Расчет пролетного строения железобетонного моста

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Мосты и тоннели».

Курсовой проект.

«Расчет пролетного строения железобетонного моста».

Выполнил: Якубов Е.Н.

Группа С-003

Санкт – Петербург 2003г

Содержание

Содержание. 1

1. Расчет проезжей части пролетных строений. 3

1.1. Определение расчетных усилий. 3

1.2.Расчет сечений плиты. 4

1.2.1. Расчет на прочность. 4

1.2.2. Расчет на выносливость. 5

1.2.3. Расчет на трещиностойкость. 5

2. Расчет главных балок пролетного строения. 6

2.1.      Определение расчетных усилий в главной балке. 6

2.2.      Расчет балки из обычного железобетона. 8

2.2.1.       Расчет на прочность по изгибающему моменту. 8

2.2.2.       Расчет на трещиностойкость по главным напряжениям. 9

2.2.3. Расчет на прочность по поперечной силе. 10

3.     Список литературы. 13

1. Расчет проезжей части пролетных строений

1.1. Определение расчетных усилий

Определение расчетных усилий в плите проезжей части производится с учетом особенностей конструкции пролетного строения и мостового полотна. Плита проезжей части работает на изгиб в поперечном направлении. В зависимости от способа объединения главных балок выбирается расчетная схема плиты.

Пролетные строения с ездой на балласте.

Нормативные  нагрузки (постоянные) при расчетной ширине участка плиты вдоль пролета 1,0 м от собственной массы:

Односторонних металлических перил: Pп = 0,07 тс/м = 0.7 кН/м

Железобетонной плиты тротуара: Pт = hт*bт*gжб = 0,1*0,57*25 = 1.425 кН/м

Плиты балластного корыта: qпл =  hпл*gжб  = 0.2*25 = 5 kH/м²

Балласта с частями пути: qб = hб*gб = 0,5*20= 10кН/м².

Нормативная временная нагрузка от подвижного состава:

где К – класс нагрузки

с = 2,7 + 2h’_б = 2,7 + 2*0,35 = 3,4 м

 Расчетная схема представлена на рисунке 1.

Усилия при расчете на прочность:

 Для наружной консоли в сечении 1:                      

Для внутренней консоли в сечении 2:

 

Усилия при расчете на выносливость и по раскрытию трещин:

Эти усилия вычисляются аналогично усилиям  при расчете на прочность, но при этом:

n₁ = n₂ = n_вр = 1,0, и динамический коэффициент: 1 + m = 1,333

В расчетах указанных выше приняты следующие величины:

hб = 0,5 м , h’б = 0,35 м,  - толщина балластного слоя общая и под шпалой.

hт = 0,1 м ,  bт = 0,57 м, - высота и ширина тротуарной плиты.

1+m - динамический коэффициент.

Причем при расчете на выносливость и трещиностойкость не учитывается нормативная временная нагрузка от подвижного состава при нахождении M’₁ и M’₂, и максимальные моменты считаются с пониженным коэффициентом динамики.

Результаты сведены в таблицу:

1.2.Расчет сечений плиты.

Расчет сечений плиты производится на прочность, выносливость, трещиностойкость. Сечения плиты рассчитываются на усилия Mi и Qi определенные по указаниям раздела 1.1.

1.2.1. Расчет на прочность.

Прямоугольное сечение плиты имеет расчетную ширину b = 1.0 м. Толщина плиты соответственно принимается:

• в середине пролета hпл = 0,16…0,20 м примем 0,18м
• в опорном сечении hпл = 0,24…0,28 м примем 0,26м

Задаемся следующими значениями:

Арматура класса А-III d 12мм Ra = 310МПа, бетон марки 300 => Rпр = 15МПа.

Полезная высота сечения при толщине защитного слоя 2 см:

для опоры h₀­ = 0,234м а для пролета h₀­ = 0,154 м

Определим в предельном состоянии по прочности требуемую высоту сжатой зоны бетона:

для опоры x₁ = 0.011м , а для пролета x₁ = 0,01736 м.

Требуемая площадь арматуры в растянутой зоне:

где z = h₀ – 0.5×x₁

для опоры z = 0.229 м, для пролета z = 0.145 м

n – целое число стержней, количество которых не менее 5 и не более 14 на 1м,

f – площадь сечения одного стержня.

