Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

Кафедра ТСТ

Факультет ИэТС

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

по специальной дисциплине

«Проектирование мостов. Железобетонные мосты»

на тему:

Проект железобетонного путепровода на пересечении транспортных магистралей

Составил: Нанаджанов Д.Р.

студент группы б5СТЗС-31

Проверила: доцент Козырева Л.В.

Саратов 2018

Содержание

Введение

1. Эскизное проектирование железобетонного путепровода

1.1 Описание условий пересечений

1.2 Анализ инженерно-геологических условий

1.3 Вариантное проектирование путепровода

1.4 Сравнение вариантов

2. Расчет плиты проезжей части

2.1 Расчет плиты проезжей части на постоянную нагрузку

2.2 Расчет плиты проезжей части на временную нагрузку

2.3 Расчет плиты проезжей части на прочность на стадии

эксплуатации по изгибающему моменту

2.3.1 Расчет сечения плиты в середине пролета

2.3.2 Расчет сечения плиты на опоре

2.4 Расчет плиты на прочность на стадии эксплуатации под действием перерезывающей силы

2.5 Расчет плиты проезжей части на трещиностойкость

2.5.1 Расчет плиты на трещиностойкость в середине пролета

2.5.2 Расчет плиты на трещиностойкость в опорном сечении

3. Расчет главной балки

3.1 Расчет главной балки на постоянную нагрузку

3.2 Расчет главной балки на временные нагрузки

3.3Расчет перерезывающей силы в сечении главной балки

3.4 Расчет главной балки на стадии эксплуатации по изгибающему моменту

3.5 Расчет на трещиностойкость сечения балки в середине пролета

Список используемой литературы

Введение

1. Железобетонные мосты - это такое сооружение, которое сочетает в себе качества таких материалов как сталь и бетон. Сталь хорошо работает на растяжение и изгиб, а бетон в свою очередь отлично работает на сжатие. Железобетонные мосты намного дешевле стоят, чем железные и другие типы мостов. Так же плюс этих мостов в том, что можно использовать подручные материалы: щебень песок и т.д.

При проектировании железобетонного моста стояли задачи;

Расчет размера поперечного сечения в зависимости от значения «а»

Установление размеров деформационных швов.

Рациональный выбор варианта проектирования.

Анализ армирования типовых балок.

Выбор типа, деталей конструкции (тротуаров, опорных частей, перил, гидроизоляции, водоотвода, деформационных швов).

Проектирование моста - это серьезная задача ведь вся дальнейшая эксплуатация зависит от правильного решения проектировщика. В первую очередь надо добиться того чтобы было как можно меньше деформационных швов и стыков ведь они плохо влияют на эксплуатацию. Так же надо учитывать экономическую часть и еще эстетику. Ведь в современном городе мост должен быть одним из красивых сооружений. Мосты соединяют соседние города и людей, которые в них живут. Поэтому надо большое внимание уделить проектированию такого сооружения.

1. Эскизное проектирование железобетонного путепровода

Описание условий пересечений

По заданию необходимо запроектировать железобетонный путепровод на пересечении транспортных магистралей. Автомобильная дорога на путепроводе с категорией III (габарит равен 10,0 м), тротуары устраиваются по обе стороны путепровода, их ширина составляет 1,5 м. Железная дорога под путепроводом (перегон). Автомобильная дорога под путепроводом имеет IV категорию (габарит равен 8,0 м). Путепровод запроектирован на горизонтальной прямой и имеет две полосы движения. Покрытие проезжей части - асфальтобетон.

Анализ грунтовых условий

Анализ проводится с помощью бурения скважин. Пробурено четыре скважины. По результатам геологических исследований скважин грунты в районе строительства путепровода характеризуются неравномерным залеганием.

Рис. 1. Геологический разрез

Фундамент мелкого заложения не подходит для данного случая, так как грунты неравномерны по своей несущей способности. Поэтому устраиваем свайный фундамент или сваи-оболочки.

Отметки ездового полотна (ЕП) определяются по формуле:

Для ж/д: ЕП = ГР + Г + hпр.стр. + hд.о. + hк.з.

Для а/д: ЕП = ПЧ+Г+ hпр.стр. + hд.о. + hк.з.

где ПЧ и ГР - отметка проезжей части пересекаемой дороги и отметка рельсы железной дороги.

Г - высота под мостового габарита

hпр.стр. - высота пролетного строения

hд.о. - толщина дорожной одежды hд.о. = 15 см.

hк.з. - конструктивный зазор (hк. = 25 см)

Для варианта №1:

А/д: ЕП = 219.65+4.5+1.05+0.15+0.25 = 225.6 м

Ж/д: ЕП = 219.87+6.4+1.05+0.15+0.25 = 227.72 м

А/д: ЕП = 221.93+4.5+0.9+0.15+0.25 = 227.73 м

Наибольшая отметка ездового полотна 227.73 м

Для варианта №2:

А/д: ЕП = 219.65+4.5+1.2+0.15+0.25 = 225.75 м

Ж/д: ЕП = 219.87+6.4+1.2+0.15+0.25 = 227.87 м

А/д: ЕП = 221.93+4.5+1.2+0.15+0.25 = 228.03 м

Наибольшая отметка ездового 228.03 м

Для варианта №3:

А/д: ЕП = 219.65+4.5+1.8+0.15+0.25 = 226.35 м

Ж/д: ЕП = 219.87+6.4+1.8+0.15+0.25 = 228.47 м

А/д: ЕП = 221.93+4.5+1.8+0.15+0.25 = 228.63 м

Наибольшая отметка ездового 228.63 м

Для каждого варианта принимаем наибольшую отметку ездового полотна.

1.1 Вариантное проектирование путепровода

Вариант 1

Схема варианта: L = 15x5+6х18 = 183м

Балочная разрезная система, состоящая из балок, армированных каркасной арматурой, l = 15 м, h = 0.9 м и балок l = 18 м, h = 1,05 м.

