Железобетонный мост

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образование Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра «Мосты и тоннели»

Курсовой проект

“Железобетонный мост”

Разработал:

студент гр. 114419 Гусев И.А.

Проверил:

Кущ Н.Н.

Минск 2013

1. Описание вариантов моста

По заданным исходным данным разрабатываем два варианта моста.

Суммарная длина пролетных строений равна 36 м.

Вариант 1

Схема моста 3х12, Габарит Г-8 + 2х1,0. Пролетные строения из разрезных пустотных плит длиной 12 м. В поперечном сечении пролетного строения 10 плит.

Береговые опоры высотой h1 = h4 = 2,6 м свайные однорядные со шкафными стенками и сборными насадками. Насадки состоят из трех частей. Количество свай в опоре - 6 шт.

Промежуточные опоры - количество 3 шт. Запроектированы свайные однорядные со сборными насадками состоящих из трех частей. Высота опор h2 = h3 = 3,6 м. Количество свай в опоре - 6 шт.

Сваи опор приняты железобетонные призматические сечением 35х35 см. Сопряжение моста с насыпью принято в виде переходных плит. Тротуары приняты железобетонные сборные накладные. Покрытие на мосту - асфальтобетонное.

Вариант 2

Схема моста 2х18, Габарит Г-8 + 2х1,0. Пролетные строения ребристые разрезные с каркасной арматурой длиной 18 м. В поперечном сечении пролетного строения 6 тавровых балок.

Береговые опоры высотой h1 = h4 = 2,6 м свайные двухрядные со шкафными стенками и сборными насадками. Насадки состоят из трех частей. Количество свай в опоре - 14 шт.

Промежуточные опоры - количество 1 шт. Запроектированы свайные двухрядные со сборными насадками состоящих из трех частей. Высота опор h2 = h3 = 3,6 м. Количество свай в опоре - 14 шт.

Сваи опор приняты железобетонные призматические сечением 35х35 см. Сопряжение моста с насыпью принято в виде переходных плит. Тротуары приняты железобетонные сборные накладные. Покрытие на мосту - асфальтобетонное.

опора мост балка

2. Подсчет объёмов работ

Вариант 1

Береговые опоры:

Количество свай на одну опору - 6 шт;

Количество насадок на одну опору - 1 шт;

Объём железобетона на одну опору:

сваи - 0,35·0,35·6,6·6 = 4,85 м3;

насадки - 5,42 м3.

Объём железобетона на все береговые опоры:

сваи - 4,85·2 = 9,7 м3;

насадки - 5,42·2 = 10,84 м3.

Промежуточные опоры:

Количество свай на одну опору - 6 шт;

Количество насадок на одну опору - 1 шт;

Объём железобетона на одну опору:

сваи - 0,35·0,35·7,6·6 = 5,58 м3;

насадки - 5,42 м3.

Объём железобетона на все промежуточные опоры:

сваи - 5,58·2 = 11,2 м3;

насадки - 5,42·2 = 10,84 м3.

Пролетное строение (пустотные плиты):

Количество плит в пролетном строении - 10 шт;

Объём железобетона на пролетное строение (вместе с омоноличиванием) - 42,2 м3 ;

Объём железобетона на всю длину моста - 42,2·5 = 211 м3.

Вариант 2

Береговые опоры:

Количество свай на одну опору - 14 шт;

Количество насадок на одну опору - 1 шт;

Объём железобетона на одну опору:

сваи - 0,35·0,35·6,6·14 = 11,32 м3;

насадки - 5,42 м3.

Объём железобетона на все береговые опоры:

сваи - 11,32·2 = 22,64 м3;

насадки - 5,42·2 = 10,84 м3.

Промежуточные опоры:

Количество свай на одну опору - 14 шт;

Количество насадок на одну опору - 1 шт;

Объём железобетона на одну опору:

сваи - 0,35·0,35·7,6·14 = 13,03 м3;

насадки - 5,42 м3.

Объём железобетона на все промежуточные опоры:

сваи - 13,03· = 13,03 м3;

насадки - 5,42·1 = 5,42 м3.

