4. Расчёты по выбранному варианту .

4.1 Расчёт опоры (быка, устоя).

Определение нагрузок действующих на опору.

А) Вес опоры (по геометрическим размерам):

Б) Вес пролетных строений:

Где 15,76 и 23,93 – объём ж/б балки левого и правого пролета соответственно; 2,5 т/м³ – объемный вес ж/б; 6 – количество балок в пролёте.

Разность опорных реакций от веса пролетных строений создает в нижней части опоры момент:

В) Вес покрытия проезжей части:

Разность опорных реакций от веса покрытия создает в центре нижней части опоры момент:

Г) Вес временной нагрузки:

Вертикальная подвижная нагрузка А-11.

Вариант 1. Нагрузкой загружен только один пролёт (длиной 33 м).

Опорная реакция:

(1 + 0,95) – сумма ординат л.в. R_пр под осями тележки;

11 т – масса одной тележки;

1,1 т/м – равномерно распределённая нагрузка от одной автомобильной полосы;

16,2 м² – площадь л.в. под равномерно распределенной нагрузкой;

(1+0,6) – две полосы автомобильной нагрузки с коэффициентами 1 и 0,6;

(1 + μ) = 1 + (45 – 32,4)/135 = 1,1 – динамический коэффициент;

Р = 400 - 2· 32,4 = 335 кг/м² = 0,335 т/м² – тротуарная нагрузка на 1 м²

В нижней части опоры опорная реакция от временной нагрузки А-11 плюс толпа создаёт момент:

Вариант 2. Когда нагрузкой А-11 плюс толпа загружены оба пролета:

Для левого пролетного строения L = 23,4 м, коэф. Перегрузки тележки γ_f = 1,3:

Для правого пролетного строения L = 32,4 м:

Сумма опорных реакций от временной нагрузки А-11 в подошве фундамента создаст нормальную силу:

N_норм = 85,50 + 94,83 = 180,33 тс;

N_расч = 107,52 + 117,10 = 224,62 тс.

Разность опорных реакций на правом и левом пролетных строения от временной нагрузки А-11 в нижней части опоры создает момент:

М_норм = (94,83 – 85,5) · 0,35 = 3,26 тм;

М_расч = (117,10 – 107,52) · 0,35 = 3,35 тм.

Вес временной нагрузки НК-80:

Р_норм = 4,51 · 16,2 · 1,1 = 80,37 тс;

Так как Р_норм не превышает нормативную опорную реакцию от А-11, то в следующих расчетах усилия от НК-80 не рассматриваются.

Д) Вычисляем силу торможения:

Горизонтальная продольная нагрузка от торможения принимается в размере 50% от равномерно распределенной полосы нагрузки А-11 с одного более длинного пролета.

Т = 0,5 · 11 ·(1 + 0,6) · 16,2 = 14,26 т;

Такую нагрузку прикладывают на 1,5 м выше покрытия проезжей части, и в нижней части опоры она создает момент:

Е)Давление ветра на пролетное строение и опору поперёк моста:

Давление ветровой нагрузки принимается q_H^C = 1,8 кН/м². Полагаем, что ветровая нагрузка на опору передается с половины каждого примыкающего пролёта. Нормативное усилие:

Для перил:

Для балки пролетного строения:

Для опоры при УМВ:

Коэффициент заполнения к₃ , равный 0,2 для перил и 1 – в остальных случаях. Тогда нормативное усилие от ветровой нагрузки:

На перила:

На пролетное строение:

На опору:

Полное значение усилия от ветра при УМВ:

W = W_n + W_n.c. + W_on = 11,29 + 72 + 22,536 = 105,826 кН (10,58 тс).

Плечи приложения ветровой нагрузки относительно нижнего обреза опоры:

На перила:

На пролетное строение:

На опору:

, где 7,2 м – высота опоры.

Момент ветровой нагрузки относительно центра тяжести сечения по нижней грани опоры:

При УМВ:

то же при УВВ.

Расстояние от верха опоры до УВВ:

Расчётная ветровая поверхность опоры:

Усилие от ветровой нагрузки на опору:

Плечо его приложения относительно низа опоры:

Полное значение усилия от ветра при УВВ:

W = W_n + W_n.c. + W_on = 11,29 + 72 + 13,18 = 96,47 кН (9,647 тс).

Его момент относительно нижней грани опоры:

Ж) Определяем давление ветра на пролетное строение и опору в направлении вдоль моста.

Продольное усилие от ветровой нагрузки на пролетное строение принимается в размере 20 % от поперечного:

Через неподвижную опорную часть оно полностью передается на рассчитываемую опору.