По расчету требуемое количество стержней на опоре 5, а в пролете 8, назначаем количество равное 10. Тогда уточняем высоту сжатой зоны бетона:

Опять же для опорного сечения x₂ = 0.021м, и для пролета x₂ = 0.021м, тогда поверим прочность сечения по изгибающему моменту:

Тогда для опорного сечения: Mпр = 70,51 кНм > 37.83 кНм

И для пролета:                         Mпр = 45,27 кНм > 37.83 кНм

Значит условие выполнено. Т.е. расчет на прочность завершен, сечение рассчитано на максимальный момент.

1.2.2. Расчет на выносливость.

Расчет на выносливость производят считая что материал конструкции работает, упруго. Бетон растянутой зоны в расчете не учитывается. Максимальные напряжения в сжатой зоне бетона и растянутой арматуре сравниваются с расчетными сопротивлениями. Расчетные сопротивления материалов устанавливаются в зависимости от характеристики цикла действующих напряжений:

Высота сжатой зоны приведенного сечения определяется по формуле:

где n’ – отношение модулей упругости арматуры и бетона при многократно повторяющейся нагрузке, и равняется 20 для М300.

Плечо пары внутренних сил при треугольной эпюре сжимающих напряжений в бетоне:

Проверка напряжений производится по формулам:

-для бетона.

- для арматуры.

1.2.3. Расчет на трещиностойкость.

Расчетом ограничивается раскрытие нормальных трещин и величина главных растягивающих напряжений в бетоне; расчет произведем по формуле:

Проверяем главные растягивающие напряжения на уровне нейтральной оси:

Т.к.s_г.р. < 0.7Rp = 0.665, то расчет наклонных сечений плиты на прочность не производится.

 Возможное раскрытие трещин находится в допустимом интервале.

2. Расчет главных балок пролетного строения.

2.1.Определение расчетных усилий в главной балке.

Постоянная нагрузка на пролетное строение складывается из собственного веса конструкции и веса мостового полотна.

Нормативная нагрузка на 1м главной балки определяется кН/м:

·  От собственной массы:  

·  От массы мостового полотна с ездой на балласте:

Постоянной нагрузкой загружаются все участки линии влияния. Расчетное усилие от постоянной нагрузки определяется как произведение интенсивности нагрузки на алгебраическую сумму площадей всех участков линии влияния. (см. расчетную схему).

См. таблицу с расчетами, где найдены расчетные усилия от постоянной нагрузки для всех видов загружения. Линии влияния, имеющие один участок загружаются эквивалентной нагрузкой, т.к. l = 13,5 или 6,75 м < 25 м, то a = 0,5 независимо от положения вершины линии влияния. Тогда нормативная временная вертикальная нагрузка на одну главную балку определится:

	2.1 Определение расчетных усилий
q1	q2	V	N	lп	hб	bб	gб	gжб
25,13	18	27,14	2	13,5	0,5	3,6	20	25
n1	n2	K	K	K	K	K
1,1	1,3	14	14	14	14	14
		l(lпролета)	l(lпролета)	l(lпролета)	l(lпролета)	l(lпролета)
		13,5	13,5	13,5	13,5	13,5
		v1	v2	v3	v4	v4'
		17,0859	22,78125	6,75	1,6875	-1,6875
		kal	kal	kal	kal	kal
		14,7	14,7	14,7	17	17
		p1	p2	p3	p4	p4'
		102,9	102,9	102,9	119	119
		nвр	nвр	nвр	nвр	nвр
		1,2595	1,2595	1,2595	1,27975	1,27975
		Sп	Sп	Sп	Sп
		872,111	1162,814	344,5375	0
		Sвр+	Sвр+	Sвр+	Sвр+	Sвр-
Sп=	1162,8	2214,38	2952,508	874,817213	256,99	-256,99
		1+m	1+m	1+m	1+m
		1,29851	1,298507	1,29850746	1,37383	1,373832	>	1,15
		Smax	Smax	Smax	Smax	Smin
		4038,2	4996,668	2298,77074	1515,87	809,7533
		Smax				Smin
		4996,667854				809,7533
		M1	M2	Q0	Q2
		3747,5	4996,668	1480,49418	353,061