Пролетное строение (балки):

Количество балок в пролетном строении - 6 шт;

Объём железобетона на пролетное строение (вместе с омоноличиванием) - 48,2 м3;

Объём железобетона на всю длину моста - 48,2·2 = 96,4 м3.

Результаты вычислений сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Сравнение вариантов моста

Наименование	шт.	м3	итого, шт	итого, м3	всего, м3	стоимость, у.е.	общая стоимость, у.е.
Береговые опоры	Сваи	6	4,85	12	20,54	169,16	4108	43960	Вариант 1
	Ригели (насадки)	1	5,42	2
Промежуточные опоры	Сваи	6	5,59	12	22,02		4404
	Ригели (насадки)	1	5,42	2
Балки (плиты)	10	42,2	30	126,6		35448
Береговые опоры	Сваи	14	11,32	28	34,64	150,07	6928	40035	Вариант 2
	Ригели (насадки)	1	6	2
Промежуточные опоры	Сваи	14	13,03	14	19,03		4187
	Ригели (насадки)	1	6	1
Балки (плиты)	6	48,2	12	96,4		28920

2.1 Сравнение вариантов моста

Достоинства:

Вариант 1: Опоры однорядные в отличие от варианта №2, что влияет на объём работ по сваям.

Вариант 2: Количество пролетов на один меньше чем в первом варианте что делает проще обслуживание данного моста.

Недостатки:

Вариант 1: Большой объём железобетона и большая стоимость по сравнению со вторым вариантом.

Вариант 2: Два ряда свай в опоре усложняет её конструкцию и увеличивает объем железобетона в отдельно взятой опоре.

Проанализировав достоинства и недостатки каждого варианта, а также данные по объёму железобетона и стоимости каждого варианта моста, делаю вывод что наиболее экономичным как с точки зрения объёмов работ так и с точки зрения стоимости выглядит второй вариант с пролетным строением в виде ребристых балок. Следовательно в дальнейшем в курсовом проекте за основной принимаем вариант №2.

3. Описание моста по выбранному варианту (вариант №2)

Схема моста 2х18, Габарит Г-8 + 2х1,0. Пролетные строения ребристые разрезные с каркасной арматурой длиной 18 м. В поперечном сечении пролетного строения 6 тавровых балок.

Береговые опоры высотой h1 = h4 = 2,6 м свайные двухрядные со шкафными стенками и сборными насадками. Насадки состоят из трех частей. Количество свай в опоре - 14 шт.

Промежуточные опоры - количество 1 шт. Запроектированы свайные двухрядные со сборными насадками состоящих из трех частей. Высота опор h2 = h3 = 3,6 м. Количество свай в опоре - 14 шт.

Сваи опор приняты железобетонные призматические сечением 35х35 см. Сопряжение моста с насыпью принято в виде переходных плит. Тротуары приняты железобетонные сборные накладные. Покрытие на мосту - асфальтобетонное.

4. Определение условных отметок опор, пролетных строений, проезжей части

Величину продольного уклона принимаем iпд = 5‰

Определим с краю опоры №2 следующие условные отметки: верха и низа ригеля опоры, верха и низа балки, верха проезжей части, верха колеса отбоя, верха перильного ограждения.

Отметка уровня земли по оси опоры №2 равна 100,495 м.

Отметка РУВВ равна 103,500 м.

Относительно отметки РУВВ определяем условные отметки с краю опоры №2 в следующих местах:

Отметка низа ригеля опоры №2:

м;

Отметка верха ригеля опоры №2:

м;

Отметка низа балки:

м;

Отметка верха балки:

м;

Отметка верха проезжей части:

м;

Отметка верха проезжей части на уровне колеса отбоя:

м;

Отметка верха колеса отбоя:

м;

Отметка верха перильного ограждения:

м;

Далее определим некоторые отметки (верха и низа балки, верха проезжей части) по оси проезжей части учитывая поперечный уклон пролетных строений iпп = 20‰:

Отметка низа балки:

м;

Отметка верха балки:

м;

Отметка верха проезжей части:

м;

Определим условные отметки по оси проезжей части и по уровню земли в местах перелома уровня земли, а также по оси опор №1 и №3 относительно соответствующих отметок по оси опоры №2.

