Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка Новосибирск.doc
Скачиваний:
71
Добавлен:
17.05.2015
Размер:
869.38 Кб
Скачать

3.2. Расчет главной балки

В курсовой работе достаточно выполнить проверку прочности нормального сечения в середине пролета по изгабающему моменту наиболее нагруженной балки.

3.2.1. Допускаемая временная нагрузка при расчете на прочность по изгибающему моменту может быть определена как

,

(3.21)

где М — предельный изгибающий момент, кНм; Мр — изги­бающий момент от постоянной нагрузки, кНм; М — доля временной нагрузки, приходящаяся на одну балку, определяемая по рекомендациям пп. 3.7....3.9 [8];  = l2/8 — площадь линии влияния изгабающего момента для сечения в середине пролета.

Определение предельного изгибающего момента начинают с выбора расчетного сечения главной балки, в которое не включают внешний и внутренние бортики балластного корыта. Учитываемая в расчете длина консоли плиты не должна превышать шести приведенных толщин плиты hf, считая от начала свеса. Начало свеса принимают от ребра балки или от конца вута, если он имеет уклон 1:3 и более. Со стороны соседней балки длина консоли, вводимая в расчет не должна превышать половины расстояния между внутренними гранями ребер

Приведенная толщина плиты балластного корыта определяется как частное от деления ее площади с учетом вутов и стенки главной балки в пределах высоты вутов на ширину bf (см. рис. 3.2).

Рис. 3.2. Определение геометрических характеристик расчетного сечения главной балки

Высоту сжатой зоны бетона определяют по формуле

.

(3.22)

Заметим, что так же, как и при расчете плиты балластного корыта, высота сжатой зоны ограничена величиной yh0 (см. формулу (3.18)). Предельный изгибающий момент в расчетном сечении главной балки при x>hf

.

(3.23)

При xhf предельный изгибающий момент М определяют по формулам (3.15), (3.16) с заменой b на bf.

3.3. Выбор режима эксплуатации сооружения

Для определения возможности пропуска временной нагрузки по сооружению следует сопоставить минимальный класс каждого его элемента К с классом обращающейся нагрузки K0. Максимальные классы подвижного состава, обращающегося в настоящее время по сети железных дорог, представлены в «Руководстве ...» [8] и «Указаниях...» [9].

Если классы элементов пролетного строения по прочности и выносливости больше или равны соответствующим классам нагрузки, то эта нагрузка допускается к обращению без всяких ограничений. В противном случае следует проверить возможность пропуска этой нагрузки с ограничением скорости. Если и эта мера не дает желаемого результата — теоретически её пропуск по мосту должен быть запрещен.

На практике при исчерпывании расчетной несущей способности конструкций моста предпринимают экстренные меры по обеспечению безопасного и бесперебойного пропуска поездной нагрузки по сооружению (установка разгружающих рельсовых пакетов, временных опор и т. п.) и одновременно проводят интенсивную работу по подготовке и осуществлению их усиления или реконструкции.

Решение о замене пролетного строения принимают на основании анализа результатов его классификации по грузоподъемности, данных о физическом состоянии с учетом возможности и технико-экономической целесообразности его ремонта или усиления.

Поскольку состояние мостового полотна оказывает непосредственное влияние на грузоподъемность пролетного строения, то первоочередными мерами по обеспечению беспрепятственного пропуска временной нагрузки могут быть:

устранение чрезмерных величин эксцентриситетов оси пути относительно оси пролетного строения;

уменьшение толщины балласта под шпалой до нормируемой [10] величины путем его вырезки или подъемки пролетного строения;

приведение очертания балластной призмы в соответствие с рекомендациями [11].

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 2

Сведения о пролетных строениях мостов

Таблица П. 2.1

Основные строительные показатели пролетных строении железнодорожных мостов из обычного железобетона

