Железобетонные мосты. Расчёт на трещиностойкость по касательным и главным напряжениям

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

___________________________________________________________

Кафедра "Мосты"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

«ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ МОСТЫ»

Выполнил студент   (подпись)                                       

Группа                                                                               СЖДт-301

Руководитель            (подпись)                                       

Нормоконтроль        (подпись)                                         

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2006

Содержание

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….3

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ ДЛИНЫ МОСТА……………………...3

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМОВ РАБОТ…………………………………………4

3.РАСЧЁТ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ ПРОЛЁТНЫХ СТРОЕНИЙ………………...8

4.РАСЧЁТ СЕЧЕНИЙ ПЛИТЫ………………………………………………....11

4.1 Расчёт на прочность ………………………………………………….11

4.2 Расчёт на выносливость………………………………………………13

4.3 Расчёт наклонных сечений на прочность…………………………...15

4.4 Расчёт на трещиностойкость…………………………………………16

5 РАСЧЁТ ГЛАВНЫХ БАЛОК ПРОЛЁТНОГО СТРОЕНИЯ………………..17

5.1 Определение расчётных усилий……………………………………..17

5.2 Расчёт балки из предварительно напряженного железобетона……20

5.2.1 Расчёт на прочность по изгибающему моменту………………20

5.2.2 Расчёт на трещиностойкость в стадии изготовления и эксплуатации……………………………………………………23

5.2.3 Расчёт на трещиностойкость по касательным и главным напряжениям…………………………………………………….26

5.2.4 Расчёт на прочность по поперечной силе……………………..30

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………….32

ВВЕДЕНИЕ

Необходимо разработать проект моста под однопутную железную дорогу через реку отверстием 60,00 метров. Отметка бровки насыпи 64,20 м. Нормативная временная нагрузка – С13,2. Профиль перехода с указанием горизонта воды и инженерной геологии показан на чертеже 1. Толщина льда 50 см. Район строительства Московская область.

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ ДЛИНЫ МОСТА

Предполагая применение устоев обсыпного типа и учитывая, что отверстие моста составляет 60,00 м, намечаем трехпролётную схему моста с разрезными типовыми балками 2*23,6 и 27,6 м.

Необходимая длина моста между крайними точками устоев:

где n – количество быков попадающих в воду

b – толщина промежуточной опоры на уровне горизонта высоких вод а – величина захода конструкции устоя в насыпь, м

Н – высота насыпи от средней линии трапеции, образуемой горизонтами высоких меженных вод, до отметки насыпи, м

3*Н – длина двух заложений откосов конусов насыпи при крутизне 1:1,5

l₀ – отверстие моста, м

Учитывая наличие ледохода, быки принимаем обтекаемой формы, сборно – монолитные, толщиною 2,6 м , применительно к типовому проекту 3.501 – 79

Горизонт высоких вод 59,00 м, меженных – 56,60 м, число опор, попадающих в воду, равно двум (n=2). В этих условиях необходимая длинна поверху составит:

Устои приняты свайные. Длина крыла устоя поверху при пролёте примыкающих балок 22,9 м составляет 5,30 м. фактическая длина моста при принятых конструкциях составит (с учётом расстояния между торцами балок по 0,05 м):

Эта длинна, превышает необходимую на:

Что не превышает нормативные значения на уширение длины моста в 5% и  сужения в 3%

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМОВ РАБОТ

Пролётные строения

Объём железобетона пролётного строения полной длиной 23,6 м с ездой поверху – 64,33 м³

Промежуточные опоры.

Две опоры высотой до 5,6 м принимаем в виде сборно-монолитных конструкций. Объём железобетонных блоков одной опоры составляет ориентировочно:

Бетон омоноличивания блоков и бетон заполнения опоры:

Объём ростверка высотой 1,6 м из монолитного железобетона принимаем с размерами в плане 8,6*3,6 при скосах (для улучшения условий обтекания) по 0,5 м:

1,6*(3,6*8,6-2*0,5*0,5*0,5)=49,1 м³

Сваи.

Определяем необходимое количество полых свай из центрифугированного железобетона диаметром 60 см, заполняемых после погружения бетонной смесью.

Количество свай определяем по формуле:

где μ – коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента действующего по подошве ростверка, равный 1,5 – 1,8

Рg – расчётная несущая способность одной сваи 

∑N – сумма расчётных вертикальных сил, действующих по подошве фундамента

где Nвр,Nбал,Nпр.стр,Nоп – вертикальные давления, соответственно от временной нагрузки при загружении двух прилегающих пролётов, от веса балласта на пролётных строениях железнодорожного моста, от веса железобетонных строений и от веса опоры с фундаментом.

Вертикальное давление на опору от временной нагрузки при загружении двух пролётов:

где l1,l2 – полные длины пролётных строений, опирающиеся на опоры, м

γ – коэффициент надёжности для временной нагрузки кэ – эквивалентная нагрузка, тс/м

2,0 – объёмная масса балласта, т/м³

1,3 – коэффициент надёжности балласта

Fбал – площадь поперечного сечения балластного корыта, м²

1,1 – коэффициент надёжности для собственного веса конструкции

Vпр.стр – объём железобетона пролётных строений, опирающихся на опору, м³

2,5 – объёмная масса железобетона, т/м³

Vоп – объём тела опоры фундамента, м³

Примем 13 свай диаметром 60 см длиной 15 м под каждую опору:

Объём бетона для заполнения полых свай:

Ограждение котлована из брусчатого деревянного шпунта с длинной шпутин 6 м; при периметре ограждения 2(5,6+10,6)=32,4 м площадь вертикальных стенок будет равной 6*32,4=194,4 м ²

Устои. Объём железобетона оголовка устоя составляет 68,9 м ³ Объём