Влево от опоры №2:

Расстояние 2,475 м - м (в скобках приведены значения отметок по уровню земли в соответствующих точках);

Расстояние 12,475 м - м;

Расстояние 17,525 м - м;

Расстояние 22,475 м - м;

Расстояние 23,850 м - м;

Вправо от опоры №2:

Расстояние 7,525 м - м;

Расстояние 17,525 м - м;

Расстояние 23,850 м - м.

5. Описание конструкции моста.

Пролетное строение:

Пролетные строения ребристые разрезные с каркасной арматурой длиной 18 м и высотой 1,05 м. В поперечном сечении пролетного строения 6 тавровых балок. Количество балок на весь мост равно 12. Опорные части под балки приняты полиуретановыми. Всего 24 опорных частей (по две опорные части под каждую балку).

Береговые опоры:

Опоры №1 и№3 свайные двухрядные высотой h1 = h4 = 2,6 м со сборными насадками. Насадки состоят из трех частей, объединенных между собой с помощью монолитного стыка. Количество свай в опоре - 14 шт. Сваи опоры приняты железобетонные призматические сечением 350х350 мм. Шкафные стенки, открылки опор - монолитные железобетонные.

Промежуточные опоры:

Опора №2 - свайная двухрядная со сборными насадками состоящих из трех частей, объединенных с помощью монолитного стыка. Высота опоры h2 = 3,6 м. Количество свай в опоре - 14 шт. Сваи опоры приняты железобетонные призматические сечением 350х350 мм.

Мостовое полотно:

Конструкция проезжей части принята следующей:

Два слоя асфальтобетона общей толщиной 70 мм;

Защитный слой толщиной 40 мм;

Слой гидроизоляции “Технониколь” толщиной 5,5 мм;

Защитный слой толщиной 30 мм.

Габарит Г-8 + 2х1,0. Перильное ограждение металлическое бесстоечное. Тротуарные блоки приняты железобетонные сборные накладные.

Деформационный шов шириной 400 мм расположен на стыке пролетных строений в середине моста и представляют собой заполненные щебеночно-мастичной массой разрывы в покрытии.

Сопряжение моста с подходами:

Сопряжение моста с насыпью принято в виде переходных плит. С целью создания долговечной, надежной конструкции сопряжения моста с насыпями подходов и обеспечения безопасного плавного проезда автотранспорта предусмотрено сопряжение с устройством монолитных железобетонных переходных плит. Переходные плиты одним концом опираются на шкафную стенку береговой опоры, другим на щебеночную подготовку.

6. Описание конструкции моста

Исходные данные:

Длина пролета - 18,0 м.

Габарит моста - Г 8,0 + 2х1,0.

Проектная нагрузка - А-11, НК-80, нагрузка от пешеходов на тротуарах - 400 кг/м2.

Тип покрытия - асфальтобетон.

Материалы:

Тяжелый бетон В30, F200 по ГОСТ 26633-85.

Рабочая арматура и отгибы из стали А400 (АIII) горячекатаной периодического профиля.

Хомуты из стали А240 (АI) круглой гладкой.

Пролетные строения проектируются применительно к типовому проекту серии 3.503.1-73.

Определяем постоянные нагрузки, действующие на 1 п.м. балки.

1. От собственной массы балки:

- нормативная

кН/м - для крайней балки,

где Vкр - объем бетона крайней балки, м3 (Vкр = 7,29 м3);

гб - средняя плотность бетона, кг/м3 (гб = 2500 кг/м3);

l - длина пролета, м (l = 18 м)

кН/м - для средней балки;

- расчетная

кН/м,

кН/м,

где гf - коэффициент надежности по нагрузке, гf =1,1.

2. От массы бетона блоков омоноличивания пролетного строения:

- нормативная

кН/м

где V - объем бетона омоноличивания на пролет, м3

m - количество балок в поперечном сечении;

- расчетная

кН/м.

3. Нагрузка от барьерного ограждения:

- нормативная

кН/м,

где 15 кг - масса 1 п.м. ограждения

- расчетная

кН/м.

4. Нагрузка от перильных ограждений:

- нормативная

кН/м,

где р - масса одного перильного блока, кг (р = 66 кг),

?1 - длина перильного блока, м (?1 = 3,0 м);

- расчетная

кН/м.

