3. Расчет пролетного строения.

1. Расчет главной балки.

Расчет балочного разрезного железобетонного пролетного строения под железнодорожную нагрузку включает в себя расчет главной балки и плиты проезжей части. В курсовой работе предусматривается расчет главной балки пролетного строения. Он производится в следующей последовательности:

• определение расчетной схемы и нормативных постоянных нагрузок от собственного веса балок и балласта с частями пути, двухсторонних тротуаров и перил, временной вертикальной нагрузки (по схеме СК);

• определение расчетных значений внутренних усилий в наиболее характерных сечениях (опорном, в четверти, середине пролета);

• подбор рабочей арматуры и проверка нормального и наклонных сечений балки по прочности;

• проверка сжатого бетона и растянутой арматуры на выносливость;

• расчет по раскрытию нормальных трещин.

Выбор конструкции пролетного строения и назначение основных размеров поперечного сечения производятся с учетом рекомендаций глав 10 [ 1 ] и СНиП 2.05.03 – 84 [2].

Главные балки железобетонных пролетных строений рассчитываются по предельным состояниям первой (на прочность, выносливость) и второй (по трещиностойкости, деформациям) групп.

3.1.1. Расчетная схема и определение нагрузок

Расчетную схему разрезного балочного пролетного строения для определения внутренних усилий принимают в виде равномерно загруженных балок, имеющих шарнирное опирание на опоры (рис. 3.1). Учитывая, что внутренние усилия определяются от постоянных и временной подвижной нагрузки, необходимо предварительно построить линии влияния изгибающих моментов и поперечных сил для характерных сечений главной балки, в которых изменяются ее размеры, а также продольное и поперечное армирование. Обычно ограничиваются тремя сечениями балки: посередине, в четверти пролета и на опоре. Линии влияния усилий М_0,5 , М_0,25, Q₀, Q_0,25, Q_0,5, их площади и схема загружения приведены на рис. 3.1.

В расчетах учитывают нормативные постоянные нагрузки на все пролетное строение: от собственного веса балок (q₁), от веса балласта с частями пути (q₂), двусторонних тротуаров (q₃) и веса перил (q₄). Нагрузки на пролетное строение определяются на один метр длины.

Рис.3.1. Линии влияния внутренних усилий в главной балке: q₁ и q₂ - постоянные нагрузки на пролетное строение; _i^li - эквивалентная временная нагрузка от подвижного состава; _i - площади линий влияния; l_р - расчетная длина пролетного строения.

От собственного веса балки пролетного строения:

, (3.1)

где V₁ - объем железобетона главных балок пролетного строения (см.прил.1); _ж.б. – плотность железобетона: _ж.б. = 24кН/м³.

От веса балласта с частями пути:

, (3.2)

где b_б - осредненная ширина балластной призмы (расстояние между внешними бортиками); h_б – толщина балластной призмы; _б - удельная плотность балласта: _б = 20 кН/м³.

От веса тротуаров с коммуникациями: q₃ = 3 - 5 кН/м (см.п.2.4 [2] ).

От веса перил q₄ =0.7 кН/м.

От временной подвижной нагрузки:

Нормативная нагрузка от подвижного состава соответствует равномерно распределенной (), которая определяется в зависимости от длины загружения линии влияния (  ) и положения ее вершины (  ). Каждой линии влияния соответствует своя эквивалентная нагрузка, значения которой приведены в [2, прил. 5].

При расчете на прочность постоянные нагрузки учитываются с коэффициентами надежности (_fi) , которые определяются в соответствии с положением СНиП [2, табл.8, с. 17], а временные вертикальные эквивалентные нагрузки от подвижного состава - с динамическим коэффициентом (1 + ), который определяется по СНиП [2, п.2.22]. В расчетах на выносливость учитывается динамический коэффициент –( 1 + 2/3 ). Расчеты по выносливости и трещиностойкости осуществляют по нормативным нагрузкам.