Часть 2. Расчёт балочных пролётных строений моста.
2.1.Расчёт проезжей части пролётного строения.
2.1.1.Определение расчётных усилий.
В данном курсовом проекте необходимо рассчитать плиту сборного двухблочного пролётного строения без омоноличивания продольного шва. Расчётная схема плиты проезжей части пролётных строений с ездой на балласте представлена на рис. 1.
Рис. 1. Расчётная схема плиты проезжей части пролётных строений с ездой на балласте.
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=1,3965 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 bр=2,7+2h=2,7+2*0,35=3,4 м, где h=0,35-толщина балласта под шпалой и принимает значение Р=/bр=215,82*0,5/3,4=31,7кН/м.
Коэффициент надёжности по нагрузке для постоянных нагрузок Рп, Рт, Рпл принимается равным f1=1,1; для 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*2,652+1,397*(2+0,5*0,57)+4,9*22/2+1,3*9,8*1,8952/2+1,3*1,5*31,7*1,72/2=144,95 кНм.
Q1=f1(Pп+Рт+Рпл*l3)+f2Рб*l2+f(1+)*P*l1=1,1*(0,687+1,397+4,9*2,09)+1,3*9,8*1,895+1,3*1,5*31,7*
1,7=162,0123 кН.
-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*41,81*0,92/2=40,36 кНм.
Q2=f1Рпл+f2Рб+gfn(1+m)*Pn*lк=1,1*4,9+1,3*9,8+1,3*1,5*41,81*0,9=89,69 кН.
Расчёт плиты будем производить по наибольшим значениям М=144,95кНм и Q=162,0123 кН (сечение 1).
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*2,652+1,4*(2,09+0,5*0,57)+4,9*2,092/2+9,8*1,8952/2+1,35*31,7*1,72/2=106,59 кНм.
minM1=Рпl4+Pт(l3+0,5bт)+Рпл*l32/2+Рб*l22/2=0,687*2,652+1,4*(2,09+0,5*0,57)+4,9*2,092/2+9,8*1,8952/2=33,44
для внутренней консоли в сечении 2:
maxM2=Рпл+Рб+(1+0,7m)*Pn*lк2/2=4,9+9,8+1,35*31,7*0,92/2=26,46 кНм.
minM2=(Рпл+Рб)*lк2/2=(4,9+9,8)*0,92/2=5,95 кНм.
Расчёт по раскрытию трещин производится по наибольшему значению изгибающего момента, определённого по вышеприведённым формулам от нормативных нагрузок при (1+)=1,0:
М111=f1Рпl4+Pт(l3+0,5bт)+Рпл*l32/2+f2Рб*l22/2+f(1+)*P*l12/2=1,10,687*2,652+1,397*(2+0,5*0,57)+
4,9*22/2+1,3*9,8*1,8952/2+1,3*1,0*31,7*1,72/2=109,73 кНм.
М211=f1Рпл+f2Рб+gfn(1+m)*Pn*lк2/2=1,1*4,9+1,3*9,8+1,3*1,0*41,81*0,92/2=29,36 кНм Расчёт по раскрытию трещин будем производить по значению изгибающего момента М111=109,73 кНм.