4 Статический расчет пролетного строения

4.1 Расчет плиты балластного корыта

4.1.1 Расчетная схема

В курсовом проекте разрешается применять приближенные расчетные схемы, по которым пролетное строение условно расчленяется на плиту проезжей части и главные балки, рассчитываемые отдельно, но с частичным учетом их совместной работы. Для расчета принимается участок плиты шириной 1м (размером вдоль оси моста).

В настоящих методических указаниях рассматриваются расчеты лишь для основного варианта конструкции проезжей части с ездой на балласте со свободными консолями плиты (Рисунок 4.1, а). Данные к расчету плиты с продольным стыком по оси пролетного строения или с безбалластной ездой можно найти в литературе, например, /9, п.5.2/.

Расчетной схемой плиты проезжей части приняты две консоли, заделанные в стенку главной балки. В курсовом проекте достаточно рассчитать плиту только в сечении 1 – 1 и 2 – 2 (Рисунок 4.1, б, 4.1, в).

4.1.2 Нормативные нагрузки

На внешнюю консоль действуют следующие постоянные нагрузки (см. Рисунок 4.1, б):

g₁ = , кН/м – от собственного веса железобетонной плиты, g₂ = , кН/м – от веса балласта с частями пути, g₃ = 4 кН/м – нагрузка от веса тротуаров с коммуникациями, G₄ = 0,7 кН – нагрузка от веса металлических перил. Здесь кН/м³ – удельный вес железобетона; кН/м³ – удельный вес балласта с частями пути.

Дополним Рисунок 4.1 некоторыми конкретными формулами с обозначениями, как правило, в соответствии со СНиП 2.05.03-84^*. В общем случае можно принять:

a₁ = 0,5 (B₁ – B – b); a₂ = 0,5 ( B – b – 0,02);

a₅ = 0,5 (2,7 +2 d₂ - B – b). (4.1)

Кроме этого, принято:

d₃ = 0,5 м - стандартная толщина балласта;

d₀ – толщина плиты балластного корыта в корне внешней консоли.

Нормативная временная нагрузка от подвижного состава (на 1 м длины) на внешнюю и внутреннюю консоли плиты принимается равной:

q_υ1 = 19,62 К / (2,7 + d₂), кН/м; q_υ2 = 19,62 К / (2,7 + d₂), кН/м, (4.2)

где К – класс нагрузки;

d₂ – толщина балласта под шпалой (обычно d₂ = 0,35 м).

а) конструктивная схема; б) расчетные схемы; в) эпюры М и Q

Рисунок 4.1 – Схемы к расчету плиты балластного корыта

4.1.2 Расчетные усилия

Изгибающие моменты в расчетных сечениях 1-1 и 2-2 (см. Рисунок 4.2) следует определять по формулам:

для расчетов на прочность

(4.3)

для расчетов на выносливость

(4.4)

для расчетов на трещиностойкость

(4.5)

Поперечные силы следует находить только для расчетов на прочность:

(4.6)

В формулах (4.3) и (4.6) (i=1,3,4) и - коэффициенты надежности по постоянным нагрузкам конструкции и по весу балласта, принимаемые равными 1,1 и 1,3 соответственно. При расчете плиты балластного корыта условно принимают длину загружения λ = 0, тогда коэффицие6нт надежности по временной нагрузке γ_fυ = 1,3-0,003 λ = 1,3, величина динамического коэффициента для расчетов на прочность (1+μ) = 1 + 10/(20+ λ ) = 1,5, а для расчетов на выносливость (1+2/3μ) = 1,33.

В дальнейшем расчеты производятся на наибольшие значения изгибающих моментов и поперечных сил (М₀ из М₁ и М₂, Q₀ из Q₁ и Q₂).

Рисунок 4.2 – Расчетные эпюры напряжений в плите балластного корыта