Разработка вариантов. Балочное разрезное пролетное строение полной длиной 34.2 м

Отклонение фактического отверстия от полной длины составляет

что не допустимо. Увеличим фактическую длину.

13.5 + 16.5 + 34.2 + 16.5 +13.5

Lф =∑ln + ∑δ +2lуст = 16.52 +13.52 + 34.2 + 0.0056 + 22.1 = 98.43м

что допустимо.

Определение объемов работ.

Пролетные строения. Объем железобетона пролетного строения полной длиной 13,5м – 26,6м³, 16,5м – 35,8м³, 34,2м – 93,2м³.

Промежуточные опоры. Четыре опоры высотой до 5,6м принимаем в виде сборно-монолитных конструкций. Объем железобетонных блоков одной опоры составляет ориентировочно (см. прил) V_оп=108,1.

Сваи. Определяем необходимое количество свай-оболочек диаметром 1м.

Вертикальное давление на опору от веса опоры:

 – коэффициент надежности для временной нагрузки.

Вертикальное давление на опору от пролетных строений:

Вертикальное давление на опору от балласта:

Вертикальное давление на опору от временной нагрузки:

Суммарное давление на сваи:

Необходимое количество сваи определяется по формуле:

При длине сваи 20м несущая способность каждой сваи составляет 350тс. Тогда

Устой. Объем железобетона оголовка устоя составляет 61,4м³. Объем свай диаметром 0,35м и длиной 9м составляет 21,3м³.

2. Расчёт балочных пролётных строений моста.

2.1.Расчёт проезжей части пролётных строений.

2.1.1.Определение расчётных усилий.

В данном курсовом проекте необходимо рассчитать плиту сборных двухблочных пролётных строений без омоноличивания продольного шва. Расчётная схема плиты проезжей части пролётных строений с ездой на балласте представлена на рис 1

Наружная и внутренняя плиты работают под вертикальной нагрузкой как консоли, защемлённые одной стороной в ребре балки. На внутренней консоли нагрузки считают равномерно распределёнными по всей длине, а на наружной консоли учитывают распределение нагрузок на участках разной длины и действие сосредоточенных сил от веса перил и тротуаров.

Рис.1.Расчетные схемы плиты проезжей части пролетного строения с ездой на балласте.

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

-  односторонних металлических перил Р_п=0,678 кН/м;

-  железобетонной плиты тротуара Р_т=h_тb_тg_жб=0,1*0,56*24,5=1,372 кН/м;

-  плиты балластного корыта Р_пл=h_плg_жб=0,2*24,5=4,9 кПа;

-  балласта с частями пути Р_б=h_бg_б=0,5*19,6=9,8 кПа.

-   

где h_т=0,1м-средняя толщина тротуарной плиты;

h_пл=0,2м-средняя толщина плиты балластного корыта;

h_б=0,5м-толщина балластного слоя;

b_т-толщина тротуара

. g_жб=24,5 кН/м³ и g_б=19,6 кН/м³-удельный вес соответственно железобетона и балласта с частями пути.

Нормативная временная нагрузкаот подвижного состава принимается интенсивностью n=19,62К=19,62*12=235,44 кН/м пути. Эта величина нагрузки распределяется шпалами и балластом поперёк оси пролётного строения на ширину наружной консоли    b_р=2,7+2h=2,7+2*0,35=3,4 м;

внутренней консоли  b_р=2,7+h=2,7+0,35=3,05 м где h=0,35-толщина балласта под шпалой.

наружной консоли:   Р_n=n/b_р=235,44/3,4=69,25 кН/м.

внутренней консоли:  Р_n=n/b_р=235,44/3,05=77,19 кН/м.

Коэффициент надёжности по нагрузке для постоянных нагрузок  Р_п, Р_т, Р_пл принимается g_f1=1,1, постоянной нагрузки Р_б  - g_f2 =1,3.

Коэффициент надёжности по нагрузке к временной нагрузке от подвижного состава принимают равным g_fn=1,30.

Динамический коэффициент при расчёте плиты на прочность принимается равным 1+m=1,5.

