Расчёт промежуточной опоры под разрезные пролётные строения

8. Расчёт опоры.

8.1 Исходные данные.

Выполним расчёт промежуточной опоры под разрезные пролётные строения L_р=12,0 м. Опора безростверковая, на 7 сваях d=0,6 м., головы свай объединены монолитным ригелем. Конструкция опоры и геологические условия приведены на чертежах. Пролётные строения опираются на резиновые опорные части РОЧ. Река не судоходная, давление льда на опору нет, т.к. таяние льда происходит на месте. Нагрузки приводятся к обрезу ригеля [9].

8.2 Определение нагрузок на опору.

Вертикальные нагрузки: вес ригеля, вес пролётного строения с проезжей частью, а также временные нагрузка А-11 и толпа или НК-80 на пролётном строении.

Опорная реакция от действия постоянных нагрузок.

На опору опираются пролётные строения с одинаковой длинной пролёта, тогда опорная реакция передающаяся на опору:

где ω=0,5·1·12=6 м² – площадь линии влияния опорной реакции;

g – интенсивность постоянной нагрузки от пролётного строения (g_n=2,36 т/м., g=2,86 т/м. – соответственно нормативная и расчётная постоянные нагрузки из расчёта пролётного строения).

Опорная реакция от одной балки:

—  нормативная

—  расчётная

Т.к. на опору опираются пролётные строения с одинаковыми пролётами и симметрично относительно оси опоры, то момента от действия постоянных нагрузок не возникает.

Нагрузка от собственного веса ригеля и опорных площадок:

—  нормативная

—  расчётная

Опорная реакция от действия временных нагрузок.

Определим опорную реакцию от действия нагрузки А-11 на пролётном строении, установленной в пределах проезжей части. Коэффициент поперечной установки возьмём из расчёта пролётного строения определённый по методу рычага. Тогда опорная реакция от действия двух колонн нагрузки А-11 будет

—  нормативная

где ω_i=0,5·1·12=6 м² – площадь линии влияния опорной реакции;

 – эквивалентная равномерно распределённая нагрузка от тележки А-11;

– интенсивность полосовой нагрузки А-11.

—  расчётная

Определим опорную реакцию от действия нагрузки НК-80. Коэффициент поперечной установки возьмём из расчёта пролётного строения определённый по методу рычага. Эквивалентная нагрузка от воздействия НК-80 будет равна

Тогда реакция от действия нагрузки НК-80

—  нормативная

—  расчётная

Определим горизонтальную продольную нагрузку от торможения.

В соответствии со [4] вес нормативной полосовой распределённой нагрузки, тормозящей в двух пролётах длиной L=12,0 м составит:

где l₁, l₂ – полная длина пролётных строений опирающихся на опору.

Полное значение нормативной тормозной нагрузки

но не менее чем

и не более

Принимаем =8,8 т.

Плечо силы торможения от центра опорной части до расчётного сечения h=1,75 м.

Нормативный момент от действия силы торможения

М_n=F·h=8,8·1,75=15,4 тм.

Расчётное значение момента от действия сил торможения

М=1,2·F·h=1,2·15,4=18,48 тм.

          Определим ветровую нагрузку.

Нормативная горизонтальная поперечная ветровая нагрузка действующая на мост определяется по формуле

где g₀ – скоростной напор ветра;

k_h – коэффициент, учитывающий для открытой местности изменение скоростного напора по высоте;

c_ω – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления конструкций и подвижного состава (см. прил. 9 [4]).

Для дипломного проектирования допускается принимать g₀=70 кгс/м², k_h=1,45, c_ω=1,4…3,2 в зависимости от типа конструкций и направления ветра.

Нормативная ветровая нагрузка вдоль моста принимается для сплошностенчатых балок равной 20% от

Продольная ветровая нагрузка определяется по формуле

где – нагрузка от воздействия ветра на пролётное строение

,

где l_п1, l_п2 – полная длина пролётных строений опирающихся на опору;

h₁, h₂ – полная наветренная высота балочных пролётных строений, опирающихся на опору, от верха проезжей части до низа конструкции.

– нагрузка от воздействия ветра на опору

где В – ширина тела опоры;

γ_f – коэффициент надёжности по нагрузке.

Поперечная ветровая нагрузка

Моменты относительно поверхности земли от ветровой нагрузки

М=·H₁+·H₂,

где H₁, H₂ – плечо ветровой нагрузки относительно земли соответственно для пролётного строения и опоры.

– расчётный момент от действия ветровой нагрузки поперёк моста

М=172,55··1,5·7+155,3·6,1=16166 кгм.

– нормативный момент от действия ветровой нагрузки поперёк моста

М_n=1449,42·7+103,53·6,1=10777,5 кгм.

– расчётный момент от действия ветровой нагрузки вдоль моста

М=434,8·7+31,06·6,1=3233,1 кгм.

– нормативный момент от действия ветровой нагрузки вдоль моста

М_n=290·7+20,7·6,1=2156,3 кгм.

Нормативные и расчётные нагрузки, с учётом сочетания, для расчёта приведены в табл. 8.1.

Таблица усилий, действующих по обрезу ригеля, по сочетаниям.

Таблица. 8.1.

№ соче- тания	Наименование усилий	Коэфф. сочета- ния	Нормативные        усилия				Расчётные           усилия
			N, т.	H, т.	M, тм.	N, т.		H, т.	M, тм.
В плоскости моста
1	Давление от веса проезжей части и пролётного строения.	1	198,24	-	-	240,24		-	-
	Собственный вес опоры.	1	27,24	-	-	30,0		-	-
	Давление от временной нагрузки расположенной на двух пролётах.	0,8	65,93	-	-	89,86		-	-
	Тормозная нагрузка.	0,8	-	8,8	15,4	-		10,65	18,48
	Ветровая нагрузка на опору и пролётное строение (вдоль моста).	0,25	-	0,31	2,16	-		0,466	3,23
	Итого (с учётом коэффициентов)	-	278,22	9,11	12,86	342,13		11,12	15,6
2	Давление от веса проезжей части и пролётного строения.	1	198,24	-	-	240,24		-	-
	Собственный вес опоры.	1	27,24	-	-	30,0		-	-
	Давление от временной нагрузки расположенной на одном пролёте.	0,8	33,0	-	9,9	44,93		-	13,48
	Тормозная нагрузка.	0,8	-	8,8	15,4	-		10,65	18,48
	Ветровая нагрузка на опору и пролётное строение (вдоль моста).	0,25	-	0,31	2,16	-		0,466	3,23
	Итого (с учётом коэффициентов)	-	251,9	9,11	20,78	306,2		11,12	26,38
Поперёк моста
3	Давление от веса проезжей части и пролётного строения.	1	198,24	-	-	240,24		-	-
	Собственный вес опоры.	1	27,24	-	-	30,0		-	-
	Давление от временной нагрузки расположенной на двух пролётах.	0,7	65,93	-	-	89,86		-	-
	Ветровая нагрузка на опору и пролётное строение (поперёк моста).	0,25	-	1,553	10,78	-		2,33	16,17
	Итого (с учётом коэффициентов)	-	271,63	0,39	2,7	333,14		0,583	4,04