Рис. 3. Балка пролетного строения, армированная каркасной арматурой: консольная, промежуточная.(для пролета 18 м)

Рис. 4. Балка пролетного строения, армированная каркасной арматурой: консольная, промежуточная.(для пролета 15 м)

Пролеты длиной 18м состоят из 8 балок с каркасной арматурой, которые объединяются в плите проезжей части за счет выпусков арматурных стержней. Крайние балки пролетного строения так же, как и балки с напрягаемой арматурой, отличаются наличием односторонних выпусков арматуры, шириной плиты, равной 1,5 м. У промежуточных балок ширина плиты 1,3 м. Остальные геометрические параметры одинаковые: толщина ребра у основания 0,16 м, у плиты - 0,24 м, толщина плиты 0,15 м. Ширина шва омоноличивания 0,43 м.

Крайние пролеты длиной 15 м состоят из балок с каркасной арматурой, которые объединяются в плите проезжей части за счет выпусков арматурных стержней. Крайние балки пролетного строения отличаются наличием односторонних выпусков арматуры, шириной плиты, равной 1,5 м. У промежуточных балок ширина плиты 1,3 м. Остальные геометрические параметры: толщина ребра у основания 0,16 м, у плиты - 0,24 м, толщина плиты 0,15 м. Ширина шва омоноличивания 0,43 м.

Деформационный шов

Рис. 4. Деформационный шов:1 - покрытие, 2 - армирующая сетка, 3 - защитный слой, 4 - гидроизоляция, 5 - отделяющая прокладка, 6 - перекрытие зазора, 7 - компенсатор, 8 - анкерный стержень, 9 - мостики, 10 - пористый заполнитель

Деформационные швы устраиваются только при сопряжении неразрезной конструкции с пролётными строениями из каркасной арматуры и с устоями.

В закрытых деформационных швах горизонтальное перемещение торцов пролётных строений обеспечивается деформациями заполнителя в зазоре между торцами смежных пролётных строений. В шве зазор между торцами пролётных строений закрыт обычным покрытием, уложенной над зоной стыка без разрыва. Основу конструкции этого типа составляет петлеобразующий компенсатор, закреплённый в выравнивающем слое, и эластичное заполнение петли в зазоре в уровне защитного слоя гидроизоляции. Сопротивление образованию трещин в покрытии повышают армированием его сеткой и частичным отделением покрытия от защитного слоя специальными прокладками. Это обеспечивает возникновение меньших относительных деформаций в связи с распределением полной деформации на большей длине.

Конструкция тротуаров, барьерных ограждений, перил

Тротуары расположены непосредственно на бетонной плите по обе стороны проезжей части, бетонных барьерных ограждений крепится непосредственно к пластине. Одежда тротуаров, расположенных на железобетонные плиты без использования тротуарные блоки) - покрытие толщиной 15 мм.

С проезжей части на тротуары, есть несколько барьеров - колесоотбой, выполняющая функцию безопасности. - Монолитные железобетонные. Конструкция не предназначена для поглощения возможных столкновений транспортных средств с ограждением, но чтобы защитить пешеходов от столкновения.

Рис. 5. Конструкция тротуаров, барьерных ограждений, перил

Перила выполняются из стального проката, специально сваренного в решетчатые блоки высотой h = 1.5 м.

Водоотвод

Для обеспечения быстрого отвода воды с поверхности ездового полотна и тротуаров придают продольные 0‰ и поперечные 2‰ уклоны.

Также для отвода воды будет применяться упрощенный отвод воды в определенных местах через дренажные трубы. В верхней части сливной трубки расположен ниже поверхности, с которой вода подается, не менее чем на 10 мм пробки также воды, стекающей по слою гидроизоляции в одежде вождения полотна и тротуаров. Для этого, гидроизоляцию кладут на внутреннюю поверхность разрядной трубки и прижимают к воронке. Трубы имеют диаметр 150 мм, расстояние между трубками составляет 6000 мм.

Рис. 6. Конструкция водоотвода: 1 - водоотвод, 2 - одежда проезжей части

Дорожная одежда ездового полотна

Дорожная одежда устраивается для выполнения следующих функций: защита конструкций от механического воздействия, защита конструкций от действия атмосферной влаги, гидроизоляция, обеспечение комфорта движения.

Одежда ездового полотна располагается на железобетонной плите проезжей части и состоит из выравнивающего слоя, гидроизоляции, защитного соя изоляции и покрытия. Выравнивающий слой под гидроизоляцию устраивают из бетона или цементно-песчаного раствора толщиной 30 мм.

Рис. 7. Конструкция дорожной одежды: 1 - асфальтобетон (7 см), 2 - защитный слой (4 см), 3 - гидроизоляция (1 см), 4 - выравнивающий слой (3 см), 5 - плита проезжей части (15 см)

По выравнивающему слою устраивают оклеенную гидроизоляцию из рулонных материалов. Над оклеенной гидроизоляцией (10 мм) устраивают защитный слой из бетона с сеткой (40 мм). Этот слой защищает гидроизоляцию от возможных повреждений. Защитный слой армируют стальной сеткой. Покрытие одежды ездового полотна выполняют из асфальтобетона (70мм).

Сопряжение моста с насыпью

Одним из наиболее важных требований к сопряжению моста с насыпью является обеспечение плавности перехода от насыпи к мосту. Этому способствует устройство одинакового покрытия на мосту и подходах. Кроме того, надо обеспечить плавность перехода от упругих деформаций насыпи и пролётного строения, как по величине деформаций, так и по скорости проистечения.

Это достигается путём переходных участков в виде переходных плит, отмосток и подушек из щебёночного и песчаного материала. Переходные плиты одним коном опираются на выступы шкафной стенки, а другим на железобетонный лежень. Плиты укладывают с уклоном 1:10 в сторону насыпи и закрепляют штырями. Под плитой устаивают подушку из дренирующего слоя.

Промежуточные опоры

В качестве промежуточных опор запроектированы столбчатые опоры на свайном основании. В верхней части опоры расположен ригель. Ригель выполняется из монолитного железобетона. Стойка опоры - также из монолитного бетона. Стойки располагаются вертикально. Фундамент под опоры предусмотрен в виде свай оболочек, которые опускаются в грунт до опирание на грунт достаточной прочности.

