1.4 Висновки

В результаті аналізу дефектів і пошкоджень робимо висновок, що всі дефекти що перелічено вище, немає таких, які б знижували вантажопідйомність мосту. Але міст потребує негайного втручання для попередження його руйнування. Міст було збудовано у 1957 році, і за період його експлуатації йому не надавався належний догляд, тому і виникли всі вище перелічені дефекти та пошкодження. Також потрібно пам’ятати, що на сьогоднішній день знано зросли проектні розрахункові навантаження, порівняно з 1957 р, тому для подальшої його експлуатації необхідно виконати його реконструкцію.

2 ВИЗНАЧЕННЯ ДІЙСНОЇ ВАНТАЖОПІДЙОМНОСТІ ПРОГОННОЇ БУДОВИ ШЛЯХОПРОВОДУ

2.1 Визначення граничних зусиль

Граничне зусилля в розрахунковому перерізі визначено з урахуванням дефектів, які знижують несучу здатність.

, (2.1)

де - проектний граничний момент.

У зв’язку з розрахунком за ВСН 32-78 [1], розбиваємо монолітну плиту на елементарні плити шириною:

b=9,25/30=0,31 м;

За ДБН В.2.3-14:2006 «Споруди транспорту. Мости та труби. Правила проектування:

, (2.2)

де - розрахунковий опір бетону, = 13 МПа (для бетону В-25);

b - ширина плити, b = 31 см;

х - висота стислої зони бетону;

, (2.3)

де - розрахунковий опір арматури, = 275 МПа;

Мпа

- площа робочої зони арматури, = 7,63 см²;

h₀ – робоча висота;

- коефіцієнт, який враховує дефекти і пошкодження які впливають на несучу здатність.

, (2.4)

де - коефіцієнт, який враховує змінювання міцності арматури, ;

- коефіцієнт, який враховує змінювання площі робочої арматури, ;

- коефіцієнт, який враховує змінювання робочої висоти балки, .

Рисунок 2.1 - Поперечний перетин плити

Визначено робочу висоту перерізу

, (2.5)

де h - висота перерізу;

у_c - відстань від центра тяжіння розтягнутої арматури до крайньої розтягнутої зони бетону;

см.

Тоді висота стислої зони бетону:

см.

Проектний граничний момент:

кН·м;

;

кН·м.

2.2 Визначення зусиль від постійного навантаження

Визначення зусиль від постійного навантаження зведено до таблиці 2.1

Таблиця 2.1 - постійне навантаження на 1 м довжини прогонної будови

Вид навантаження	Нормативне навантаження кН/м	Коефіцієнт надійності	Розрахункове навантаження кН/м
Вага асфальтного покриття 0,13·8,0·1·23 Щебенева засипка 0,23·8,0·1·20 Парапетна огорожа з бутового каменю на цем. розчині 1·8,0·(0,6+0,65) ·22 Власна вага плити 1·9,25·0,25·25	23,92 36,8 15,13 59,5	1,0 1,25 1,25 1,25	23,92 46 18,91 74,38
Всього	=135,35		=163,21

Вважаючи, що навантаження рівномірно розподілене між всіма плитами, отримано:

кН/м; кН/м

Постійне фактичне навантаження:

, (2.6)

кН·м

2.3 Визначення зусиль від тимчасових навантажень

Вантажопідйомність визначено відносно нормативних тимчасових рухомих навантажень:

а) колон навантажень Н-30, Н-40, що встановлюються на лінії впливу зусиль та в поперечному перерізі згідно з нормами СН 200-62 [4];

б) автомобільного навантаження за схемою АК згідно з чинними нормами навантаження класу К згідно з ДБН В.1.2-15:2009 [5];

в) одиничного колісного транспортного засобу НК-80 або НК-100 згідно з ДБН В.1.2-15:2009.

Згідно норм, завантажено по одній колоні НК-80 та НК-100 і по три колони Н-30, Н-40, А-11, А-15, при цьому третю колону враховано як додаткову.

Вантажопідйомність визначено за методикою ДСТУ-Н Б В.2.3-23:2009 [6].

