II. Расчетная часть

1. Общие сведения о сооружении.

Пешеходный мост запроекти­рован через автомобильную дорогу I категории с шириной проез­жей части 32 м (по 4 полосы шириной 3,75 м и с полосой безо­пасности 1 м с каждой стороны). Продольная схема моста состоит из одного пролета длиной 42 м. Высота опор определяется подмостовым габаритом (не менее 5,5 м и конструкцией свайного ро­стверка, глубина заложения которого должна находиться ниже глу­бины промерзания — 1,5 м).

Пролетное строение в поперечном сечении состоит из двух сквозных металлических ферм индивидуального проектирования, объединенных между собой поперечными связями снизу и про­дольными сверху. Проход по пешеходной зоне осуществляется по нижнему поясу пролетного строения, на верхнем поясе устроена кровля, а фасадные поверхности остеклены. Внутри пролетного строения предполагается устройство освещения.

Опоры моста — индивидуального проектирования, выполнены в виде башен, внутри которых устроены лестничные сходы. Башни имеют по две стены, их фасадные поверхности и крыша имеют сплошное остекление. Башни стоят на свайных фундаментах.

Вид пешеходного моста через дорогу с фасада

Продольный разрез пешходного моста через дорогу

Общий вид пешеходного моста через автомобильную дорогу в сечении 1-1; 2-2

2. Расчет пролетного строения.

В расчет входят следующие нагрузки:

а) постоянные:

собственный вес металлоконструкций пролетного строения;

вес кровли;

вес плиты прохожей части;

снеговая нагрузка (принята постоянной из-за длительного воздействия в зимний период);

б) временные:

пешеходная;

ветровая.

Геометрические характеристики сечений элементов:

Элементы верхних и нижних поясов

Р аскосы

Поперечные связи (двутавр 30 Б2)

Продольные (ветровые) связи

3. Сбор нагрузок.

Собственный вес металлоконструкций исходя из назначенных параметров элементов с учетом болтовых соеди­нений, ребер жесткости и т. д. составляет 640 кН.

Нагрузка от кровли:

нормативная 0,1 * 3,3 * 42 * 2,5 = 347 кН;

расчетная 347-1,2 = 416 кН.

Нагрузка от плиты прохожей части:

нормативная 0,1 * 3 * 42,8 * 2,5 + 0,1 * 3 * 42,8 * 2,3 = 616 кН;

расчетная 616 * 1,2 = 740 кН.

Снеговая нагрузка составляет 1,8 кН/м²:

нормативная 1,8-42-3,3 = 250 Кн;

расчетная 250-1,4 = 350 кН.

Пешеходная нагрузка составляет 4,0 кН/м²:

нормативная 4,0 * 42,8 * 3 = 514 кН;

расчетная 514-1,2 = 616 кН.

Ветровая нагрузка составляет 0,6 кН/м².

Все нагрузки, кроме ветровой, суммируются:

∑Р= 640+ 416+ 740+ 350+ 616 = 2762 кН

Опорная реакция

Pоп=∑Р/4=2762/4=690кН

Следующим этапом является определение усилий в элементах фермы. Оно проводится приемами строительной механики с помо­щью последовательного вырезания узлов.

Схема действующих нагрузок на пешеходный мост

Нагрузки, действующие на пролетное строение

Нагрузки, действующие на пролетное строение имеют следующие значения:

нагрузка от кровли Ркр = 10 кН/м;

снеговая нагрузка Р_CH = 8,5 кН/м;

нагрузка от плиты прохожей части Рпл = 17,5 кН/м;

пешеходная нагрузка Рпеш= 14,5 кН/м;

опорная реакция Роп = 690 кН.

Нагрузки, приведенные к сосредоточенным силам, действую­щим в узлах фермы:

Расчетная схема пешеходного моста

Для расчета примем следующее направление координатных осей:

Ось х – горизонтальная;

Ось у – вертикальная

У зел 1

∑х=0

N1-2=0

∑y=0

-N1-6-28=0

N1-6=-28

У зел 6

∑y=0

690-96- N1-6+ N6-2cos45=0

N6-2=( N1-6-637)/cos45=(28-594)/0,707=-801 кН

∑х=0

N6-2 cos45+ N6-7=0

N6-7=- N6-2cos45=801*0,707=566 кН

Узел 2

∑ y=0

N6-2cos45-83-N2-7cos45=0

N2-7= (N6-2cos45-83)cos45=(801*0,707-83) / 0,707 = 684 кН

∑х=0

N6-2cos45+ N2-7cos45+ N2-3=0

N2-3= N6-2cos45- N2-7cos45=-(801+684)*0,707=-1050кН

Узел 7

∑ y=0

N2-7cos45+ N7-3cos45-192=0

N7-3= (192- N2-7cos45)/0,707=-412кН

∑х=0

-N6-7- N2-7cos45+ N7-3cos45+ N7-8=0

N7-8=N6-7+N2-7cos45-N7-3 cos45=566+684*0,707+412*0,707=1241 кН

У зел 3

∑y=0

N7-3 cos45-111- N3-8 cos45=0

N3-8= (N7-3 cos45-111)/ cos45= (412*0,707-111)/0,707=255кН

∑х=0

N2-3+ N7-3cos45+ N3-4+ N3-8 cos45=0

N3-4 = - (N2-3+ N7-3cos45+ N3-8 cos45) = -(1050+412*0,707+255*0,707)= -1522 кН

У зел 4

∑y=0

- N8-4cos45-111-N4-9cos45=0

N4-9= (-N8-4cos45-111)/cos45= (-17*0,707-111)/0,707

=-174кН

∑х=0

- N3-4- N8-4cos45+N4-5+ N4-9cos45=0

N4-5= - (N3-4- N8-4cos45+ N4-9cos45) = -(1522+17*0,707-174*0,707)= -1111 кН

У зел 9

∑y=0

-N4-9cos45+ N9-5cos45-192=0

N9-5=(192+N4-9cos45)/cos45= =(192+174*0,707)/0,707=446 кН

∑х=0

N9-10+ N9-5cos45+ N4-9cos45- N8-9=0

N9-10= N8-9- N4-9cos45- N9-5cos45=1501+174*0,707-446*0,707=1309 кН

Результаты расчета:

Проверка растянутых элементов проводится по условию прочности:

S/Aнт<= |σ|,

а проверка сжатых элементов по формуле:

S/ φAбр<= |σ|,

где S - расчетное усилие в элементах

Ант - площадь элемента с учетом ослабления

Абр - площадь элемента без учета ослабления

φ-коэффицент продольного изгиба;0,9

σ-допусаемое напряжение для металла, принимают равным 30,5 кН/см²