Береговые устои

Устой запроектирован козлового типа на свайном основании. Тело устоя состоит из стоек d = 0,40 м. Вдоль оси моста устраивают два ряда стоек, один из рядов с уклоном 1:8 для улучшения восприятия устоем давления от насыпи. Стойки омоноличиваются в стаканах, которые в свою очередь опираются на монолитную плиту ростверка. Под ростверком запроектированы сваи сечением 45 х 45. Насадки, откосные крылья и шкафные стенки запроектированы из сборного железобетона и омоноличиваются при помощи бетонирования швов между сборными элементами (бетон В 25).

Опорные части

Опорные части передают опорные реакции от несущей конструкции на опоры в заданном месте. Кроме того, опорные части обеспечивают поворот и линейное смещение балок пролётного строения при их прогибе от действия подвижных нагрузок, а также от продольных и поперечных смещений концов балок, возникающие в результате температурных деформаций пролётного строения.

Линейные и угловые перемещения обеспечиваются резиновыми опорными частями. Размеры опорной части - 33*200*400 мм. Силы трения по контакту с бетоном опор и пролётных строений исключают смещение опорной части по этим плоскостям, поэтому перемещение происходит только за счёт поперечных деформаций в опорной части. Опорная часть составлена из нескольких слоёв резины и металлических прокладок толщиной 2 мм. Армирование резины в процессе её вулканизации увеличивает её несущую способность в 3-5 раз за счёт сокращения поперечных и продольных деформаций.

1 - волны резины; 2 - стальные листы.

Вариант 2

Схема варианта: L = 12+24*7+12 = 192м.

Балочная разрезная система, состоящая из балок, армированных напрягаемой арматурой, l = 24 м, h = 1,2 м и балок, армированных каркасной арматурой l = 12 м, h = 0,9 м.

Конструкция пролётных строений, промежуточных и береговых опор, тротуаров, барьерных ограждений, перил, деформационного шва, водоотвода, сопряжения моста с насыпью, дорожной одежды ездового полотна, береговых устоев и опорных частей принимаются аналогично 1 варианту.

Вариант 3

Схема варианта: L = 33x3+42x2 = 183м.

Балочно-неразрезная система, неразрезная балка перекрывает пролеты,

l = 33 м, h = 1.8 м, l = 42 м, h = 1.8 м.

Конструкция пролётных строений, промежуточных и береговых опор, тротуаров, барьерных ограждений, перил, деформационного шва, водоотвода, сопряжения моста с насыпью, дорожной одежды ездового полотна, береговых устоев и опорных частей принимаются аналогично 1 варианту.

Определение ширины путепровода

ПО - перильное ограждение - 0.20 м,

Т - тротуар - 1.5 м,

БО - барьерное ограждение - 0.25 м

Г - габарит - 10.0 м

В = Г+2Т+2ПО+2БО = 10+2x1.5+2x0.20+2x0.25 = 13.9 м

В - полная ширина путепровода - 13.9 м

Балки армированные каркасной арматурой l = 18 м

Балки армированные напрягаемой арматурой l = 24 м

Неразрезные балки l = 33; 42м.

1.2 Сравнение вариантов

Наиболее главным показателем при сравнении является ориентировочная стоимости вариантов. Определение стоимости вариантов проводится в учебных целях. Поэтому приближённо считаем, что стоимость образуется только за счёт цены материала. К расчёту принимаются старые цены, для перехода к настоящим ценам умножаем сумму по каждому варианту на коэффициент к = 20. Из этих соображений составлены следующие таблицы. Подсчет объёма бетона на балки.

Балки армированные каркасной арматурой l = 15

	Объем бетона на 1 балку	Кол-во балок или швов	Объем бетона М3
Крайняя балка	5.87	2	11.74
Средняя балка	5.44	6	32.64
Продольный шов	0.9675	7	6.773

У = 61.153 м³

Балки армированные каркасной арматурой l = 18

	Объем бетона на 1 балку	Кол-во балок или швов	Объем бетона М3
Крайняя балка	7.56	2	15.12
Средняя балка	7.06	6	42.36
Продольный шов	1.161	7	8.127

У = 65.607 м³

Балки армированные напрягаемой арматурой l = 12 м

	Объем бетона на 1 балку	Кол-во балок или швов	Объем бетона М3
Крайняя балка	4.7	2	9.4
Средняя балка	4.34	4	17.36
Продольный шов	0.756	5	3.78

У = 30,54м³

Балки армированные напрягаемой арматурой l = 24 м

	Объем бетона на 1 балку	Кол-во балок или швов	Объем бетона М3
Крайняя балка	15.2	2	30.4
Средняя балка	14.7	4	58.8
Продольный шов	1.512	5	7.56

У = 96.76м³

Объем бетона на не разрезное пролетное строение по 3 варианту:

V = S*L = 4,68*183 = 856.44 м³

Подсчет количества опорных частей

1 вариант:

Пролеты	Кол-во пролетов	Кол-во глав. балок	Общее кол-во
L = 15м	5	8	80
L = 18м	6	8	96

У = 176шт.

2 вариант:

Пролеты	Кол-во пролетов	Кол-во глав. балок	Общее кол-во
L = 12м	2	6	24
L = 24м	7	6	84

У = 108 шт.

3 вариант

Балка 33, 42м: 2х6 = 12 (шт)

Определение длины деформационных швов

1 вариант 13.9x12 = 166.8м

2 вариант 13.9х10 = 139м

3 вариант 13.9х2 = 27.8 м

Подсчет длины перильных ограждений

1 вариант 183х2 = 366м

2 вариант 192х2 = 384м

3 вариант 183х2 = 366м

Покрытие проезжей части

1 вариант 183х10 = 1830м²

2 вариант 192х10 = 1920 м²

3 вариант 183х10 = 1830 м²

Покрытие тротуаров

1 вариант 1.5х183х2 = 549 м²

2 вариант 1.5х192х2 = 576 м²

3 вариант 1.5х183х2 = 549 м²

Подсчет длины тротуарных блоков:

1 вариант 183/3х2 = 122м

2 вариант 192/3х2 = 128м

3 вариант 183/3х2 = 122м

Таблица 1

Ориентировочная стоимость 1 варианта

№ п/п	Наименование	Ед. изм.	Стоимость ед. измерения	Объём работ	Общая стоимость в руб.
1	Покрытие проезжей части	м2	64	1830	117120
2	Покрытие тротуаров	м2	32	549	17568
3	Перильные ограждения	пм	240	366	87840
4	Тротуарные блоки	пм	146	122	17812
5	Опорные части	шт	250	176	44000
6	Деформационные швы	пм	48	166.8	8006.4
7	Пролетное строение: С каркасной арматурой	м3	310	649.4045	201315.395
8	Промежуточные опоры: - тело опоры - буровые столбы, сваи	м3 м3	160 230	427.78 1472.8	68444.8 338744
9	Устои	м3 м3	160 230	128.334 441.84	20533.44 101623.2

У = 1023007.035 р.