Усилия при расчёте на прочность

- для наружной консоли в сечении 1:

М₁=g_f1[Р_пl₄+P_т(l₃+0,5b_т)+Р_пл*l₃²/2]+g_f2Р_б*l₂²/2+g_fn(1+m)*P_n*l₁²/2=

=1,1[0,687*1,502+1,372*(0,94+0,5*0,56)+4,9*0,94²/2]+1,3*9,8*0,84²/2+

+1,3*1,5*69,25*0,55²/2=30,26 кНм.

Q₁=g_f1(P_п+Р_т+Р_пл*l₃)+g_f2Р_б*l₂+g_fn(1+m)*P_n*l₁=1,1*(0,687+1,372+4,9*0,94)+

+1,3*9,8*0,84+1,3*1,5*69,25*0,55=92,29 кН.

- для внутренней консоли в сечении 2:

М₂=[g_f1Р_пл+g_f2Р_б+g_fn(1+m)*P_n]*l_к²/2=[1,1*4,9+1,3*9,8+1,3*1,5*77,19]*0,65²/2=35,63 кНм.

Q₂=[g_f1Р_пл+g_f2Р_б+g_fn(1+m)*P_n]*l_к=[1,1*4,9+1,3*9,8+1,3*1,5*77,19]*0,65=

=109,62 кН.

Расчёт плиты будем производить по наибольшим значениям М=35,63 кНм и Q=109,62.

Усилия при расчёте на выносливостьmax M_i и min M_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+2/3m=1,33:

- для наружной консоли в сечении 1:

maxM₁=Р_пl₄+P_т(l₃+0,5b_т)+Р_пл*l₃²/2+Р_б*l₂²/2+(1+2/3m)*P_n*l₁²/2=0,687*1,502+

+1,372*(0,94+0,5*0,56)+4,9*0,94²/2+9,8*0,84²/2+1,33*69,25*0,55²/2=22,24 кНм.

minM₁=Р_пl₄+P_т(l₃+0,5b_т)+Р_пл*l₃²/2+Р_б*l₂²/2=0,687*1,502+1,372*(0,94+0,5*0,56)+

+4,9*0,94²/2+9,8*0,84²/2=8,31 кНм.

-  для внутренней консоли в сечении 2:

maxM₂=[Р_пл+Р_б+(1+2/3m)*P_n]*l_к²/2=[4,9+9,8+1,33*77,19]*0,65²/2=24,79 кНм.

minM₂ = (Р_пл+Р_б)*l_к²/2=(4,9+9,8)*0,65²/2=3,11 кНм.

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

М₁^”=g_f1[Р_пl₄+P_т(l₃+0,5b_т)+Р_пл*l₃²/2]+g_f2Р_б*l₂²/2+g_fn(1+m)*P_n*l₁²/2=

=1,1[0,687*1,502+1,372*(0,94+0,5*0,56)+4,9*0,94²/2]+1,3*9,8*0,84²/2+

+1,3*1*69,25*0,55²/2= 23,45кНм.

М₂^”=[g_f1Р_пл+g_f2Р_б+g_fn(1+m)*P_n]*l_к²/2=

=[1,1*4,9+1,3*9,8+1,3*1*77,19]*0,65²/2=25,03 кНм.

.

Расчёт по раскрытию трещин будем производить по значению изгибающего момента М^”=25,03 кНм.

2.1.2.Расчёт сечений плиты.

Расчёт плиты производится на прочность, выносливость и трещиностойкость. Сечения плиты рассчитываются на усилия  М=35,63 кНм и Q=109,62 кН.

Расчёт на прочность. Прямоугольное сечение плиты имеет расчётную ширину b=1,0 м (рис.2).Толщина плиты принимается h_пл=28 см.

Задаёмся рабочей арматурой периодического профиля класса А-11 диаметром d=1,2см. Класс бетона плиты соответствует классу бетона главных балок и принимается B25.

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

h₀=h_пл-d/2-2 см=28-1,2/2-2=25,4см.

Рис.2

Определяем в предельном состоянии по прочности (при прямоугольной эпюре напряжений в бетоне) требуемую высоту сжатой зоны бетона (см. рис.2):

x₁=h₀-=0,254-=0,01 м, где

R_b=13 МПа- расчётное сопротивление бетона осевому сжатию;

b=1 м- расчётная ширина плиты.

Требуемая площадь арматуры в растянутой зоне плиты:

A_s===5,72 см²

где

z=h₀-0,5*x₁=25,4-0,5*0,01*100=24,9 см   - плечо пары внутренних