2.Расчет на выносливость.

Расчет на выносливость производят, считая, что материал конструкции работает упруго. Бетон растянутой зоны в расчете не учитывается. Максимальное напряжение в сжатой зоне бетона и растянутой арматуре сравнивается с соответствующими расчетными сопротивлениями. Расчетные сопротивления материалов устанавливаются в зависимости от характеристики цикла действующих напряжений:

;

где max M^’_i и min M^’_i – максимальный и минимальный момент от нормативных нагрузок при расчете на выносливость.

Высота сжатой зоны приведенного сечения определяется по формуле:

;

n’ – условное отношение модулей упругости арматуры и бетона, при котором учитывается виброползучесть бетона, (для бетона класса В30 n’ = 15);

Тогда

Плечо пары внутренних сил при треугольной эпюре сжимающих напряжений в бетоне:

Проверка напряжений производится по формулам:

• в бетоне

- в арматуре

- условие не выполняется, значит увеличиваем площадь арматуры.Принимаем n =11 шт. тогда

;

3. Расчет наклонных сечений плиты на прочность.

Проверка прочности по поперечной силе наклонных сечений плиты производится из условия, ограничивающего развитие наклонных трещин:

где Q_i – поперечная сила в расчетном сечении;

R_bt – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению.

110,31 кН < 114,84 кН.

Условие выполняется.

4.Расчет на трещиностойкость.

Расчетом ограничивается ширина раскрытия поперечных трещин.

Определение ширины раскрытия поперечных трещин в конструкции с арматурой периодического профиля производится по формуле:

где _cr = 0,02 см – предельное значение расчетной ширины раскрытия трещин;

- напряжение в рабочей арматуре;

М_i^’ – изгибающий момент для расчета на трещиностойкость в расчетном сечении;

Е_s – модуль упругости ненапрягаемой арматуры = 2,0610⁵ кН/м²;

R_r – радиус армирования, определяемый по формуле;

Здесь А_r = b(a_s + 6d) = 100(0,2+6*1,131) =699 см² – площадь зоны взаимодействия арматуры с бетоном;

Тогда

Условие выполняется трещины в растянутой зоне раскрываются меньше допустимой величины.

4.1 Расчет главной балки пролетного строения

4.1.1. Определение расчетных усилий

Постоянная нагрузка на пролетное строение складывается из собственного веса конструкции и веса мостового полотна.

Нормативная нагрузка на 1 пог. м главной балки, кН/м, определяется:

- от собственного веса

;

- от веса мостового полотна

,

где и - объем железобетона и полная длина пролетного строения;

- число главных балок;

- толщина слоя балласта;

- ширина балластного корыта, равная 3,6 м.

Коэффициенты надежности по нагрузке для постоянных нагрузок при расчете на прочность принимаются:

- для собственного веса - ;

- для веса мостового полотна с ездой на балласте - .

Из двух указанных значений коэффициентов надежности по нагрузке принимается то, которое создает наиболее невыгодное суммарное воздействие постоянной и временной нагрузок.

При расчете на прочность нормативная временная нагрузка по схеме СК используется в виде:

эквивалентной нагрузки , кН/м, соответствующей наиболее тяжелой нагрузке от состава с локомотивом;

распределенной нагрузки 9,81К, кН/м, от веса груженых вагонов состава;

нагрузки 13,7 кН/м от порожнего подвижного состава.

Однозначные линии влияния и отдельные участки двузначных линий влияния загружаются эквивалентной нагрузкой . Нормативная временная нагрузка на одну главную балку принимается равной (кН/м)

где - эквивалентная нагрузка класса К=1;

- класс заданной нагрузки (К=13).

Интенсивность эквивалентной нагрузки зависит от параметров и , определяющих положение вершины и длину загружаемого участка линии влияния.

Линии влияния усилий в главной балке

при :

- (для сечения у опоры):

- (для сечения, расположенного в четверти пролета):

- (для сечения в середине пролета):

.

при и (участок линии влияния Q для сечения в середине пролета):

(В общем случае, при расчете на прочность загружение линий влияния, состоящих из нескольких участков с разными знаками, производится с целью определения наибольших положительных и отрицательных усилий от временной нагрузки. Для этого одновременно загружаются все участки одного знака, а затем другого. При общей длине загружения м каждый участок загружается своей эквивалентной нагрузкой .)

Нормативная временная нагрузка умножается при расчете на прочность на коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый для м равным 1,273, а для /2=4,55м

Расчетное усилие от постоянных нагрузок определяется как произведение суммарной интенсивности всех нагрузок на алгебраическую сумму площадей всех участков линии влияния:

.

Усилие от временной нагрузки ( положительное или отрицательное) определяется как сумма произведений интенсивности нагрузки с учетом динамического воздействия на площадь участка соответствующего знака:

;

Динамический коэффициент к нагрузкам от подвижного состава определяется по формуле

где - длина пролета или длина загружения линии , если она больше длины пролета.

В нашем случае

Полные усилия в сечениях разрезной балки при расчете на прочность определяется с учетом всех требований по следующим формулам:

;

;

.

В этих формулах коэффициенты надежности по нагрузке для постоянных нагрузок принимаются , динамический коэффициент (см. выше).

Огибающие эпюры при расчете на прочность

Усилия при расчете на трещиностойкость определяются от действия на конструкцию нормативных нагрузок. Коэффициенты надежности по нагрузке принимаются ; динамический коэффициент – .

;

;

;

.

Огибающие эпюры при расчете на трещиностойкость