5. Нагрузка от конструкции ездового полотна:

а) от асфальтобетонного покрытия:

- нормативная

кН/м,

где В1 - ширина покрытия, м (В1 = 7,58 м);

h1 - толщина покрытия, м (h1 = 0,07 м);

г1 - средняя плотность асфальтобетона, кг/м3 (г1 = 2400 кг/м3);

- расчетная

кН/м.

б) от защитного слоя:

- нормативная

кН/м,

где В2 - ширина защитного слоя, м (В2 = 10,0 м);

h2 - толщина защитного слоя, м (h2 = 0,04 м),

г1 - средняя плотность бетона, кг/м3 (г1 = 2500 кг/м3);

- расчетная

кН/м.

в) от гидроизоляции:

- нормативная

кН/м,

- расчетная

кН/м.

г) от выравнивающего слоя:

- нормативная

кН/м,

- расчетная

кН/м.

6. Нагрузка от тротуара (на крайнюю балку):

- нормативная

кН/м,

где Vт - объем тротуарных блоков на весь пролет, м3 (Vт = 4,78 м3),

- расчетная

кН/м.

Суммарная постоянная нагрузка:

на крайнюю балку:

- нормативная

кН/м,

- расчетная

кН/м.

на среднюю балку:

- нормативная



кН/м,

- расчетная

кН/м.

Далее определяем усилия от постоянных нагрузок в двух сечениях балки: посередине и на опоре (сечения 1-1, 2-2).

Сечение 1-1

Нормативный изгибающий момент

,

Крайняя балка

кН•м,

Средняя балка

кН•м,

Где - интенсивность нормативной постоянной нагрузки.

Расчетный изгибающий момент

,

Крайняя балка

кН•м,

Средняя балка

кН•м,

Где - интенсивность расчетной постоянной нагрузки.

Поперечная сила

,

Сечение 2-2:

,

Нормативная поперечная сила

,

Крайняя балка

кН,

Средняя балка

кН,

Расчетный изгибающий момент

,

Крайняя балка

кН,

Средняя балка

кН,

Определение коэффициента поперечной установки (КПУ) для сечения балки в середине пролета. Для определения КПУ воспользуемся методом внецентренного сжатия. Поскольку наиболее загруженным при внецентренном сжатии будет крайняя балка, то достаточно построить линию влияния давления на нее. Ординаты линии влияния давления на крайнюю левую балку при расположении груза Р=1 над ней и крайней правой балкой определяем по формуле:

,

где m - число главных балок;

- расстояние между главными балками;

- расстояние между осями пар симметричных балок.

Построенную линию влияния нужно загрузить нагрузками А-11, НК-80 и вычислить КПУ, как полусумму ординат под соответствующими грузами

КПУ показывает какая часть нагрузки передается на балку при наиболее невыгодном ее загружении.

Определим КПУ для нагрузки А-11 по первому случаю загружения. Устанавливаем ось левого колеса на расстоянии П + 0,55 = 1,0 + 0,55 = 1,55 м.

Тележка:

.

.

Равномерно распределенная нагрузка

.

гдеS1 - коэффициент полосности, S1 =0,6.

.

Нагрузка на тротуарах:

.

.

Определяем КПУ для нагрузки А-11 по второму случаю загружения.

Устанавливаем ось первого колеса нагрузки А-11 на расстоянии 0,55 м от барьерного ограждения.

Тележка:

.

.

Равномерно распределенная нагрузка:

.

.

Определим КПУ для колесной нагрузки НК-80.

Устанавливаем край колеса на краю полосы безопасности, т.е. на расстоянии П + 0,4 = 1 + 0,4 = 1,4 м до оси колеса.

.

.

В опорном сечении КПУ определяется по закону рычага. Для чего строится линия влияния давления и загружается временной нагрузкой.

Тележка, равномерно распределенная нагрузка:

Крайняя балка

Средняя балка

Нагрузка НК-80:

Крайняя балка

Средняя балка

Определение усилий от временных нагрузок

Усилия от временных нагрузок определяем по линиям влияния M и Q в сечениях посередине пролета 1-1 и на опоре 2-2.

Изгибающий момент

Сечение 1-1

Нагрузка А-11 (первый случай загружения).

