2. Расчёт балочного пролётного строения моста.
2.1.Расчёт проезжей части пролётного строения.
2.1.1.Определение расчётных усилий.
В данном курсовом проекте рассчитывается плита сборного двухблочного пролётного строения без омоноличивания продольного шва. Расчётная схема плиты проезжей части пролётного строения с ездой на балласте представлена на рис. 1.
Вт=0,57 м- ширина тротуара
b =0,26 м- ширина ребра
hб = 0,5 м- толщина балластного слоя
hпл =0,2 м- средняя толщина плиты балластного корыта
hт =0,1 м- средняя толщина тротуарной плиты
-толщина
балласта под шпалой;
Рис.1. Расчётная схема плиты проезжей части (балластного корыта).
Наружная и внутренняя плиты работают под вертикальной нагрузкой как консоли, защемлённые одной стороной в ребре балки. На внутренней консоли нагрузки считают равномерно распределёнными по всей длине, а на наружной консоли учитывают распределение нагрузок на участках разной длины и действие сосредоточенных сил от веса перил и тротуаров.
Нормативные постоянные нагрузки при расчётной ширине участка плиты вдоль пролёта 1,0 м от собственного веса:
односторонних металлических перил Рп=0,687 кН/м;
железобетонной плиты тротуара Рт=hтbтжб=0,1*0,57*24,5=1,372 кН/м;
плиты балластного корыта Рпл=hплжб=0,2*24,5=4,9 кПа;
балласта с частями пути Рб=hбб=0,5*19,6=9,8 кПа.
Нормативная временная нагрузка от подвижного состава принимается интенсивностью =19,62К=19,62*11=215,82 кН/м пути. Эта величина нагрузки распределяется шпалами и балластом поперёк оси пролётного строения на ширину
bр1=2,7+2h=2,7+0,35*2=3,4 м- ширина наружной консоли,
bр2=2,7+h=2,7+0,35=3,05 м- ширина внутренней консоли,
где h=0,35-толщина балласта под шпалой и принимает значение
Р1=/bр=215 ,82/3,4=63,48 кН/м.
Р2=/bр=215 ,82/3,05=70,76 кН/м
Коэффициент надёжности по нагрузке для постоянных нагрузок Рп, Рт, Рпл принимается равным f1=1,1, постоянной нагрузки Рб - f2 =1,3.
Коэффициент надёжности по нагрузке к временной нагрузке от подвижного состава принимают равным f=1,30.
Динамический коэффициент при расчёте плиты на прочность принимается равным 1+=1,5.
Усилия при расчёте на прочность для наружной консоли в сечении 1:
М1=f1Рпl4+Pт(l3+0,5bт)+Рпл*l32/2+f2Рб*l22/2+f(1+)*P*l12/2=1,10,687*1,63+1,372*(1,06+0,5*0,57)+4,9*1,062/2+1,3*9,8*0,962/2+1,3*1,5*63,48*0,672/2=39,39кНм.
Q1=f1(Pп+Рт+Рпл*l3)+f2Рб*l2+f(1+)*P*l1=1,1*(0,687+1,372+4,9*1,06)+1,3*9,8*0,96+1,3*1,5*63,48*0,67=103,14кН.
-для внутренней консоли в сечении 2:
М2=f1Рпл+f2Рб+gfn(1+m)*Pn*lк2/2=1,1*4,9+1,3*9,8+1,3*1,5*70,76*0,772/2=
=44,91 кНм.
Q2=f1Рпл+f2Рб+gfn(1+m)*Pn*lк=1,1*4,9+1,3*9,8+1,3*1,5*70,76*0,77=
120,21 кН.
Расчёт плиты будем производить по наибольшим значениям М=44,91 кНм и Q=120,21 кН (сечение 2).
Усилия при расчёте на выносливость max Mi и min Mi определяем аналогично усилиям при расчёте на прочность по вышеприведённым формулам при коэффициентах надёжности по нагрузке f1=f2=f=1,0 и динамическом коэффициенте 1+0,7=1,35:
для наружной консоли в сечении 1:
maxM1==Рпl4+Pт(l3+0,5bт)+Рпл*l32/2+Рб*l22/2+(1+0,7)*P*l12/2=0,687*1,63+1,372*(1,06+0,5*0,57)+4,9*1,062/2+9,8*0,962/2+1,35*63,48*0,672/2= 29,46кНм.
minM1=Рпl4+Pт(l3+0,5bт)+Рпл*l32/2+Рб*l22/2=0,687*1,63+1,372*(1,06+0,5*0,57)+ 4,9*1,062/2+9,8*0,672/2=10,23 кНм.
для внутренней консоли в сечении 2:
maxM2=Рпл+Рб+(1+0,7m)*Pn*lк2/2=4,9+9,8+1,35*70,76*0,772/2= 28,51кНм.
minM2=(Рпл+Рб)*lк2/2=(4,9+9,8)*0,772/2=4,36 кНм.
Расчёт по раскрытию трещин производится по наибольшему значению изгибающего момента, определённого по вышеприведённым формулам от нормативных нагрузок при коэффициентах надёжности по нагрузке f1=f2=f=1,0 и динамическом коэффициенте 1+=1,0:
М111=f1Рпl4+Pт(l3+0,5bт)+Рпл*l32/2+f2Рб*l22/2+f(1+)*P*l12/2=1,10,687*1,63+
1,397*(1,06+0,5*0,57)+4,9*1,062/2+1,0*9,8*0,962/2+1,3*1,0*63,48*0,672/2=30,67 кНм.
М211=f1Рпл+f2Рб+gfn(1+m)*Pn*lк2/2=1,1*4,9+1,3*9,8+1,5*1,0*70,76*0,772/2=31,27кНм.
Расчёт по раскрытию трещин будем производить по значению изгибающего момента М211=31,27 кНм.