С учётом к = 20: У = 20460140.7 р.

Таблица 2

Ориентировочная стоимость 2 варианта

№ п/п	Наименование	Ед. изм.	Стоимость ед. измерения	Объём работ	Общая стоимость в руб.
1	Покрытие проезжей части	м2	64	1920	122880
2	Покрытие тротуаров	м2	32	576	18432
3	Перильные ограждения	пм	240	384	92160
4	Тротуарные блоки	пм	146	128	18688
5	Опорные части	шт	250	108	27000
6	Деформационные швы	пм	48	139	6672
7	Пролетное строение: С каркасной арматурой С преднапряжённой	м3 м3	310 390	61,236 677,32	18983.16 264154.8
8	Промежуточные опоры: - тело опоры - буровые столбы, сваи	м3 м3	160 230	342.224 1178.24	54755.84 270995.2
9	Устои	м3 м3	160 230	128.334 441.8	20533.44 101623.2

У = 1026759.24р.

С учётом к = 20: У = 20535184.8р.

Таблица 3

Ориентировочная стоимость 3 варианта

№ п/п	Наименование	Ед. изм.	Стоимость ед. измерения	Объём работ	Общая стоимость в руб.
1	Покрытие проезжей части	м2	64	1830	117120
2	Покрытие тротуаров	м2	32	274.5	8781
3	Перильные ограждения	пм	240	366	87840
4	Барьерные ограждения	пм	200	366	73200
5	Опорные части	шт	250	12	3000
6	Деформационные швы	пм	48	27.8	1334.4
7	Пролетное строение: с преднапряжённой	м3	390	854.61	333297.9
8	Промежуточные опоры: - тело опоры - буровые столбы, сваи	м3 м3	160 230	49.24 407.52	7878.4 93729.6
9	Устои	м3 м3	160 230	73.84 305.64	11814.4 70297.2

У = 808295.9 р.

С учётом к = 20: У = 16165918р.

Экономический показатель

Наиболее дешёвым получился 3 вариант. Наиболее дорогим получился 2 вариант.

Технический показатель

В 1 и 2 вариантах предусматривается разрезная система. Такие системы устойчивы к деформациям, вызванным осадкой опор, хорошо работают на восприятие временных нагрузок.

Производственный показатель

Положительная черта 1,2 вариантов - сборка пролётных строений ведётся в специально отведённых для этого местах - заводах, конструкции перевозятся целиком и монтируются на месте кранами с колёс, это практично и экономично. Положительная черта 3 варианта- сборка пролётных строений ведётся в специально отведённых для этого местах - заводах, конструкции перевозятся секциями, на стройплощадке производят сборку балки из секций и монтируют. Во 2 и 3 варианте использует меньше опорных частей и деформационных швов - это положительный показатель.

Эксплуатационный показатель

3 вариант имеет преимущество с точки зрения количества опорных частей и деформационных швов. Их меньше чем в 1 и 2 вариантах, что облегчает эксплуатацию моста.

Эстетический показатель

При выборе варианта путепровода по эстетическому показателю учитывается место строительства, сочетание с окружающей средой, обеспечение видимости при проезде по путепроводу, а также вид сооружения. Наиболее приемлем вариант 3, потому что здесь оси опор симметричны и уменьшаются от середины к концам моста.

Таблица 4

Сравнения вариантов

показатели	1 вариант	2 вариант	3 вариант
экономический	-	-	+
технологический	+	+	+
производственный	+	+	-
эксплуатационный	-	-	+
эстетический	-	-	+

На основании сравнения вариантов по показателям для дальнейшего проектирования принимаем 3 вариант.

2. Расчет плиты проезжей части

Цель расчёта - произвести армирование плиты проезжей части по величине расчётного изгибающего момента и проверить прочность принятого сечения.

Плиту проезжей части рассматриваем на нагрузку от постоянной нагрузки (собственный вес плиты с вес дорожной одежды) и временной нагрузки автотранспорта.

Обоснование расчетной схемы

Плита проезжей части - это цельный элемент пролетного строения моста, неразрезная балка на упруго подстилающих опорах, воспринимающий нагрузку от транспортных средств, пешеходов и конструкций мостового полотна. В целом это пространственная конструкция, в которой балки объединяются для совместной работы с плитой проезжей части.

Рассмотрим плиту проезжей части, которая как бы опирается на вертикальные рёбра, то есть опорные упруго-проседающие части. Рисуем опорные части упругодеформирующиеся.

Отбросим упруго перемещающиеся опорные части. Заменим неразрезную конструкцию разрезной и к дальнейшему расчету принимаем разрезную статически определимую балку. Моп = 0,8 М0 Мпр = 0,5·М0.

Упрощая расчётную схему реального пролётного строения к расчёту плиты проезжей части, принимаем разрезную статически определимую балку с расчётным пролётом, равным расстоянию между внутренними гранями главных балок. Рассчитывая простейшую статически определимую систему, мы определяем усилия в ней от постоянных и временных нагрузок, а затем с помощью принятых коэффициентов переходим к результатам для более сложной неразрезной системы.

2.1 Расчет плиты проезжей части на постоянную нагрузку

Постоянные нагрузки для расчета проезжей части - это нагрузка от веса самой плиты и от веса дорожной одежды.

К расчету принимаем сегмент плиты длиной, равной длине расчетного пролета l пл = 1,57, высотой, равной толщине плиты и слоя дорожной одежды на ней 0,15+0,15 = 0,30 м, шириной 1 м. Все вычисления сводим в таблицу 5.