Тележка:

- нормативный момент

кН•м,

- расчетный момент

кН•м,

Где - коэффициент поперечной установки для тележки по методу внецентренного сжатия,

- сумма произведений давления на ось на ординату линии влияния под нагрузкой (Р = 110 кН),

- коэффициент надежности для тележки для расчетного пролета ? =18,0 м, ,

- динамический коэффициент, .

Равномерно распределенная нагрузка:

кН•м,

кН•м,

Где - коэффициент поперечной установки для равномерно распределенной нагрузки по методу внецентренного сжатия,

- интенсивность равномерно распределенной нагрузки, кН/м,

- площадь линии влияния.

Нагрузка на тротуарах:

кН•м,

кН•м,

где - коэффициент поперечной установки для нагрузки на тротуарах,

- интенсивность нагрузки на тротуаре, ;

кН/м2,

=>кН/м.

- коэффициент надежности для нагрузки на тротуаре, .

Нагрузка А-11 (второй случай загружения).

Тележка:

кН•м,

кН•м.

Равномерно распределенная нагрузка:

кН•м,

кН•м.

Нагрузка НК-80.

кН•м,

кН•м,

где - коэффициент поперечной установки для колесной нагрузки по методу внецентренного сжатия,

- сумма произведений давления на ось на ординату линии влияния под нагрузкой (Р = 200 кН),

- коэффициент надежности для тележки для расчетного пролета, ,

- динамический коэффициент к нагрузке НК-80, ,

Сечение 2-2.

М = 0.

Поперечные силы

В сечении 1-1:

1) КПУ принимается по методу внецентренного сжатия.

2) загружается только положительная часть линии влияния.

В сечении 2-2:

1) КПУ принимается по методу рычага.

2) усилия определяются для крайней и средней балки.

Сечение 1-1.

Нагрузка А-11 (первый случай загружения).

Тележка:

кН,

кН,

.

Равномерно распределенная нагрузка:

кН,

кН.

Нагрузка на тротуарах:

кН,

кН.

Нагрузка А-11 (второй случай загружения).

Тележка:

кН,

кН.

Равномерно распределенная нагрузка:

кН,

кН.

Нагрузка НК-80.

кН,

кН.

Сечение 2-2.

Нагрузка А-11.

Тележка:

крайняя балка

кН,

кН.

средняя балка

кН,

кН.

Равномерно распределенная нагрузка:

крайняя балка

кН,

кН.

средняя балка

кН,

кН.

Нагрузка НК-80.

крайняя балка

кН,

кН,

средняя балка

кН,

кН.

Расчет ребра балки по предельным состояниям первой группы

Расчет нормальных сечений ребра балки по изгибающему моменту

Расчет ведем по максимальному изгибающему моменту в середине пролета балки (сечение 1-1). Из табл.3 имеем, что М = 2116,8 кН·м.

В первом приближении количество рабочей арматуры можно определить по формуле:

где - площадь рабочей арматуры, м2

М - максимальный момент в сечении, кНм

- расчетное сопротивление арматуры растяжению, =350 МПа для A-III,

- рабочая высота сечения в первом приближении, ? 0,9·h ? 0,9·105 = 94,5 см.

- высота плиты балки, см,

см2.

Задаемся армированием балки: 2Ш36, 4Ш40 (класса A-III) с площадью As = 70,63 см2.

Определяем положение центра тяжести арматуры аs , т.е. расстояние от нижней грани балки до центра тяжести арматуры.

где - площадь отдельных стержней,

- расстояние от нижней грани до центра тяжести i-го стержня.

см.

= 105 - 13,8 = 91,2 см.

Высоту сжатой зоны бетона определим по формуле:

,

где - расчетное сопротивление бетона на осевое сжатие, для В30 =15,5 МПа.

см.

Проверяем условие:

где - предельная относительная высота сжатой зоны,

,

щ = 0,85 - 0,008·Rв = 0,85 - 0,008·15,5 = 0,726, где Rв принимается в МПа.

МПа, МПа.

- условие соблюдается.

Определяем несущую способность балки:

кН·м

т.е. несущая способность балки обеспечена.

Недонапряжение составляет: - что в пределах допустимого.

Принятое сечение арматуры оставляем.