Згинаючі моменти від навантажень Н-30 і Н-40 визначено за формулою:

, (2.7)

де L_р - розрахункова довжина прогону, L_р = 4,55 м;

КПУ - коефіцієнт поперечної установки відповідного навантаження;

- коефіцієнт надійності по навантаженню, _Н-30 = 1,2, _Н-40 = 1,2;

(1 + ) - динамічний коефіцієнт, (1 + )_{Н-30 (Н-40)} = 1 + 12/(40+4,55) = 1,27;

q - еквівалентне рівномірно розподілене навантаження, q_Н-30 = 68,32 кН/м за дод.Л, табл.Л.1 [7], q_Н-40 визначено за формулою:

q_Н-40 = ∑P_i∙y_i / ω, (2.8)

де P_i - навантаження на вісь колеса (рис.3.1), кН;

y_i - ордината трикутної лінії впливу під віссю колеса (рис.2.2);

ω - площа лінії впливу, ω = .

Рисунок 2.2 – Схема визначення q_Н-40

q_Н-40 = 80∙(1,138+2∙0,3877) / (4,55²/8) =59,15 кН/м.

За ВСН 32-78 "Інструкція по визначенню вантажопідйомності" побудовано лінії впливу тиску для плит 1 - 16 (рис.2.3).

Рисунок 2.3 – Лінії впливу тиску на плиту

За допомогою ліній впливу визначено коефіцієнти поперечної установки за формулами:

КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[y₁ + y₂ + 0,9 (y₃ + y₄)] , (2.9)

І плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,137 + 0,030 + 0,9 (0,012 + 0,002) ]=0,0898

ІІ плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,134+ 0.033 + 0,9 (0,014 + 0,002) ]=0,0907

ІІІ плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,135 +0,037 + 0,9 (0,015 +0,004) ]=0,0946

IV плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,138 + 0,042 + 0,9 (0,018 +0,003) ]=0,0995

V плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,122 + 0,052 + 0,9 (0,024 + 0,004) ]=0,0996

VI плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,117 +0,058 + 0,9 (0,026 +0,005) ]=0,1015

VII плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,101 +0,069 + 0,9 (0,032 + 0,007) ]=0,1026

VIII плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,084 +0,080 + 0,9 (0,040 +0,009) ]=0,1041

IX плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,070 +0,089 + 0,9 (0,049 + 0,011) ]=0,1065

X плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,056 +0,102 + 0,9 (0,060 + 0,014) ]=0,1123

XI плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,045 +0,109 + 0,9 (0,071 + 0.019) ]=0,1175

XII плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,036 + 0,099 + 0,9 (0,083 + 0,024) ]=0,1157

XIII плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,028 + 0,086 + 0,9 (0,095 + 0,030) ]=0,1133

XIV плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,022 + 0,074 + 0,9 (0,105 +0,038) ]=0,1124

XV плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,018 + 0,061 + 0,9 (0,104 + 0,047) ]=0,1075

XVI плита КПУ_Н-30(Н-40) = 0,5∙[0,013 + 0,050 + 0,9 (0,092 +0,057) ]=0,0986

КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[y₁ + y₂] , (2.10)

I плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,151 + 0,018]=0,0845

II плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,148 +0,020]=0,084

III плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,147 + 0,022]=0,0845

IV плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,147 + 0,026]=0,0865

V плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,125 + 0,033]=0,0790

VI плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,115 + 0,038]=0,0765

VII плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,097 +0,044]=0,0705

VIII плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,080 + 0,055]=0,0675

IX плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,066 +0,065]=0,0655

X плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,053 + 0,077]=0,065

XVI плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,042 + 0,089]=0,0670

XII плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,034 + 0,100]=0,0670

XIII плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,026 + 0,109]=0,0675

XIV плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,020 + 0,098]= 0,0590

XV плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,016 +0,087]= 0,0515

XVI плита КПУ_{НК-80(НК-100)} = 0,5∙[0,012 + 0,074]=0,0430

КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[y₁ + y₂ + 0,6 (y₃ + y₄)] , (2.11)

I плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,137 + 0,030 + 0,6 (0,012 + 0,002) ]=0,0877

II плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,134 + 0,033 + 0,6 (0,014 + 0,002) ]=0,0883

III плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,135 + 0,037 + 0,6 (0,015 + 0,004) ]= 0,0917

IV плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,138 + 0,042 + 0,6 (0,018 + 0,003) ]=0,0963

V плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,122 + 0,052 + 0,6 (0,024 + 0,004) ]=0,0954

VI плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,117 + 0,058 + 0,6 (0,026 + 0,005) ]=0,0968

VII плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,101 + 0,069 + 0,6 (0,032 + 0,007) ]=0,0967