Таблица 5

Таблица постоянных нагрузок на 1 м плиты

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м	гf	Расчётная нагрузка, кН/м
Асфальтобетон; д = 7 см, г = 23 кН/м3 Защитный слой из армированного бетона; д = 4 см, г = 25 кН/м3 Гидроизоляция; д = 1 см, г = 15 кН/м3 Выравнивающий слой; д = 3 см, г = 21кН/м3 Ж/б плита; д = 15 см, г = 25 кН/м3	1,61 1,00 0,15 0,63 3,75	1,5 1,3 1,3 1,3 1,1	2,415 1,3 0,195 0,819 4,125
	Уqн = 7,14		Уqр = 8,854

Расчётный момент в середине плиты проезжей части от действия постоянных нагрузок определяем по формуле:

Нормативный момент в середине плиты проезжей части от действия постоянных нагрузок определяем по формуле:

2.2 Расчет плиты проезжей части на временную нагрузку

Плита проезжей части рассчитывается на воздействие колеса от нагрузки НК-100, от воздействия колеса А-14 и от воздействия двух колес А-14.

I Нагрузка НК-100

Поставим одно колесо в самое невыгодное положение - в середину пролета

Плита проезжей части рассчитывается на воздействие колеса от нагрузки НК-100. Давление от колес временной нагрузки считают передающимся через покрытие проезжей части под углом 45 градусов.

На поверхность ж/б плиты давление передается на прямоугольную площадку размером a1 х b1.

Определяем размеры площадки:

вдоль:

поперек:

Значение распределенной нагрузки определяется по формуле:

Определяем площадь эпюры моментов:

Определим величину изгибающего момента в середине пролёта плиты от нагрузки НК-100. Для расчётного момента необходимо принять динамический коэффициент и коэффициент надёжности по нагрузке для НК-100.

Динамический коэффициент принимается (1+м)к = 1,3; где l пл = 1,57- длина расчетного пролета.

Коэффициент надежности принимается для нагрузки НК-100 гfк = 1.

Вычислим нормативную нагрузку в середине пролёта от НК-100:

Вычислим расчётную нагрузку в середине пролёта от НК-100:

II Нагрузка А-14

Расчет плиты проезжей части на воздействие одного колеса нагрузки А-14. Колесо нагрузки установлено в середине пролета.

Определяем размеры площадки передачи давления от нагрузки А-14:

вдоль:

поперек:

Распределенная нагрузка от воздействия нагрузки А-14 делится на распределенную полосовую нагрузку qп = 14/2 = 7 кН/м на одну клею и колесную нагрузку от тележки РAT = 70 кН.

Интенсивность давления одного колеса тележки нагрузки А-14:

Полосовая нагрузка:

Определяем площадь эпюры моментов:

Для расчётного момента необходимо принять динамический коэффициент и коэффициент надёжности по нагрузке для А-14.

Динамический коэффициент и коэффициент надежности для нагрузки А-14 принимаем Коэффициент надежности принимается гfА = 1,15 -коэффициент надежности для тележке; гfАТ = 1,5 -коэффициент надежности для распределенной нагрузки.

Вычислим нормативный момент от одного колеса нагрузки А-14 в середине пролёта:

Вычислим расчётный момент от одного колеса нагрузки А-14 в середине пролёта:

Определим суммарный нормативный момент в середине пролёта плиты:

Выбираем наибольший момент: 65,152 кН·м - нормативный момент.

Определим суммарный расчётный момент в середине пролёта плиты:

Выбираем наибольший момент: 84,569 кН·м - расчётный момент.

С учетом защемления ж/б плиты в ребрах приближенно принимаем итоговые изгибающие моменты:

момент в опорном сечении

момент в пролёте

железобетонный путепровод тротуар гидроизоляция водоотвод

2.3 Расчет плиты проезжей части на прочность на стадии эксплуатации по изгибающему моменту

2.3.1 Расчет сечения плиты в опорном сечении

Расчёт проводим по 1 группе предельных состояний. Для расчёта принимаем класс бетона В-40, Rb = 20 МПа. Расчётное сопротивление арматуры класса А-II, Rs = 270 МПа. Диаметр рабочих стержней плиты принимаем диаметр d = 12 мм. При толщине плиты h = 15 см определяем рабочую высоту сечения плиты, принимая величину рабочего слоя бетона а = 2 см.

Расчёт плиты проезжей части на стадии эксплуатации производится на 1 п.м. Сечение плиты в середине пролёта. Расчётный момент для плиты в середине пролёта равен Мпр = 67,65. В середине пролёта, для него определяем количество арматуры в нижней зоне плиты, работающей на восприятие момента.

Зная требуемое количество арматуры и диаметр одного стержня, находим количество стержней на 1 п.м. плиты:

Площадь одного стержня:

Требуемое количество стержней:

принимаем 16 стержней.

Фактическая площадь арматуры:

Проверка принятого армирования.

b = 100 см - ширина плиты.

Rbn = 20 МПа - нормативное сопротивление бетона на сжатие.

Шаг стержней:

Для первого расчётного случая определим высоту сжатой зоны сечения по формуле:

Условие выполняется.

Определим несущую способность сечения:

Условие по первому предельному состоянию выполняется.

2.3.2 Расчет сечения плиты в середине пролета

Проводим расчёт аналогично изложенному выше. Количество стержней будет больше, так как действует больший изгибающий момент.



Расчётный момент опоры Моп = 42,28 кН·м;

Определяем необходимое количество стержней арматуры в верхней части плиты:

Площадь одного стержня:

Требуемое количество стержней:

принимаем 13 стержней.

Фактическая площадь арматуры:

Проверка принятого армирования.

b = 100 см - ширина плиты.

Rbn = 20 МПа - расчетное сопротивление бетона на сжатие.

Шаг стержней:

Условие выполняется.

Определим несущую способность сечения:

Определим перерезывающую силу в опорном сечении

Определяем перерезывающую силу у опорного сечения от воздействия одного колеса нагрузки НК-100 и постоянной нагрузки

Определим перерезывающую силу в опорном сечении от двух колес нагрузки А-14 и постоянной нагрузки:

2.4 Расчет плиты на прочность на стадии эксплуатации под действием перерезывающей силы

Расчётная прочность при действии поперечной силы:

Q = 744 кН >Qоп = 96,94 кН. Условие выполняется.

где Q-расчетная перерезывающая сила в опорном сечении плиты

Проверка несущей способности бетона по перерезывающей силе:

Q = 1860 кН >Qоп = 96,94 кН. Условие выполняется.