Расчет по прочности сечений наклонных к продольной оси, на поперечную силу

а) По сжатому бетону между наклонными трещинами расчет производится по формуле

Q ? 0,3·цw1·цв1·Rв·b·h01,

где Q - поперечная сила на расстоянии не ближе h от оси опоры,

- рабочая высота сечения.

цw1 = 1 + з·n1·мw ,

где з = 5 - при хомутах нормальных к продольной оси элемента,

n1 - отношение модулей упругости арматуры и бетона,

n1 =.

,

где - площадь сечения ветвей хомутов, расположенных в одной плоскости, = 2·0,503 = 1,006,

- расстояние между хомутами по нормали к ним, =10 см,

b - средняя толщина ребра, b =20 см.

цв1 = 1 - 0,01·Rв = 1 - 0,01·15,5 = 0,845.

Принимаем на концевом участке балки длиной 150 см двухсрезные хомуты Ш8 A-I с шагом 10 см.

Тогда , => цw1 = 1 + 5·6,2·0,005 = 1,155.

Расчет ведем в сечении 2-2 у опоры.

см,

= 105 - 11,78 = 93,22 см.

Тогда Qpr = 0,3·1,155·0,845·15,5·20·93,22 = 846,12 кН.

Для упрощения расчета принимаем поперечную силу в сечении 2-2 равной максимальной поперечной силе в сечении 2-2 на опоре. Т.е. Q = 522,23 кН (табл.3).

Таким образом, - условие соблюдается.

б) Поперечная сила в наклонном сечении воспринимается отгибами, хомутами и бетоном. Поэтому должно соблюдаться условие:

,

где Q - максимальное значение поперечной силы от внешней нагрузки,

- сумма проекций усилий всей пересекаемой арматуры (наклонной и нормальной к продольной оси элемента) при длине проекции с, угол наклона невыгоднейшего сечения для конструкций из обычного бетона принимается равным 45°,

- расчетное сопротивление арматуры , для стержневой ,

б - угол наклона отогнутых стержней к продольной оси элемента, б=30°,

Qв - поперечное усилие передаваемое на бетон сжатой зоны,

- расчетное сопротивление бетона на растяжение,

с - длина проекции невыгоднейшего наклонного сечения при угле наклона 45°.

с = h = 90 см.

=> принимаем кН.

кН.

кН.

кН.

Таким образом, - условие соблюдается.

На концевом участке увеличить расстояние между хомутами, но по конструктивным соображениям принятое расположение хомутов Ш8 через 10 см оставляем.

Прочность сечения по поперечной силе обеспечена.

Расчет балки по предельным состояниям второй группы

Расчет на трещиностойкость ребра балки (по раскрытию трещин)

Согласно СНиП во избежание коррозии арматуры для балок со сварными каркасами раскрытие трещин не должно превышать 0,03 см.

Расчет ведем для сечения 1-1 в середине пролета.

Ширина раскрытия трещин определяется по формуле:

,

где - напряжение в наиболее растянутых (крайних) стержнях,

- модуль упругости арматуры,

- коэффициент раскрытия трещин, определяемый в зависимости от радиуса армирования (учитывает влияние бетона растянутой зоны, деформации арматуры, ее профиль и условия работы элемента);

- предельное значение расчетной ширины раскрытия трещин, = 0,03 см.

,

где М - нормативный момент в середине пролета, М = 1605 кН·м,

Рис. 3.12 Схема для определения .

- площадь поперечного сечения растянутой арматуры, = 70,63 см2,

X, Z - соответственно высота сжатой зоны и плечо внутренней пары сил.

см.

h - высота сечения,

a, an - расстояние соответственно от центра тяжести площади сечения всей растянутой арматуры и от оси наиболее растянутого (ближайшего к наружной грани) ряда до наиболее растянутой грани бетона,

a = as = 13,8 см., an = 5,4 см. (см. рис.3.12).

Н/см2.

Коэффициент раскрытия трещин для арматуры периодического профиля

.

где - радиус армирования.

При расчете ширины нормальных трещин

см.

где - площадь зоны взаимодействия, ограниченная наружными контурами сечения и величиной радиуса взаимодействия.

r = 6·d = 6·4,0 = 24,0 см,

см2.