VIII плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,084 + 0,080 + 0,6 (0,040 + 0,009) ]=0,0967

IX плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,070 + 0,089 + 0,6 (0,049 + 0,011) ]=0,0975

X плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,056 + 0,102 + 0,6 (0,060 + 0,014) ]=0,0850

XI плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,045 + 0,109 + 0,6 (0,071 + 0,019) ]=0,1040

XII плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,036 + 0,099 + 0,6 (0,083 + 0,024) ]=0,0996

XIII плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,028 + 0,086 + 0,6 (0,095 + 0,030) ]=0,0945

XIV плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,022 + 0,074 + 0,6 (0,105 + 0,038) ]=0,0909

XV плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,018 + 0,061 + 0,6 (0,104 + 0,047) ]=0,0848

XVI плита КПУ_А-11(А-15) = 0,5∙[0,013 + 0,050 + 0,6 (0,092 + 0,057) ]=0,0762

КПУ_Ат = 0,5∙[y₁ + y₂ + y₃ + y₄] , (2.12)

I плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,137 + 0,030 + 0,012 + 0,002]=0,0905

II плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,134 + 0,033 + 0,014 + 0,002]=0,0915

III плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,135 + 0,037 + 0,015 + 0,04]=0,0955

IV плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,138 + 0,042 + 0,018 + 0,003]=0,1005

V плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,122 + 0,052 + 0,024 + 0,004]=0,1010

VI плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,117 + 0,058 + 0,026 + 0,005]=0,1030

VII плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,101 +0,069 + 0,032 + 0,007]=0,1045

VIII плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,084 + 0,080 + 0,040 + 0,009]=0,1065

IX плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,070 + 0,089 + 0,049 + 0,011]=0,1095

X плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,056 + 0,102 + 0,060 + 0,014]=0,1160

XI плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,045 + 0,109 + 0,071 + 0,019]=0,1220

XII плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,036 + 0,099 + 0,083 + 0,024]=0,122

XIII плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,028 + 0,086 + 0,095 + 0,030]=0,1195

XIV плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,022 + 0,074 + 0,105 + 0,038]=0,1195

XV плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,018 + 0,061 + 0,104 + 0,047]=0,1150

XVI плита КПУ_Ат = 0,5∙[0,013 + 0,050 + 0,092 + 0,057]=0,1060

де y₁, y₂, y₃, y₄ – відповідні ординати ліній впливу під осями навантажень.

Для кожного виду навантаження прийнято максимальне значення КПУ. Тоді момент від Н-30 складе:

кН∙м.

Момент від Н-40:

кН∙м.

За знайденими моментами визначено вантажопідйомність шляхопроводу для навантажень Н-30 та Н-40 за формулами:

, (2.13)

, (2.14)

, - шукана вантажопідйомність.

Вантажопідйомність прогонових будов, за навантаженнями А-11, А-15, НК-80, НК-100, встановлюють порівнянням зусиль у перерізах елементів від нормативних тимчасових рухомих навантажень з граничними значеннями, вираженими у відповідних еквівалентних навантаженнях. Має задовольнятися нерівність:

, (2.15)

де - граничне значення еквівалентного навантаження;

- еквівалентне навантаження від нормативних тимчасових рухомих навантажень, що розглядаються.

Граничне значення еквівалентного навантаження визначено за формулою:

, (2.16)

де - розрахункові площі ліній впливу відповідних зусиль, які визначено за формулами:

, (2.17)

де - коефіцієнт надійності, ;

- динамічний коефіцієнт, .

, (2.18)

де - коефіцієнт надійності, ;

- динамічний коефіцієнт, ;

η₁, η₂ - коефіцієнти впливу відповідно смуги та тандема за табл.5.2 [5].

;

;

кН/м;

кН/м;

Еквівалентне навантаження від НК-80 та НК-100 визначено за додатком Л, табл.Л.1 [6].

кН/м; кН/м.

Еквівалентне навантаження від НК-80 та НК-100 визначено за формулою:

, (2.19)

де - смугове навантаження, кН/м, кН/м;

- навантаження від візка, яке визначається за формулою:

, (2.20)

де - навантаження на вісі від візка, кН, кН.

у₁, у₂ - ординати лінії впливу під колесами навантаження А-11, А-15.

у₁ = ;

у₂ = ;

кН/м;

кН/м.

;

;

;

.