2.5 Расчет плиты проезжей части на трещиностойкость

(по II группе предельных состояний)

Плита проезжей части относится к III категории трещиностойкость, для которой допускается трещины размером не более 0,02 см. Расчет ведется по нормативным значениям усилий для двух сечений: в середине расчетного пролета и в надопорном сечении.

2.5.1 Расчет плиты на трещиностойкость в середине пролета

Радиус взаимодействия:

Площадь взаимодействия:

Радиус армирования:

в = 1,0 - коэффициент учитывающий степень сцепления арматуры элементов с бетоном.

Коэффициент раскрытия трещин:

Напряжение в стержне под действием нормативного изгибающего момента:

Ширина раскрытия трещин:

E - модуль упругости напрягаемой арматуры

Условие по трещиностойкости по второй группе предельных состояний выполнено.

2.5.2 Расчет плиты на трещиностойкость в опорном сечение

Радиус армирования:

Коэффициент раскрытия трещин:

Напряжение в стержне под действием нормативного изгибающего момента:

Ширина раскрытия трещин:

Условие выполнено.

Условие по трещиностойкости по второй группе предельных состояний выполнено.

3. Расчет главной балки

3.1 Расчет главной балки на постоянную нагрузку

Расчёт пролётного строения на постоянные нагрузки выполняется на 1 п.м. пролётного строения, он производится с учётом расчёта от собственного веса несущей конструкции, которая является первой частью постоянной нагрузки и с учётом второй части постоянной нагрузки - веса дорожной одежды, тротуарных блоков, перильных ограждений.

Производим расчет балки l = 18 м, имеющую в поперечнике n = 8 балок.

Таблица 6

Таблица постоянных нагрузок на 1 м.п.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м	гf	Расчётная нагрузка, кН/м
1. Главные балки пролётного строения l = 18м	79,67	1,1	87,637
2. Асфальтобетон; д = 7 см, г = 23 кН/м3 3. Защитный слой; д = 4 см, г = 25 кН/м3 4. Гидроизоляция; д = 1 см, г = 15 кН/м3 5. Выравнивающий слой; д = 3 см, г = 21 кН/м3 6. Вес тротуарного блока 7. Вес перильного ограждения 8. Покрытие тротуаров; д = 2 см, г = 23 кН/м3	16,1 10 1,5 6,3 12 4 2,76	1,5 1,3 1,3 1,3 1,1 1,1 1,5	24,15 13 1,95 8,19 13,2 4,4 4,14

У = 132,33 кН/м У = 156,667 кН/м

Определим расчётные и нормативные нагрузки, приходящиеся на 1 главную балку пролётного строения.

Нормативная нагрузка:

Расчётная нагрузка:

Определим изгибающий момент в середине пролёта главной балки от постоянной нагрузки:

;

Временная нагрузка распределяется между балками с учетом КПУ. В данном случае КПУ будем определять по методу внецентренного сжатия.

Максимальное значение КПУ получается для крайних балок, в общем виде ординаты линии влияния по методу внецентренного сжатия определяется по формуле:

з = 1/n ± a2max/(2·Уai2);

amax - расстояние между крайними балками,

n - количество балок,

ai - расстояние между осями главных балок.

3.2 Расчет главной балки на временные нагрузки

Для учета временной нагрузки на пролетное строение применяем метод КПУ, определяется КПУ по обобщенному методу внецентренного сжатия, в этом случае максимальное значение всегда будет значение для крайней балки. КПУ определяется для каждого вида временной нагрузки. Строится линия влияния усилий, действующих на крайнюю балку пролетного строения. Расчет проводим на три вида нагрузок: НК-100, А-14(по 1-ой схеме загружения), А-14(по 2-ой схеме загружения).

Определим КПУ методом внецентренного сжатия.

КПУ определяет долю временной нагрузки на 1 главную балку. В общем виде ординаты линии влияния по методу внецентренного сжатия определяется по формуле:

Где amax - расстояние между крайними балками, n-количество балок,

аi - расстояние между осями главных балок.

I Нагрузка НК-100

Эта нагрузка устанавливается в поперечном сечении пролётного строения по одной расчётной схеме, когда одна колонна автомобилей располагается в пределах проезжей части.

В поперечном направлении нагрузка НК-100 размещается таким образом, чтобы внешняя поверхность колес совпадала с началом полосы безопасности. В продольном направлении нагрузка размещается над максимальным моментом линии влияния, таким образом, что вторая ось тележки находилась над максимальной ординатой.

Определим величину изгибающего момента в середине пролёта главной балки от нагрузки НК-100. Для расчёта примем динамический коэффициент и коэффициент надёжности по нагрузке для НК-100.

Динамический коэффициент принимаем (1+м)нк = 1;

Коэффициент надежности для нагрузки НК-100 принимаем гfнк = 1,1.

Нормативный изгибающий момент от нагрузки НК-100:

Расчётный изгибающий момент от нагрузки НК-100:

Вычислим суммарный изгибающий момент в середине пролета главной балки от постоянной и временной нагрузки НК-100:

II Нагрузка А-14 (1 случай)

В данном случае нагрузка А14 приближена к бордюру, при этом не учитывается поперечная нагрузка на тротуары. Ординаты для построения линий влияния аналогичны как при расчете нагрузки НК-100.

Вычисляем КПУ полосовой нагрузки:

Определим величину изгибающего момента в середине пролёта главной балки от нагрузки А-14. Для расчёта примем динамический коэффициент и коэффициент надёжности по нагрузке для А-14.

Примем соответствующие коэффициенты:

Динамический коэффициент принимаем

Коэффициенты надежности для нагрузки А-14 принимаем гfАт = 1,5, гfа = 1,15;

Нормативный изгибающий момент от нагрузки А-14:

Расчётный изгибающий момент от нагрузки А-14:

Вычислим суммарный изгибающий момент в середине пролета главной балки от постоянной и временной нагрузки А-14 (1 случай):

III Нагрузка А-14 (2 случай)

В данном случае нагрузка А14 устанавливается на проезжей части, не заезжая на полосу безопасности, при этом учитывается нагрузка толпы на тротуар.

