3. Определение нагрузок, действующих на опору

3. 1. Схема нагрузок

Нагрузки и воздействия, приложенные к опоре определяются в соответствии с [1, 4].

Схема действия нагрузки на опору представлена на Рис. 3.1.

На рисунке представлены следующие нагрузки:

1. Вертикальные нагрузки:

вес опоры - - собственный вес надфундаментной части опоры (без учета веса фундамента);

вес пролетных строений - - соответствующих давлению от примыкающих к данной опоре двух одинаковых пролетных строений слева (справа);

сила воздействия на опору - - от временной подвижной вертикальной нагрузки слева (справа).

2. Горизонтальные поперечные нагрузки:

сила давления ветра - - на опору;

сила давления ветра - - на пролетные строения;

сила давления льда - - на опору при наивысшем горизонте ледохода.

3. Горизонтальные продольные нагрузки:

силы торможения или тяги - ;

сила давления ветра - - на опору

а) б)

Рис. 3.1. Схема действия нагрузки на опору:

а) - вдоль моста;

б) - поперек моста

2. Собственный вес опоры

Нормативная вертикальная нагрузка от собственного веса опоры определяется по формуле:

, (3.1)

где V_оni – объем элементов опоры; – соответствующий удельный вес.

Расчетные (по I группе предельных состояний) значения постоянных нагрузок здесь и далее находятся с учетом коэффициентов надежности по нагрузке [1], (прил. 5):

, (3.2)

3. Реакции от собственного веса пролетных строений

Нормативную реакцию от собственного веса пролетных строений левого Р^н_пл и правого Р^н_пп пролетов допускается определять в виде суммы реакции от главных балок и ездового полотна.

Реакция от главных балок слева (справа):

, (3.3)

Реакция от мостового полотна слева (справа):

, (3.4)

где V – объем железобетона балок на 1 м² площади пролета (прил. 4);

– длина пролета; В – ширина моста или путепровода; h_i – толщины слоев ездового полотна, рекомендуемые [1]: выравнивающий бетонный слой 0,03-0,06 м; гидроизоляция 0,006 м; защитный железобетонный слой 0,04 м; асфальтобетонное покрытие 0,09 м (0,11 м при укладке асфальтобетонного покрытия непосредственно на гидроизоляцию); , и – удельные веса железобетона и элементов мостового полотна (см. прил. 5).

Вес пролетных строений слева (справа):

, (3.5)

Расчетные значения реакции от веса главных балок:

, (3.6)

Расчетные значения реакции от мостового полотна:

, (3.7)

Значения коэффициентов надежности по нагрузкам следует принимать в соответствии с [1] или (прил. 6).

Расчетные значения веса пролетных строений слева (справа):

, (3.8)

4. Вертикальные реакции от временных подвижных нагрузок

Вертикальные реакции от временных подвижных нагрузок определяются при загружении одного пролета и при двух загруженных пролетах. В обоих случаях реакции определяются для двух схем загружения: нагрузка А14 [10] и пешеходная (рис.3.2 а, 3.2 г); нагрузка Н14 [6] (рис.3.2 б, 3.2 д).

Вначале строятся линии влияния опорных реакций для примыкающих балочных пролетов (рис.3.2 в, 3.2 ж).

Далее они “загружаются” нагрузками А14 и пешеходной (рис.3.2 а) и одиночной Н14 справа (рис.3.2 б). И, наконец, “загружаются” оба примыкающих пролета (рис.3.2 г, 3.2 д).

Вычисление опорных реакций с использованием линий влияния производится по известным правилам строительной механики. Нормативная реакция от нагрузки А14 и пешеходной (рис.3.2 а):

(3.9)

(3.10)

(3.11)

где ν, Р, р – характеристики нагрузок [1, 6, 10]; =1, =0,6, =0,3 – коэффициент полосности по [1, 10]; n_в – число полос движения [10]; ω_П – площадь линии влияния по (рис. 3.2 в); ординаты соответствующих линии влиянии под тележкой.

Число полос движения определяется согласно [10]:

n_в=int (Г/3) (3.12)

где int – функция, значением которой является целое число от выражения в скобках; Г – ширина габарита проезда.

При этом ось полосы нормативной нагрузки АК (шириной 3,0 м) должна быть расположена не ближе 1,5 м от внутренней грани ограждения, а расстояние между осями смежных полос нагрузки должно быть не менее 3,0 м.

Расчетная длина пролета принимается по формуле

, (3.13)

где L – полная длина пролета; е₁≈0,35м - эксцентриситеты приложения нагрузки вдоль моста (рис. 3.1 а).

Нормативная реакция от нагрузки Н14 (рис.3.2 б):

, (3.14)

где ординаты соответствующей линии влиянии под осями Н14, установленной на правом пролете (рис. 3.2 в).

Из двух расчетных значений реакций для дальнейшего использования выбирается максимальное:

,(3.15)

где - коэффициенты надежности по нагрузке по [1], (прил. 5); (1+µ)=1- динамический коэффициент при расчете фундаментов [1].

Аналогично подсчитывается и выбирается максимальное значение реакции на два примыкающих пролета (Р_ВЛ+Р_ВП) (рис.3.2 г, 3.2 д). При этом пешеходная нагрузка имеет интенсивность (рис.3.2 г); в формулы вводится суммарная площадь (ω_П+ ω_Л); в формуле для реакции от Н14

, (3.16)

вводится ордината у_НЛ1 слева (рис. 3.2 ж).

Рис. 3.2. Схема загружения временными подвижными нагрузками (а, б, г, д), схемы примыкающих пролетов (е) и линии влияния (в,ж)

Эксцентриситеты приложения нагрузки:

вдоль моста (рис. 3.1 а) е₁≈0,35м ;

поперек моста (рис. 3.1б) е₂≈(п_в^.в_в-3) м - если максимальной оказывается реакция от нагрузки А14 и пешеходной; е₂≈(п_в^.в_в-1,75)м - если максимальная - Н14.

Здесь в_в - ширина полосы движения в зависимости от категории дорога [1]: II - 3,75 м; III - 3,5 м; IV - 3,0 м.