ln, м

l, м

Nc

h, м

b, м

Строительная высота, м

Объем бетона, м3

Р, кН

dп, м

hстр оп

Hстр

Vб

Vт

С нормальной строительной высотой

2,95

2,55

1

0,30

2,62

0,80

0,80

4,0

0,3

1 10

0,15

4,00

3,60

2

0,35

1,30

0,85

0,85

5,9

0,4

82

0,15

5,00

4,50

2

0,40

1,30

0,90

0,90

8.0

0,6

110

0,15

6,00

5,40

2

0,45

1,30

0,95

0,95

10,3

0,7

141

0,15

7,30

6,70

3

0,55

1,30

1,07

1,05

13,4

0,8

182

0,15

9,30

8,70

4

0,90

0,50

1,60

1,40

16,3

1,1

223

0,15

11,50

10,80

4

1,05

0,50

1,75

1,55

21,2

1,3

289

0,15

13,50

12,80

4

1,20

0,50

1,92

1,70

27.6

1,5

373

0,15

16,50

15,80

4

1,40

0,50

2,12

1,90

36,9

1,8

492

0,15

С пониженной строительной высотой

9,30

8,70

5

0,60

1,30

1,30

1,10

18,2

1,1

247

0,15

11,50

10,80

5

0,70

1,30

1,40

1,20

26,4

1,3

331

0,15

13,50

12,80

5

0,80

1,40

1,52

1,30

34,7

1,5

461

0,15

16,50

15,80

5

1,00

1,40

1,72

1,50

51,6

1,8

680

0,15

В табл. П. 2.1:

ln — полная длина, м; l — расчетный пролет, м; Nc — тип сечения; h — высота балки, м; b — толщина стенки, м; hстр оп — строительная высота на опоре, м; hстр — строительная высота в пролете, м; Vб — объем бетона всех блоков, м3; Vт — объем бетона тротуаров, м3; Р — вес блока, кН; dп — толщина плиты, м.

Рис. П.2.1. Пролетные строения ж.-д. мостов из обычного железобетона Пролетами от 2 до 15 м (тип. проект Ленгипротрансмоста, инв. № 557)

Таблица П.2.2

Основные строительные показатели пролетных строений железнодорожных мостов из предварительно напряженного железобетона

Наименование показателя

Расчетный пролет, см

1580

1800

2290

2690

3350

1

2

3

4

5

6

Полная длина ln, см

1650

1870

2360

2760

3420

Высота балки h, см

140

155

185

225

240

Строительная высота от подошвы рельса до низа конструкции в пролете hстр, см

190

205

235

275

295

Высота балки от подошвы рельса до опорной площадки, см

212,2

243,4

285,5

325,5

348

Толщина ребра балки bp, см

26

26

26

26

16

Толщина плиты dп см

18

18

18

18

22

Объем бетона пролетного строения, м3

35,17

46,18

64,33

83,01

99,34

Класс бетона

40

40

40

40

50

Расход арматуры на пролетное строение, кг

6250

7700

10250

14190

19900

В том числе:

напрягаемая класса В-Н

1830

2360

3860

4910

7630

ненапрягаемая класса А-1

1200

1370

1750

2100

4760

ненапрягаемая класса А-11

3220

3970

4640

7180

7510

Масса прочего металла, кг

2190

2410

3430

3810

3810

Масса опорных частей, кг

1220

2180

2410

2410

3830

Масса одного блока с изоляцией, кг

46900

60900

82900

107600

115000

Рис. П. 2.2. Пролетные строения из предварительно-напряженного железобетона пол железнодорожную нагрузку (типовой проект Ленгипротрансмоста, инв. № 556)

Приложение 3

Опоры железнодорожных мостов (размеры даны в см)

Рис П.2.3. Типы опор

Таблица П. 3.1

Основные строительные показатели сборных устоев железнодорожных мостов

Тип устоя

lп, см

Hоп, м

Cсв, см2

Fсв,. кН102

Db, м3

Геометрические характеристики устоев, см

a

b

c

d

e

f

g

I

(6 свай)

600

5

35x35

5,2

15,5

107

II

(6 свай)

930

5

35x35

6,8

17,5

165

115

1150

6

35x35

7,8

18,2

180

140

1650

8

35x35

9,5

82,8

8

40x40

9,7

86,8

112

31

225

150

150

90

10

40x40

10,1

88,8

III

(12 сваи)

1870

8

35x35

9,8

82,8

8

40x40

10

85,8

78

14

275

100

150

90

10

40x40

10,8

8Х,8

2360

10

40x40

11,7

100,3

92

67

405

125

135

155

12

40x40

13,1

105,5

2760

10

40x40

13

102,3

75

34

430

100

135

155

12

40x40

13,4

108,1

В табл. П. 3.1:

lп — полная длина опирающегося пролетного строения, см; Ноп — высота опоры, м; Ссв — сечение свай, см2; Fсв — максимальное усилие на сваю, кН 102 ;Db — расход бетона на устой, м3.

