см. Рисунок 2.2). Рабочая арматура диаметром не менее 12 мм /2/, п.3.118^* располагается у растянутой грани плиты с шагом до 15 см и минимальным расстоянием между стержнями в свету – 4 см.  

Приведенную толщину плиты находим по формуле:

;                                                  (2.9)

0,27 м.

Минимальную толщину защитного слоя принимаем равной = 2 см.

Для арматуры класса АII принимаем диаметр = 14 мм, тогда расстояние от верха плиты до центра тяжести арматуры  определяем по формуле:

 ;                                                       (2.10)

где  - толщина защитного слоя;  - диаметр арматуры.

см.

Рабочую высоту сечения  вычисляем по формуле:

                                                                        (2.11)

0,243м.

Плечо внутренней пары сил  вычисляем по формуле:

;                                                             (2.12)

 м.

Теоретическую площадь сечения рабочей арматуры вычисляем по формуле:

       ;                                                              (2.13)