в - коэффициент, учитывающий степень сцепления арматурных элементов с бетоном, в = 0,75,

n - число арматурных стержней с диаметром d,

d - диаметр одного стержня.

- трещиностойкость обеспечена.

Расчет на трещиностойкость (по образованию продольных микротрещин в сжатой зоне). Расчет ведем для сечения 1-1.

В стадии эксплуатации продольные микротрещины не образуются при соблюдении условия:

.

где М - нормативный момент в середине пролета, М = 1605 кН·м,

- расстояние от нейтральной оси приведенного сечения до крайнего сжатого волокна бетона,

- момент инерции приведенного сечения,

- расчетное сопротивление на сжатие осевое для расчетов по предотвращению образования в конструкции продольных трещин в стадии эксплуатации, = 14,6 МПа.

Приведенная площадь сечения:

,

где - площадь бетонного сечения,

,

см2.

см2.

Статический момент:

см3.

см.



Рис. 3.13 Схема для определения геометрических характеристик сечения балки

Момент инерции приведенного сечения:

.

где - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ц.т. i-го элемента бетонного сечения,

- расстояние от ц.т. арматуры до ц.т. приведенного сечения.

см4.

Таким образом .

Трещиностойкость обеспечена.

Расчет плиты проезжей части

В сборных пролетных строениях расчет плиты проезжей части ведется как двухопорной балки, упруго защемленной в опорах (ребрах).

Определение расчетных нагрузок и усилий.

Нагрузки определяем на 1п.м. плиты

Постоянная нагрузка:

а) от массы элементов проезжей части:

- асфальтобетонное покрытие кН/пм,

- защитный слой кН/пм,

- гидроизоляция кН/пм,

- выравнивающий слой кН/пм.

См. рис.3.14.

кН/пм,

кН/пм,

где 1,5 и 1,3 - коэффициенты надежности по нагрузке.

Рис. 3.14 Схема для определения постоянных нагрузок

б) собственный вес плиты: кН/пм,

кН/пм.

Итого: кН/пм,

кН/пм.

Так как ребра блоков в верхней части имеют большую толщину, то за расчетный пролет плиты необходимо принять;

см.

Изгибающий момент в середине пролета и поперечная сила на опоре определяются как в простой балке

кН•м ,

кН.

Временная нагрузка:

Расчет плиты производится на давление колеса нагрузки А-11 тележки и равномерно распределенной части.

м,

м.

Эта величина должна быть не менее

м.

Принимаем с1 = 1,05 м.

Давление колеса тележки на ширину плиты 1 м

кН.

Давление равномерно распределенной нагрузки на ширину плиты 1 м

кН.

Изгибающий момент от тележки определяем как в простой балке

Рис. 3.15 Схема загружения плиты нагрузкой A-11

.

,

,

кН•м.

Изгибающий момент от равномерно распределенной нагрузки как в простой балке

кН•м.

Суммарный момент от постоянной и временной нагрузки

кН•м.

Поперечная сила на опоре

кН,

кН.

Суммарная поперечная сила

кН.

Изгибающий момент в плите как в упруго защемленной балке

M1-1 = 0,5·M0 = 0,5·28,75 = 14,375 кН•м,

M2-2 = -0,7·M0 = -0,7·28,75 = -20,125 кН•м.

Расчет плиты проезжей части по предельным состояниям первой группы (на прочность по моменту)

Задаемся рабочей арматурой 6Ш12 А-III

As = 6·1,130 = 6,78 см2,

h01 = h-as = 15 - 3,0 = 12,0 cм.

Положение нейтральной оси

Рис. 3.16 Схема армирования плиты (сеч. 1-1)

см.

Определяем несущую способность сечения

кН•м

кН•м

Принятое сечение оставляем по конструктивным соображениям. Сечение в корне консоли армируется аналогично нижней сетке.

Расчет на прочность по поперечной силе

Расчет ведем для сечения в корне консоли плиты (опорное сечение 2-2).

При расчете плиты, не имеющей поперечной арматуры, расчет производится из условия

; с = h = 15 см.

кН > Q2-2 = 73,25 кН.

Условие выполняется.

Размещено на Allbest.ru

...