Таблица П. 3.2

Основные строительные характеристики промежуточных опор железнодорожных мостов

lР, м

Hоп, м

Опоры обтекаемой формы

Опоры прямоугольного сечения

A, см

B, см

Vб, м3

Np, кН 102

B, см

Vб, м3

Np, кН 102

1

2

3

4

5

6

7

8

9

6,70-7,10

5

130

380

23

31-32

310

20

30-3

10

160

410

60

41-42

310

50

31-3

15

190

440

114

56-57

310

88

41-4

20

220

470

186

75-76

310

136

62-6

8,70-11,50

5

160

410

30

37-44

310

25

36-43

10

190

440

76

50-57

310

59

45-52

15

220

470

140

68-74

310

102

57-64

20

250

500

223

90-97

310

155

72-79

12,80-15,80

5

160

410

30

48-54

310

25

46-53

10

220

470

93

65-72

310

68

58-65

15

250

500

167

85-92

310

116

71-78

20

280

530

263

112-118

310

174

87-94

18,0-26,9

5

160

440

33

61-84

380

30

60-84

10

220

500

100

80-103

380

84

75-98

15

250

530

179

101-125

380

143

91-115

20

280

560

280

129-152

380

213

110-134

В табл. П. 3.2:

lр — расчетный пролет, м; Ноп — высота опоры, м; Vб — объем бетона опоры, м3; Nр — расчетная вертикальная нагрузка по обрезу фундамента, кН102.

Таблица П.3.3

Основные строительные характеристики монолитных устоев железнодорожных мостов

lр, м

Hн, м

A, см

B, см

Необсыпной устой

Обсыпной устой

Np, кН 102

Vб, м3

Np, кН 102

Vб, м3

6,7-7,1

3

130

310

36-37

62

6

130

310

78-79

207

34-35

61

9

130

310

45-46

101

12

130

310

60 61

156

15

130

310

77-78

217

8,7-11,5

3

160

310

39-44

60

6

160

310

82-86

205

38-43

61

9

160

310

50-54

104

12

160

310

64-69

155

15

160

310

81-85

217

12,8-15,8

3

160

310

47-51

60

6

160

310

89-94

205

45-50

61

9

160

310

57-61

102

12

160

310

71-75

153

15

160

310

87-92

214

18,0-26,9

3

160

380

59-73

70

6

160

380

110-125

248

57-72

72

9

160

380

71-85

116-121

12

160

380

87-100

174—182

15

160

380

107-112

243-255

В табл. П. 3.3:

lp — расчетный пролет, м; Hн — высота насыпи, м; Np — расчетная верти­кальная нагрузка по обрезу фундамента, кН 102; Vб — объем бетона, м

Примечания:

1. При опирании на промежуточную опору пролетных строений разной длины се размеры определяются по большему пролету. Расчетная нагрузка определяется по формуле:

,

где Np1 и Np2 — табличные значения Np соответственно для пролетов l1 и l2; V1 и V2 — соответствующие пролетам l1 и l2 объемы опоры (принимается V1 > V2); б — удельный вес бетона.

2. Размеры промежуточных опор при их высоте, не совпадающей с величинами, приведенными в табл. П. 3.2, принимаются по ближайшему большему значению Ноп. Объем опоры и величина Np определяются по линейном интерполяции.

3. Для ступенчатой опоры размеры сечений каждой ступени назначают в соответствии с табл. П. 3.2. При этом Ноп принимают равной высоте от верха опоры до места изменения сечения рассматриваемою участка. Нагрузка по обрезу фундамента вычисляется по формуле:

,

где Np1, V — расчетная вертикальная нагрузка и объем для обычной не ступенчатой опоры; Vс — объем ступенчатой опоры.

4. Параметры A и B для устоев определяют по табл. П. 3.3. Остальные размеры находят геометрическим построением. Значения расчетной нагрузки Np и объемов бетона устоев для высот насыпи, отличающихся от табличных величин, вычисляют по линейной интерполяции.

