Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Руководство по определению грузоподъемности железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов (Первая редакция)

.pdf
Скачиваний:
231
Добавлен:
15.03.2016
Размер:
1.54 Mб
Скачать

121

Высота сжатой зоны бетона:

1100∙10

∙65,8∙10

270∙10

∙9,42∙10

16,5∙10

2,08

0,26

∙0,185

 

 

16,5∙10

∙0,26

 

 

 

 

 

 

 

0,333 м.

 

 

 

 

Относительная высота сжатой зоны ограничивается условием:

0,333

0,23 у

 

 

 

 

 

 

0,85

0,008∙16,5

 

 

 

 

0,47

 

1,42

 

1

1100

500

820 1

 

0,85

 

0,008∙16,5

 

Изгибающий момент:

 

 

 

 

500

 

0,5

 

 

1,1

 

 

 

16,5∙10

 

0,5

 

1,42

0,5∙0,333

 

 

2,08

0,26

∙0,185∙

∙0,26∙0,333∙

16,5∙10

1,42

0,5∙0,185

 

270∙10

∙9,42∙10

1,42

0,08

9505,9 кНм

Площадь линии влияния:

 

9,0 9,0

40,5 м .

 

 

 

 

 

Изгибающий

 

 

0,5 18,0

 

2360,8 кНм.

 

 

 

момент от постоянных нагрузок:

 

Допускаемая временная

1,1∙31,6

1,2∙19,6

 

∙40,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нагрузка:

2360,8

 

 

 

 

кН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9505,9

 

 

 

 

 

 

 

Класс главной балки в

 

1,15∙0,5∙40,5

 

 

 

 

м

на прочность по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

середине пролета из306,8расчета.

изгибающему моменту:

 

 

 

 

 

306,8

 

18,3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Расчет главной балки на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13,3∙1,263

прочность по поперечной силе

Расчет по поперечной силе выполняют в следующем порядке. Проверяют одно сечение, начинающееся от края опорной части (0,2 м

от оси опирания).

Интенсивность армирования хомутами принимают наименьшей в

пределах четверти пролета. Шаг хомутов s=0,1 м.

 

 

 

Рабочая высота сечения:

хомутов (2 14):

 

 

Площадь сечения всех ветвей

1,433 м.

 

сечения на горизонтали:

Длина проекции невыгоднейшего наклонного

 

3,08∙10 м .

 

2,5

2,5∙0,36∙1,433

∙1,6∙10

∙0,1

 

2,0 м 2

2,866 м.

 

 

240∙10

∙3,08∙10

 

 

 

 

 

 

Для расчета принимают

конца наклонного сечения до опоры:

Расстояние от верхнего

2,0м.

122

Эталонная нагрузка приа :

2,0

0,2 2,2 м.

 

кН

0,12;

18 2,2

15,8 м;

14,73

м

.

Площадь линии влияния поперечной силы, загружаемой:

-временной нагрузкой:

-постоянными нагрузками:

,

,

6,93 м ;

2,72 6,8 м .

Поперечная сила от постоянных нагрузок:

1,1∙31,6 1,2∙19,6 ∙6,8 396,4 кН.

Значение предельной поперечной силы выбирают как минимум из значений Q, определяемых по формулам (4.27) и (4,28).

Коэффициент, учитывающий влияние хомутов:

 

 

 

 

1

5

 

 

 

 

1

5

2,0∙10

 

∙8,55∙10

 

1,244,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

, ∙

 

 

 

 

 

8,55∙10

35∙10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент:, ∙ ,

 

 

 

 

 

1 0,01∙16,5 0,835

 

Предельная поперечная1 0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сила по сжатому бетону между наклонными

трещинами:

 

 

 

 

0,3∙1,244∙0,835∙16,5∙10

∙0,36∙1,433 2653,0 кН.

0,3

 

 

 

 

 

 

 

Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном:

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2∙1,6∙10

∙0,36∙1,433

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,0

 

 

 

 

трещине

в наиболее

Предельная

поперечная

сила

по

 

наклонной1182,2 кН.

 

опасном сечении:

 

 

0,8

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0,8∙240∙10

∙3,08∙10

∙2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

 

Допускаемая

 

 

 

 

 

 

 

1182,2∙10

2364,4 кН.

 

 

 

 

 

 

временная нагрузка:

396,4

 

кН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2364,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,15∙0,5∙6,9

493,6

 

м

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Класс главной балки из расчета на прочность по поперечной силе:

493,6 К 14,73∙1,263 26,5.

4) Расчет главной балки на выносливость

Расчет на выносливость в середине балки: Изгибающий момент от постоянных нагрузок:

M

n p

n p Ω

1,0∙31,6 1,0∙19,6

∙40,5 2073,9 кНм.

Изгибающий момент от временной нагрузки:

 

M

Ωε k Θ

40,5∙0,5∙306,8∙0,931

5781,66 кНм.

 

 

 

 

 

n

 

1,0

 

 

 

 

 

 

123

 

 

 

где

 

 

 

 

 

- коэффициенты надежности для расчета на

выносливость;

 

 

 

 

 

 

минимальное

значение допускаемой

временной

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

306,8 кН/м

 

 

 

 

 

 

 

 

нагрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Высота сжатой зоны с учетом растянутой зоны бетона:

где

 

-

высота балкиx h,

hс

1,55

0,833

 

0,667 м.

нижней (

h

 

 

 

 

 

 

 

 

hс

 

расстояние от нейтральной оси балки до

 

растянутой) грани.

 

 

 

 

 

 

 

Момент инерции и площадь приведенного сечения берем из выше

где

 

 

 

 

 

 

 

поперечнаяI 0,320 м

,

A

1,0113 м ,

указанного типового проекта:

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

0,74 м

 

 

 

 

 

площадь сечения балки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Асимметрия цикла напряжений при расчете по выносливости:

-

 

 

 

 

ρ

 

,

 

,

0,62;

 

 

 

 

 

 

- бетона

 

 

ρ

,

 

 

 

 

0,92.

 

 

 

 

 

арматуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициенты, зависящие от асимметрии цикла напряжений при расчете по выносливости:

ε

1,24; ε

0,93.

Расчетные сопротивления:

R

0,6∙1,24∙16,5

12,28 МПа;

R

0,93∙1100

1023,0 МПа.

Допускаемая временная нагрузка по выносливости бетона:

k

1

R

I

M

 

1

 

 

Θε Ω

 

x

0,931∙0,5∙40,5

кН

12,28∙10

∙0,320

 

 

 

 

0,667

 

2073,9∙10

202,49

м

.

Допускаемая временная нагрузка по выносливости арматуры:

k

1

 

R

I

 

M

 

1

 

 

Θε Ω

n

h

x

a

0,931∙0,5∙40,5

 

 

180

1023∙10 ∙0,320

2073,9∙10

4096,61

кН

.

35

∙ 1,55

0,667

0,08

 

 

 

м

Из полученных значений распределенной нагрузки определяющим является нагрузка из расчета по выносливости бетона.

Класс главной балки в середине пролета из расчета на выносливость:

202,49

K 13,3∙1,175 13,0.

124

Приложение З

Учет влияния дефектов пролетного строения в расчетах на выносливость

З.1. Учет трещин в сжатой зоне

Учет влияния трещин, заходящих в сжатую зону бетона, при расчетах на выносливость производят следующим образом. Если высота сжатой зоны

бетона

ф

(см. п. 11.4) больше, чем величина

, вычисленная в соответствии

с

 

 

 

 

указаниями п. 11.3.1, то допускаемую временную нагрузку на выносливость

бетона и арматуры определяют по формулам раздела 6.

 

Если высота сжатой зоны ф меньше

, то допускаемая временная

нагрузка по выносливости бетона для расчетного сечения главной балки:

где

- предельный изгибающий

момент,

, определяемый по формулам:

а) для прямоугольного, а также для таврового сечения при ф

:

 

1

 

 

ф

;

 

 

2

ф

:

3

 

б) для таврового сечения при

 

ф

 

 

1

 

ф

1

2

ф

3

2

ф

ф

2

ф

;

3

3

где

- коэффициент

уменьшения

динамического воздействия

временной нагрузки, принимаемый по приложению В.

определяют по

Изгибающий

момент от

постоянной

нагрузки

формуле (6.21) при

1.

 

 

 

Расчет сечений по выносливости арматуры с учетом трещин, заходящих в сжатую зону, не производят.

З.2. Учет наклонных трещин

Если при обследовании пролетного строения обнаружены наклонные трещины в стенке главной балки, то следует определить классы пролетного строения по выносливости хомутов и отгибов, пересеченных трещиной.

Для расчета выбирают хомут или отгиб в месте, где трещина имеет наибольшую ширину. Производят испытание пролетного строения, при котором должны быть получены следующие данные:

- изменение раскрытия трещины в месте пересечения её хомутом или отгибом под испытательной нагрузкой, измеренное перпендикулярно трещине;

- сдвиг кромок трещины в том же месте и под той же нагрузки;

125

– поперечная сила от испытательной нагрузки в сечении у конца трещины в сжатой зоне, приходящейся на рассчитываемый элемент (одну балку).

Напряжения в хомуте или отгибе от испытательной нагрузки определяют по формуле:

где

 

 

 

 

 

 

,

,

 

 

 

 

 

 

где

-

угол направлением трещины и стержнем;

 

;

– модуль упругости,

арматуры, кгс/см2; d – диаметр стержня,

см;

– момент инерции сечения

стержня,

см4;

– марка бетона, кгс/см2;

условная длина арматурного

стержня, принимаемая равной 9 диаметрам для арматуры периодического профиля и 13 диаметрам для гладкой арматуры;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выносливости арматурного стержня в

 

Предельная поперечная сила по120 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

месте пересечения его трещиной определяется по формулам:

 

 

а) для пролетного строения с ненапрягаемой арматурой:

 

 

б) для пролетного строения

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

с

напрягаемой

арматурой

(без

преднапряженных хомутов):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- условная площадь;

 

статический момент

 

 

 

 

 

 

полусечения и момент приведенного сечения балки;

b

толщина ребра;

 

 

- предварительное напряжение в бетоне стенки на уровне

 

 

нейтральной оси сечения;

- предварительное напряжение в арматуре и

площадь ее поперечного сечений,

;

 

 

– приведенная площадь поперечного

сечения балки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Допускаемую временную нагрузку по выносливости определяют по

формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

постоянных,

 

 

 

 

 

 

 

где

– поперечная сила от

нагрузок,

определяемая по

формуле

(4.26) при

 

1;

 

 

- коэффициент, определяемый

по

126

приложению В; - доля временной нагрузки, определяемая по пп. 5.6-5.8; - площадь линии влияния поперечной силы.

З.3. Учет поперечных трещин в бетоне пролетных строений с

напрягаемой арматурой

,

Сначала определяют предварительное напряжение в арматуре

действующее при приложении к пролетному строению нагрузки, снижающей до нуля предварительное напряжение в нижней фибре бетона. Величину ,

устанавливаемую на основании результатов испытания пролетного строения, при которой измеряют относительные деформации бетона в сечении с трещиной и определяют высоту сжатой зоны, находят по формуле:

 

 

3

1

2

 

2

 

1

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

– изгибающий1

момент в сечении3 1

 

2

2

 

где

с трещиной,

для которого

производились измерения, от постоянной и временной испытательной

нагрузки;

 

 

 

 

 

,

здесь

– площадь

сечения

 

рабочей арматуры,

 

 

 

 

толщина ребра;

 

 

 

здесь

– ширина плиты;

 

 

, здесь – высота

 

 

 

 

 

сжатой

зоны

 

бетона,

полученная,

при

испытании;

– рабочаяx

высота

сечения;

 

 

 

 

 

, здесь

 

толщина плиты;

 

 

 

 

– отношение модулей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

упругости арматуры и бетона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

В

расчеты

на

выносливость вводят

величину

 

 

где

коэффициент

 

условий

 

работы

 

 

при

расчете

по выносливости

арматуры.

Далее определяют

относительную высоту сжатой зоны бетона в

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

предельном состоянии

 

и

 

из уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- по выносливости бетона:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2- по выносливости

арматуры:

 

2

 

0;

 

 

 

 

 

 

 

 

2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

бетона и0,напрягаемой

где

 

 

 

 

 

 

расчетные

сопротивления

 

 

арматуры при расчете элементов на выносливость.

 

Коэффициенты асимметрии цикла напряжений для расчетов по

выносливости

бетона и

арматуры разрешается принимать соответственно

 

 

 

 

где

– расчетное сопротивление напрягаемой арматуры

при

0,1;

, ,

 

 

 

расчете на прочность (см. табл. 4.2).

Предельный изгибающий момент при расчете:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

127

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- по выносливости бетона:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

6

 

2

 

 

2

 

 

3

 

2

 

 

- по выносливости арматуры:

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нагрузка по выносливости:

3

 

2

Допускаемая временная6

2

 

,

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

– наименьший

изгибающий

момент из

 

и

;

изгибающий момент от постоянной нагрузки, определяемый по формуле (4.22) при 1; - коэффициент, определяемый по приложению В.

З.4. Учет трещин, отделяющих плиту от стенки

При наличии в главной балке горизонтальной трещины, отделяющей плиту от стенки, следует определить класс пролетного строения по выносливости хомутов, пересекающих трещину.

Для расчета выбирают хомут, пересекающий трещину в месте наибольшего ее раскрытия. Должно быть испытано пролетное строение (см. п. 14.5) и получены следующие данные:

- изменение раскрытия трещины в месте пересечения ее с хомутом или отгибом под испытательной нагрузкой, измеренное перпендикулярно трещине;

- сдвиг кромок трещины в том же месте и под той же нагрузкой;

равномерно распределенная нагрузка на плиту в месте измерения

перемещения кромки трещины, определяемая по формуле

 

 

, где

 

 

эквивалентная нагрузка от классифицируемого подвижного

состава,

длина распределения давления от временной нагрузки поперек оси моста;

 

- равномерно распределенная эквивалентная

нагрузка

от

испытательного поезда по длине загружения, соответствующей загружаемому участку линии влияния поперечной силы для сечения у места

измерений и при

.

 

 

 

 

 

 

 

Допускаемая

временная нагрузка по выносливости:

 

 

0

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

– расчетное сопротивление3арматуры;

- доля

временной

нагрузки, определяемая согласно указаниям пп.

5.6-5.8;

,

- площади

линии влияния поперечной силы для сечения у места измерений, загружаемые соответственно временной и постоянной нагрузками;

128

0,16 ;

,

где - отношение эталонной эквивалентной нагрузки на плиту к эталонной нагрузке при загружении площади линии влияния ; – толщина ребра в месте измерения перемещения кромок трещины, см.

З.5. Учет раковин и сколов бетона

Положение нейтральной оси определяют по формулам: - для прямоугольного сечения:

2

;

- для таврового сечения:

2

;

Момент инерции приведенного (к бетону) сечения, ослабленного раковиной или сколом:

где

– приведенный момент инерции, определяемый,

по формуле

(6.38) или (4.42) с заменой на .

 

 

 

Предельные изгибающие моменты определяют по формулам:

 

- по выносливости бетона:

;

 

 

 

 

 

 

.

 

 

- по выносливости арматуры:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

129

Приложение И

Графики классов расчетных нагрузок 1907-1927 гг. и Н7 в единицах эталонной нагрузки С1

K 13

 

 

α=0,0

 

 

 

1

1907 г.

K 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1923 г.

 

12

 

 

 

 

 

 

3

1925 г.

12

 

 

 

 

 

 

 

4

1927 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Н7

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

11

10

 

 

 

 

 

 

 

 

10

9

 

 

 

 

 

 

 

 

9

8

 

 

 

 

 

 

 

 

8

7

 

 

 

 

 

 

 

 

7

0

2

4

6

8

10

12

14

16 18

20 λ, м

 

 

 

α=0,5

 

 

 

1

1907 г.

 

 

 

 

 

 

 

2

1923 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1925 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1927 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Н7

 

0

2

4

6

8

10

12

14

16 18

20 λ, м

Рисунок П.И.1. Графики классов расчетных нагрузок в единицах эталонной нагрузки С1

130

Приложение К

Динамические коэффициенты и допускаемые напряжения по старым нормам проектирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П.К.1 .

 

 

 

Величины динамических коэффициентов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Год выпуска норм

 

 

 

 

Динамический коэффициент 1 1

 

 

или технических

 

 

 

 

 

 

условий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1908

 

 

1,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1911

 

 

1,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1921

 

 

1,20

при толщине балластного слоя более 15 см;

 

 

 

 

 

1,35

при толщине балластного слоя менее 15 см;

 

 

 

 

 

1,50

при расчете плиты балластного корыта и толщине

 

 

 

 

балластного слоя более 15;

 

 

 

 

 

 

 

1,75

при расчете плиты балластного корыта и толщине

 

1926

 

 

балластного слоя 15 см;

 

 

 

 

 

 

1,40

9

 

 

 

 

 

 

 

 

1929

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 l

 

 

 

 

 

 

 

1931

 

 

где l – расчетный пролет

 

 

 

 

 

 

1,30

при l 5 м;

 

 

 

 

 

 

 

1,20

при 5 м l

20 м;

 

 

 

 

 

 

 

1,10

при l>20 м

 

 

 

 

 

 

1938

 

 

1

20

, но не больше 1,50

 

 

 

 

 

30 l

 

 

 

 

1947

 

 

1

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П.К.2.

 

 

 

Допускаемые напряжения для арматуры

 

 

 

 

 

 

 

 

Допускаемые

 

Год

 

Допускаемые

 

 

 

 

напряжения, кгс/см2

 

Год выпуска

напряжения, кгс/см2

 

выпуска

 

 

 

 

 

 

 

 

норма или

 

 

 

 

 

для

 

 

 

 

 

для

 

 

 

норм или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

основной

 

 

 

для

 

технических

основной

 

для

 

технических

 

 

 

 

 

 

 

условий

 

рабочей

 

хомутов

 

условий

рабочей

 

хомутов

 

 

арматуры

 

 

 

 

 

 

арматуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1908

 

800

 

 

500

 

1929

1100

 

900

 

1911

 

1000

 

700

 

1931

1300

 

1300

 

1921

 

1200

 

800

 

1938

1200

 

1200

 

1926

 

900

 

 

700

 

1947

1200

 

1200

 

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.