Пример определения грузоподъемности пролетного строения с ненапрягаемой арматурой по опалубочным и арматурным чертежам.

В примере определяется грузоподъемность двухребристого пролетного строения проектировки Гипротранса 1931 г. под нагрузку H7 с расчетным пролетом l=10,8 м, построенного в 1933 г., а также условия пропуска по нему поездной нагрузки в виде электровоза серии ВЛ82^м с четырехосными вагонами с нагрузкой 7,2 тс/м.

Основные размеры и конструкции армирования приведены на рис. 1. также диаметры рабочей арматуры в местах вскрытия защитного слоя соответствуют проектным.

Описания и размеры имеющихся дефектов даны на рис. 2.

1. 

   Общие данные для расчета. Расчетный пролет l=10,8 м. Путь на щебеночном балласте. Толщина балласта под шпалой h₀=0,25 м. Смещение оси пути относительно оси пролетного строения над левым и правым концами м.

Рис. 1. Арматурный чертеж пролетного строения.

Рис. 2. Схема дефектов пролетного строения: 1 – откол защитного слоя с обнажением арматуры; 2 – сквозная трещина раскрытием 0,3 мм; 3 – откол защитного слоя; 4 – сквозная трещина раскрытием 0,25 мм (минимальный диаметр стержней в месте откола 26 мм; расстояние от опоры до наиболее ослабленного сечения 4,8 м; общая площадь ослабления 70 см² на 1 м длины плиты).

Расчетные сопротивления бетона (при фактической прочности 23,0 МПа): на сжатие R_b=9,4 МПа; на растяжение R_bt=0,77 МПа. Расчетные сопротивления арматуры (гладкой): на растяжение и сжатие R_s=R_sc=190 МПа. Модули упругости бетона: МПа; арматуры МПа. Отношение модулей упругости при расчете на выносливость . Удельный вес железобетона – 25 кН/м³, удельный вес балласта с частями пути – 20 кН/м³.

Коэффициенты надежности по нагрузке

к постоянным нагрузкам:

От веса железобетона n_p = 1,1

» веса балласта с частями пути

» прочих нагрузок

к временной нагрузке

Динамический коэффициент к эталонной нагрузке для расчета:

главной балке

;

плиты балластного корыта .

Коэффициент, унифицирующий результаты классификации,

для главной балки

;

для плиты балластного корыта .

Коэффициент уменьшения динамического воздействия временной нагрузки для расчета на выносливость главной балки ; плиты балластного корыта .

Доля временной нагрузки, приходящаяся на главную балку,

;

,

где c = 1,8 м – расстояние между осями главных балок; A₁=0,3; A₂=0; B₁=0,6; B₂=0,15 – коэффициенты, принятые по табл. 3.1.

Коэффициент, учитывающий неравномерное распределение давления на плиту при м: для внешней консоли ; ; для монолитного участка между ребрами ; .

2. Подсчет постоянных нагрузок. Нагрузка от веса плиты шириной 1 м, осредненная в пределах расчетного пролета:

на участке между ребрами

кН/м;

на внешней консоли плиты

кН/м.

Нагрузка от веса балласта с частями пути, осредненная в пределах расчетного пролета:

на участке между ребрами

кН/м;

на внешней консоли плиты

кН/м.

Нагрузка от веса борта балластного корыта на 1 м вдоль оси моста

кН.

Объем железобетонного пролетного строения – 30,6 м³; постоянная нагрузка от веса пролетного строения с обустройствами на одну главную балку

кН/м.

Площадь поперечного сечения балластной призмы

м².

Постоянная нагрузка от веса балласта с частями пути на одну главную балку

кН/м.

3. Определение дополнительных размеров расчетных сечений главной балки. Рассчитывают два сечения: в середине пролета (сечение A-A) и в месте наибольшего ослабления продольной рабочей арматуры – на расстоянии a=4,8 м от ближайшей опоры (сечение Б-Б). Площадь поперечного сечения рабочей арматуры в сечении А-А (1732 мм)

м²

в сечении Б-Б (1332 мм и 426 мм)

м²

Расстояние от растянутой грани бетона до центра тяжести растянутой арматуры в сечении А-А (см. рис. 1)

м;

в сечении Б-Б

м.

Приведенная высота плиты балластного корыта (рис. 3)

Рис. 3. Схема для определения размеров расчетных сечений.

м.