5. Эскизный расчет фундамента выполняется на действие вертикального усилия Nф, определяемого по выражению:

,

где k — коэффициент, учитывающий действие горизонтальных и внецентренно приложенных сил, для промежуточных опор k =1,2, для устоев k =1,5; Vф — объем фундамента (плиты ростверка); b — удельный вес воды; если фундамент выше уровня воды, b = 0; r — коэффициент надежности к временной нагрузке, принимаемый по табл.13 СНиП 2.05.03-84*; ,— нормативное значение эквивалентной нагрузки (кН/м пути) от ж.-д. подвижного состава классаК = 14, принимаемое по табл. 1 прил. 5 СПиП 2.05.03-84*; — длина загружения левого пролета, м;— длина загружения правого пролета, м.

6. Проверка напряжений по подошве массивною фундамента производится по формуле:

,

где Aф — площадь фундамента; R — расчетное сопротивление грунта.

7. Количество свай (оболочек) в свайных фундаментах назначается по условию:

,

где Nсв — несущая способность сваи (оболочки), определяемая по табл. П. 3.4.

Таблица П. 3.4

Несущая способность свай и оболочек по грунту, кН102

Параметры

Тип сваи

Сваи железо-бетонные, 35x35 см2

Оболочки,  1,6 м

Оболочки,  3,0 м

Глубина забивки, м

4

6

8

10

15

4

6

8

10

15

4

6

8

10

15

25

Песчаные фунты

Крупный песок

6

7

9

11

15

14

20

27

33

50

41

56

71

86

125

167

Средней крупности

4

5

7

8

12

13

19

25

32

48

36

51

65

80

120

162

Мелкий песок

3

4

5

6

9

9

14

19

24

36

25

37

49

61

91

124

Пылеватые пески

2

2,5

3

4

6

7

11

14

18

28

20

30

39

42

72

97

Супеси

24

33

42

52

75

101

Суглинки и глины

Твердые

13

17

20

25

35

40

50

60

70

95

120

Полутвердые

5

6

8

9

13

Тугопластичные

2

3

4

5

7

Мягкогпластичные

1

1,5

2

2,5

4

Пластичные

6

8

11

15

20

17

23

30

37

56

62

Приложение 4

Таблица П. 4.1

Укрупненные расценки работ на конструктивные элементы к заданиям на составление курсовых и дипломных проектов по мостам

Наименование работ

Единица

измерения

Стоимость, р.

I. Опоры

1. Изготовление и забивка деревянного брусчатого шпунта со спиливанием

1 м3 шпунтового ряда

270

2. Забивка металлического шпунта и выдергивание его

т

250

3. Устройство котлованов без водоотлива

м3

1,0

4. То же, с водоотливом

м3

1,5

5. Изготовление и забивка железобетонных свай

м3

300

6. Устройство фундаментов из железобетонных оболочек:

стоимость железобетонных оболочек

заполнение ядра

м3

м3

600

50

7. Стоимость фундамента на буровых сваях

м3 свай

270

8. Изготовление и опускание железобетонных опускных колодцев с заполнением кладкой до обреза фундамента

м3 кладки

130

9. Изготовление и опускание кессонов

м3 кладки

250

10. Бутобетонная и бетонная кладка фундаментов

м3 кладки

50

11. Монолитные и сборно-монолитные опоры

м3 кладки

190

12. Облицовка грубой тески

м2

70

13. То же, чистой тески

м2

100

14. Навесная облицовка

м2

65

II. Пролетные строении

15. Пролетные строения на автомобильных дорогах из обычного железобетона:

разрезные балочные

неразрезные балочные, арочные рамные и т. п.

м3

м3

500

550

16. То же, из преднапряженного железобетона:

разрезные балочные

неразрезные балочные, рамно-консольные, рамные и т. п.

м3

м3

500

550

17. Пролетные строения на железных дорогах из обычного железобетона:

разрезные балочные

неразрезные балочные, арочные

м3

м3

500

500

18. То же, из преднапряженного железобетона:

разрезные балочные

неразрезные баночные, рамные и т.п.

м3

м3

540

600

19. Мостовое полотно на деревянных поперечинах

(с железобетонными тротуарами)

м

220

20. Покрытие проезжей части гидроизоляцией с устройством водоотвода (в железнодорожных мостах)

м2

16

21. Проезжая часть на автодорожных пролетных строениях

м2

21

III. Разные работы

22. Двойное мощение

м2

8

23. Отсыпка насыпей механическими средствами

м3

2

24. Отсылка насыпей при помощи гидромеханизации

м3

1,5

25. Срезка русла

м3

1,1

Примечания:

1. На общую сумму затрат, подсчитанную по настоящим укрупненным расценкам, вводится коэффициент К = 1,3... 1,5, учитывающий содержание аппарата заказчика, освоение территории и непредвиденные расходы.