В поперечном направлении нагрузку А-14 размещаем в 2 колонны таким образом, чтобы внешняя поверхность колес находилась на границе полосы безопасности, без ее учета. Нагрузка от толпы загружается по середине тротуара. Наибольший изгибающий момент в середине пролета главной балки возникает в том случае, когда одна из осей находится над максимальной ординатой.

КПУ полосовая:

КПУт = 0,4573.



Определим величину изгибающего момента в середине пролёта главной балки от нагрузки А14+толпа.

Нормативная временная нагрузка от толпы на тротуарах

T = 1,50 м - ширина тротуара.

Динамический коэффициент принимаем

Коэффициенты надежности для нагрузки А-14 принимаем гfАт = 1,5, гfа = 1,15.

Нормативный изгибающий момент от нагрузки А-14:

= 140*(4,4+3,65)*0,399735+14*0,399735*38,72+2*1,5*38,72*0,4573 =

= 720,3089кН*м

Расчётный изгибающий момент от нагрузки А-14+ толпа:

Вычислим суммарный изгибающий момент в середине пролета главной балки от постоянной и временной нагрузки А-14+ толпа (2 случай):

Выбираем наибольший момент из моментов, полученных ранее от нагрузок НК-100,А-14 и А-14 +толпа:

- нормативный момент;

- расчётный момент.

3.3 Расчет главной балки на стадии эксплуатации по изгибающему моменту

Проверка прочности поперечного сечения в середине пролета

Поперечное сечение балки представляет собой тавр. Блок пролетного строения состоит из рабочей арматуры ж/б плиты (сварные сетки) и ребра балки (сварные арматурные каркасы). Для расчета на прочность используют расчетный изгибающий момент.

Рабочую арматуру главных балок принимаем периодического профиля класса А-II Ш32 мм, класс бетона В40 Rb = 20 МПа, Rs = 350 МПа, Rbt = 1,27 МПа, Rbn = 295 МПа.

hб = 1,05 м-высота балки, bпл = 0,15 м-толщина плиты.

Определим рабочую высоту сечения балки:

Определяем требуемую площадь сечения рабочих стержней, пологая что высота сжатой зоны совпадает с толщиной плиты проезжей части:

К = 1,1 -коэффициент при расчете ребристых главных балок.

Площадь одного стержня:

Требуемое количество стержней:

принимаем 10 стержней.

Фактическая площадь арматуры:

Рабочая арматура состоит из двух плоских каркасов, по 5 стержня.

Проведем проверку прочности сечения в середине сечения балки с принятым количеством арматуры. Предполагаем, что нейтральная ось находится в пределах плиты таврового сечения.

Определим высоту сжатой зоны, предполагая, что нейтральная ось проходит в ребре:

Определим расстояние от центра тяжести арматуры стержней до поверхности плиты:

где - расстояние от центра тяжести арматуры до нижней границы балки

;

Предельный изгибающий момент в середине пролета:

Условие выполняется, следовательно, количество стержней арматуры подобрано верно.

3.4 Расчет на трещиностойкость сечения балки в середине пролета

Расчёт на трещиностойкость производится из условия ограничения раскрытия трещин для арматуры периодического профиля.

Площадь взаимодействия:

Радиус армирования:

в = 0,85 - коэффициент учитывающий степень сцепления арматуры элементов с бетоном. Коэффициент раскрытия трещин:

Напряжение в стержне под действием нормативного изгибающего момента:

Ширина раскрытия трещин:

E - модуль упругости напрягаемой арматуры.

Условие выполнено.

Определение перерезывающей силы в сечении главной балки.

Определение КПУ в опорном сечении по методу рычага.

Pk = 250 кН; y1 = 0,58092; y2 = 0,41908; y3 = 0,02023; y4 = 0,97977.

КПУ1 = 0; КПУ2 = 1/2*0,58092 = 0,29046;

КПУ3 = 1/2*(0,41908+0,02023) = 0,219655;

КПУ4 = 1/2*0,97977 = 0,4899; КПУ5 = 0;

КПУ6 = 0; КПУ7 = 0; КПУ8 = 0.

Определение Q в сечении главной балки



lр = 17,6м; Pk = 250 кН.

y1 = 1; КПУ1 = 0,4899;

y2 = 0,93; КПУ2 = 0,432;

y3 = 0,864; КПУ3 = 0,374;

y4 = 0,795; КПУ4 = 0,315.

Q = Pk*(КПУ1*y1+КПУ2*y2+КПУ3*y3+КПУ4*y4) =

250*(0,4899*1+0,432*0,93+0,374*0,864+0,315*0,795) = 365,831 кН

3.5 Расчет балки на прочность на стадии эксплуатации под действием перерезывающей силы

Расчётная прочность при действии поперечной силы:

;

Q = 5481кН >Qоп = 365,831 кН. Условие выполняется.

где Q - расчетная перерезывающая сила в опорном сечении главной балки; Qоп = Qmax.

Проверка несущей способности бетона по перерезывающей силе:

Q = 13702,5 кН >Qоп = 5481 кН.

Условие выполняется.

3.6 Расчет главной балки на жесткость

Определим вертикальный прогиб по нормативной временной вертикальной нагрузке.

При расчете главной балки пролетного строения на жесткость должно выполняться условие:

При значениях b = 1,3(м), b₁ = 0,16(м), h = 0,9(м), h₁

курсовая работа "Проект железобетонного путепровода на пересечении транспортных магистралей" скачать

Подобные документы

• Проектирование железобетонного путепровода

  Основные задачи при проектировании железобетонного балочного пролетного строения. Применение метода вариантного проектирования. Анализ эксплуатационных и технических показателей. Эскизное проектирование, расчет плиты проезжей части и главной балки.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 22.12.2013
  

• Строительство путепровода, расчет основных параметров

  Разработка вариантов путепровода. Расчет пролетного строения по программе "Molly". Расчет по прочности объединения железобетона и стали гибкими упорами. Технология строительства сооружения. Составление сметно-финансового расчета на постройку путепровода.
  