Расчётная ветровая поверхность

При УМВ:

При УВВ:

Давление ветра на опору:

При УМВ:

При УВВ:

Давление ветра на опору и пролетное строение и его момент относительно нижней грани опоры:

При УМВ:

W = 16,66 + 95,184 = 111,84 кН (11,184 тс).

При УВВ:

W = 16,66 + 56,81 = 73,47 кН (7,347 тс).

З) Определяем давление льда на опору в направлении поперёк моста.

Воздействие ледовой нагрузки не учитывается, если в проекте предусмотрены эффективные меры для предотвращения воздействия льда на сооружение. В противном случае промежуточные опоры необходимо проверять на воздействие ледовой нагрузки, определяемой для опоры с вертикальной передней гранью по формуле:

,где т – коэффициент формы опоры, принимаемый при полуциркульном очертании опорной грани равным 0,9, а при заострённом очертании, определяемый в зависимости от угла заострения:

А – климатический коэффициент, R_p – временное сопротивление льда при раздроблении, принимаемое при отсутствии опытных данных при среднем и низком уровне ледохода равным 750 кПа и при наивысшем уровне ледохода – 450 кПа; b – ширина опоры на уровне ледохода; h_л – расчетная толщина льда в метрах, принимаемая равной 0,8 от наибольшей за зимний период с вероятностью превышения 1 %.

Расчетная толщина льда h_л = 0,5 м; ширина опоры на уровне ледохода b = 2,0 м; расчетное сопротивление льда при раздроблении R_p=750 кН/м² при УНЛ и R_p = 450 кН/м² при УВЛ. Расстояние от низа опоры

До УНЛ:

До УВЛ:

Давление льда на опору:

При УНЛ:

При УВЛ:

И) Определяем давление льда на опору в направлении вдоль моста.

Ширина опоры на уровне ледохода b = 8,2 м; т = 1 (при 2α = 180).

Давление льда и его момент относительно нижней грани опоры:

При УНЛ:

При УВЛ:

К) Определяем гидростатическое давление воды.

Для этого находим площадь поперечного сечения части опоры, находящейся в воде.

Длина участка, находящегося в воде:

При УМВ: h_м = УМВ – НО = 207,4 – 206,6 = 0,8 м ;

При УВВ: h_в = УВВ – НО = 210,0 – 206,6 = 3,4 м;

Гидростатическое давление воды определяется по формуле:

Р_гс = - V_оп· γ_w , где V_оп – объем части сооружения находящейся в воде; γ_w = 10 кН/м³ – удельный вес воды.

При УМВ:

При УВВ:

Момент гидростатического давления относительно центра тяжести расчетного сечения М=0.

Все полученные данные сводим в таблицу.

Сводная таблица усилий, действующих по верхнему обрезу плиты ростверка.

Наименование усилий	Нормативные усилия			Коэф. Надеж-ности	Расчетные усилия
	Нормальные N, kH.	Горизон-тальные Н, кН	Момент М, кН·м		Нормальные N, kH.	Горизон-тальные Н, кН	Момент М, кН·м
1. Собственный вес опоры	2959,1	-	-	1,1	3255	-	-
2. Гидростатическое давление
При УМВ	- 108,8	-	-	1,1	- 119,68	-	-
При УВВ	- 462,4	-	-	1,1	- 508,64	-	-
3. Вес пролётных строений
Левого	2364,0	-	428,9	1,1	2600,4	-	471,8
правого	3589,5	-		1,1	3948,4	-
4. Вес покрытия проезжей части
Левого	1122,8	-	147,3	1,2	1347,4	-	176,8
Правого	1543,8	-		1,2	1852,6	-
5. Вертикальная подвижная нагрузка А-11 плюс толпа
1 вариант	948,3	-	331,9	1,2-1,27	1171,0	-	409,8
2 вариант
Левого	855,0	-	32,6	1,2-1,3	1075,2	-	33,5
Правого	948,3	-			1171,0
6. Сила торможения	-	142,6	1540	1,2	-	171,12	1848
7. Давление ветра на пролетное строение и опору поперёк моста
При УМВ	-	105,826	789,22	1,5	-	158,74	1183,83
При УВВ	-	96,47	768,93	1,5	-	144,71	1153,40
8. Давление ветра на пролетное строение и опору вдоль моста
При УМВ	-	111,84	520,55	1,5	-	167,76	780,82
При УВВ	-	73,47	440,91	1,5	-	110,21	661,36
9. Давление льда на опору поперёк моста
При УНЛ	-	675	810	1,2	-	810	972
При УВЛ	-	405	891	1,2	-	486	1069,2
10. Давление льда на опору вдоль моста
При УНЛ	-	3075	3690	1,2	-	3690	4428
При УВЛ	-	1845	4059	1,2	-	2214	4870,8