2. Стоимость 1 т металлоконструкций пролетных строений индивидуальной проектировки повышается на 10 % но сравнению с типовыми пролетными строениями.

3. К единичным расценкам следует плести коэффициент К = 6 для перехода к современному уровню цен.

Приложение 5

Задание на курсовую работу для студентов заочной формы обучения

Таблица П. 5.1

Исходные данные для составления схемы моста

Наименование данных

Номер варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Номер профиля перехода

(рис. П. 5.1)

По последней цифре шифра

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

Отверстие моста, м

46

48

50

52

54

56

58

60

62

64

Коэффициент общего размыва русла реки

1,4

1,3

1,2

1,1

Грунт верхнего слоя

Песок средней плотности, насыщенный водой

пылеватый

средней крупности

мелкий

Возвышение ПР над уровнем меженных вод, м

По последней цифре шифра

6,3

6,6

6,9

7,2

7,5

7,8

8,1

8,4

8,7

9,0

Толщина льда, м

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

Грунт нижнего слоя

Супесь

Глина

Суглинок

Глубина промерзания

грунта, м

1,2

1,3

1.4

1.5

1,6

Полная длина пролетного строения, м

9,3

11,5

13,5

16,5

18,7

Класс бетона по прочности на сжатие

По последней цифре шифра

В25

В27,5

ВЗ0

Высота плиты, м

По предпоследней цифре шифра

0,18

0,20

0,22

0,20

0,18

Класс арматурной стали

А-I

А-II

А-II

A-III

А-III

Толщина балласта под шпалой, м

1,12

1,20

1,3

1,4

1,5

Эксцентриситет оси пути

(e1 = e2), мм

60

70

80

90

100

90

.80

70

60

60

Количество и диаметр стержней арматуры

As 9  12

As 5  8 A1

As 2832

As 510A1

As 3032

As 510A1

As 3232

As 78A1

Процент поражения рабочей арматуры коррозией

12

15

18

20

22

20

18

15

15

12

Класс обращающейся нагрузки, К0

7,1

7,5

8,0

8,2

8,4

8,2

8,0

7,5

7,1

6,8

Классифицируемый элемент пролетного строения

По последней цифре шифра

Плита балластного корыта

Главная балка

Рис. П. 5.1. Профили мостовых переходов

Рекомендуемая литература

1. Проектирование металлических мостов. Составление и сравнение вариантов: Метод. указ. к курс. проектированию / Сост. Б.А. Рябышев, Е.В. Поваляев. Новосибирск, 1996. 28 с.

2. Методические указания к курсовому проекту железобетонного моста / Сост. В.П. Устинов. Новосибирск, 1988. 41 с.

3. Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов мостов / Сост. В.М. Круглое, А.Н. Донец. Новосибирск, 1995. 47 с.

4. Мосты и тоннели на железных дорогах: Учеб. для вузов / В.О. Осипов, В.Г. Храпов, Б.В. Бобриков и др.; Под ред. В.О. Осипова. М.: Транспорт, 1988. 367 с.

5. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы / Минстрой России. М.: ГП ЦПП, 1996.- 214 с.

6. Бобриков Б.В., Русаков К.М., Царьков АЛ. Строительство мостов: Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / Под ред. Б.В. Бобрикова. М.: Транспорт, 1987. 304 с.

7. Инструкция по применению габаритов приближения строений. ГОСТ 9238-83. ЦП 4425. Утв. 18.11.86. М.: Транспорт, 1988.

8. Руководство по определению грузоподьемности железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов. Утв. 30.11.86. М.: Транспорт, 1989. 127 с.

9. Указания по определению условий пропуска поездов по железнодорожным мостам. Утв. 29.10.81. М.: Транспорт, 1983. 264 с.

10. Инструкция но содержанию искусственных сооружений ЦП 628. Утв. 28.12.98. М.: Транспорт, 1999. 108 с.

11. Указания но устройству и конструкции мостового полотна на железнодорожных мостах. Утв. 28.07.87. М.: Транспорт, 1989. 119 с.

Содержание

1. Содержание курсовой работы 2

2. Составление вариантов 2

3. Основные положения оценки грузоподъемности эксплуатируемых железобетонных пролетных строений 6

Приложения 13

Рекомендуемая литература 24

Учебное издание