  дипломная работа [4,5 M], добавлен 16.03.2013
  

• Проектирование опор и фундамента путепровода

  Характеристика геологических условий места строения путепровода. Описание свойств стоечных опор. Определение нагрузок и приведение их к обрезу фундамента. Конструирование и расчет фундамента мелкого заложения, свайного фундамента; технология общих работ.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 30.06.2015
  

• Расчет главной балки автомобильного путепровода

  Методы расчёта дорожно-транспортных сооружений. Временные нагрузки путепровода от подвижного состава. Расчёт плиты проезжей части. Определение геометрических характеристик сечения. Расчёт главной балки: определение усилий, прочности и трещиностойкости.
  
  курсовая работа [2,5 M], добавлен 20.05.2015
  

• Проект нулевого цикла промышленного здания и АБК в г. Азове

  Определение классификационных, физических и деформационных характеристик грунтов. Анализ инженерно-геологических условий площадки. Расчет фундамента на продавливание и оснований на сейсмическую нагрузку. Расчет плитной части фундамента на изгиб.
  
  курсовая работа [2,5 M], добавлен 22.04.2012
  

• Проектирование железобетонного моста

  Проект железобетонного моста балочной разрезной конструкции. Описание схемы моста и конструкции пролётных строений. Расчёт и конструирование плиты проезжей части. Построение эпюры материалов. Определение постоянной нагрузки. Армирование главной балки.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 13.05.2014
  

• Проект железобетонного моста через реку Теча

  Общие сведения о районе участка строительства, описание инженерно-геологических и гидрологических условий, принятая конструкция моста. Армирование основных конструктивных элементов на сочетания постоянных и временных нагрузок. Возведение опор моста.
  
  дипломная работа [9,8 M], добавлен 15.05.2013
  

• Проектирование фундамента на естественном основании

  Анализ инженерно-геологических условий. Конструктивные особенности здания. Выбор типа, длины и поперечного сечения сваи. Определение глубины заложения ростверка. Расчет осадки фундамента. Технология устройства фундамента на естественном основании.
  
  курсовая работа [732,7 K], добавлен 08.12.2014
  

• Проект фундамента промышленного здания

  Инженерно-геологические данные и физико-механические свойства грунтов стройплощадки. Определение полного наименования грунтов основаниям. Выбор конструкции сваи: типа, длины и поперечного сечения. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.
  
  курсовая работа [1,5 M], добавлен 20.04.2015
  

• Проектирование автодорожного железобетонного моста

  Описание схемы автодорожного железобетонного моста и конструкции пролетных строений. Расчет и конструирование плиты проезжей части и главной балки. Армирование нижней сетки. Построение эпюры материалов. Расчет наклонного сечения на перерезывающую силу.
  
  курсовая работа [3,9 M], добавлен 19.12.2014
  

• Разработка элементов конструкции пятиэтажного жилого здания

  Сбор и определение нагрузок на элементы здания. Расчет многопустотной плиты, сборного железобетонного ригеля перекрытия, параметров поперечного армирования, сборной железобетонной колонны и простенка первого этажа, столбчатого фундамента под колонну.
  
  курсовая работа [985,3 K], добавлен 09.12.2013
  

• Расчет здания связевой системы

  Расчет панели типа "2Т": сбор нагрузки и определение расчетного пролета, компоновка поперечного сечения. Проектирование неразрезного железобетонного ригеля. Определение усилий колонны, расчет прочности, конструирование арматуры; фундамент и перекрытия.
  
  курсовая работа [825,6 K], добавлен 25.04.2014
  

• Проектирование многоэтажного кирпичного административного здания

  Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства, особенностей здания и характера нагрузок. Конструктивные решения сборных элементов лестниц. Разработка технологической карты на каменную кладку. Расчет сборного железобетонного марша.
  
  дипломная работа [358,1 K], добавлен 01.11.2014
  

• Расчет фундамента

  Оценка инженерно-геологических условий площадки. Выбор типа и конструкции фундамента. Выбор и обоснование свайного фундамента, его структура и компоненты. Подсчет объемов работ и расчет стоимости устройства одного фундамента под различные колонны.
  
  курсовая работа [821,3 K], добавлен 04.04.2016
  

• Конструирование и расчет балочной клетки и колонны при проектировании рабочей площадки производственного здания

  Нормальный и усложненный тип балочных клеток в рабочих площадках: компоновка балочной клетки и выбор стали, расчет железобетонного настила и его балок, проверка прочности принятого сечения и жесткости клети. Расчет базы и колонны на устойчивость.
  
  курсовая работа [860,0 K], добавлен 08.02.2010
  

• Железобетонные конструкции зданий и сооружений

  Классификация плоских перекрытий. Расчет поперечной рамы сборного железобетонного одноэтажного производственного здания. Выбор направления ригелей, шага колонн, размеров пролета, типов и размеров плит перекрытия. Армирование преднапряженных плит.
  
  реферат [754,4 K], добавлен 18.02.2014
  

• Расчет и конструирование фундаментов общественного здания

  Анализ инженерно-геологических условий и определение расчетных характеристик грунтов. Проектирование фундаментов на естественном основании. Определение глубины заложения подошвы фундамента. Сопротивление грунта основания. Выбор типа, длины и сечения свай.
  
  курсовая работа [154,4 K], добавлен 07.03.2016
  

• Проектирование производства работ по устройству котлована и монолитного железобетонного фундамента

  Разработка технологической карты на производство работ по устройству котлована и возведению железобетонного фундамента. Выбор методов и формирование комплектов машин для производства земляных работ. Определение состава процессов по устройству фундамента.
  
  курсовая работа [170,0 K], добавлен 20.08.2011
  

• Компоновка сборного железобетонного междуэтажного перекрытия

  Схема компоновки сборного железобетонного междуэтажного перекрытия. Сбор нагрузок на перекрытие. Проектирование предварительно напряжённой плиты перекрытия. Расчет неразрезного железобетонного ригеля. Построение необходимых параметров эпюры арматуры.
  
  курсовая работа [618,0 K], добавлен 21.06.2009
  

• Проект фундаментов под здание гаража в г. Быхове

  Оценка инженерно-геологических и грунтовых условий строительной площадки. Определение прочностных и деформативных характеристик для грунта. Расчет фундаментов свайного и мелкого заложения глубины заложения, размеров подошвы. Проверка подстилающего слоя.
  
  курсовая работа [348,1 K], добавлен 13.09.2015
  

Другие документы, подобные "Проект железобетонного путепровода на пересечении транспортных магистралей"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам