2. Расчёт балочных пролётных строений железобетонных мостов.
2.1Расчёт плиты проезжей части.
Определение расчётных усилий в плите проезжей части производится с учётом особенностей конструкции пролётного строения. Плита проезжей части работает под нагрузкой на изгиб в поперечном направлении. В зависимости от способа объединения главных балок выбирается соответствующая расчётная схема плиты.
Плита сборных двухблочных пролётных строений без омоноличивания продольного шва.
Рис. 1.1. Расчетные схемы плиты проезжей части пролетных строений
с ездой на балласте
,
,
,
,
Нормативные постоянные нагрузки при расчётной ширине участка плиты вдоль пролёта 1,0 м от собственного веса:
- односторонних металлических перил:
;
- железобетонной плиты тротуара:
;
- плиты балластного корыта:
;
- балласта с частями пути:
,
где
|
|
– средняя
толщина тротуарной плиты ( |
|
|
– ширина
тротуара ( |
|
|
– средняя
толщина плиты балластного корыта ( |
|
|
– толщина
балластного слоя ( |
|
|
– удельный
вес железобетона ( |
|
|
– удельный
вес балласта ( |
);
);
);
);
);
);
2.2. Определение расчётных усилий.
Нормативная временная нагрузка от
подвижного состава интенсивностью
,
кН/м пути, где К – класс заданной нагрузки.
Нормативная временная нагрузка для наружной консоли:
.
Нормативная временная нагрузка для внутренней консоли:
.
Коэффициент надёжности по нагрузке для постоянных нагрузок Рn, Рm, Рnл принимается f1=1,1 и 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
.
Усилия при расчёте на прочность:
- для наружной консоли в сечении 1:
- для внутренней консоли в сечении 2:
Расчёт плиты производится по наибольшим значениям M и Q (M = 55,95 кНм; Q = 147,25 кН).
Усилия при расчёте на выносливость:
- для наружной консоли в сечении 1:
- для внутренней консоли в сечении 2:
Расчёт производится по наибольшим
значениям (
;
).
Усилия при расчёте по раскрытию трещин
(
):
- ля наружной консоли в сечении 1:
;
;
- ля внутренней консоли в сечении 2:
Расчёт плиты производится по наибольшим
значениям M и Q
(
;
).
2.3. Расчёт сечений плиты.
2.3.1. Расчёт на прочность.
Выбранное мной – балочное двухблочное пролётное строение железнодорожного моста из предварительно напряжённого железобетона. Материал – бетон В40, напряжённая арматура – пучковая из высокопрочной проволоки, ненапряжённая – класса А-I и А-II. Расчётный пролёт – 22,9 м; полная длина – 23,6 м.
Задаёмся рабочей арматурой периодического профиля класса А-II или A-III диаметром d=12…14 мм – для железнодорожных мостов (принимаем d=14 мм).
Полезная (рабочая) высота сечения при толщине защитного слоя 2 см:
Определяем в предельном состоянии по прочности (при прямоугольной эпюре напряжений в бетоне) требуемую высоту сжатой зоны бетона:
,
где
– изгибающий момент в расчётном сечении
(
);
– расчётное сопротивление бетона
осевому сжатию (
);
b – расчётная ширина плиты (b = 1,0м).
Рис. 2.1. Схема поперечного сечения плиты при расчете на прочность.
Задаёмся площадью арматуры периодического профиля А-II диаметром 12-14 (14) мм.
Требуемая площадь арматуры в растянутой зоне плиты:
,где
где z – плечо пары сил:
,
Rs – расчётное сопротивление ненапрягаемой арматуры растяжению.
Определяем количество стержней арматуры:
,
где
nст – целое число стержней;
As1 – площадь сечения одного стержня.
По конструктивным условиям принимаем количество стержней равное 7 шт.
Расстояние между стержнями рабочей
арматуры не должно превышать 15 см в
плитах балластного корыта железнодорожных
мостов (
).
Минимальное расстояние в свету между отдельными стержнями:
- при расположении арматуры один ряд – 4 см;
- в два ряда – 5 см.
Уточнённая площадь арматуры:
.
После уточнения площади арматуры с учётом принятого количества стержней определяем высоту сжатой зоны:
.
Проверяем прочность сечения по изгибающему моменту:
,
где
– предельный изгибающий момент по
прочности (несущая способность сечения).
