2.2. Расчет главной балки пролетного строения.
2.2.1. Определение расчетных усилий.
Постоянная нагрузка на пролетное строение складывается из собственного веса конструкции и веса мостового полотна.
Нормативная нагрузка на 1 погонный метр главной балки, кН/м, определяется:
- от собственного веса
=
- от веса мостового полотна с ездой на балласте
где γжб, γб – удельный вес ж/б и балласта соответственно;
hб – толщина слоя балласта;
bб – ширина балластного корыта, обычно принимаемая для однопутных
мостов равной 3.6м.
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 вертикальная нагрузка на одну главную балку принимается равной
,
где
- эквивалентная нагрузка класса К=1;
К- класс заданной нагрузки.
Интенсивность
эквивалентной нагрузки
зависит от параметров
и
,
определяющих положение вершины и длину
загружения участка линии влияния (при
устройстве пути на балласте α=0,5 при
λ≤10м).
Рис. 8 Линии влияния усилий в разрезной балке
Усилие |
α |
λ |
ν |
рν |
ω |
γfν |
1+μ |
М1 |
0,25 |
33,5 |
11,89 |
71,34 |
105,21 |
1,20 |
1,19 |
М2 |
0,5 |
33,5 |
11,10 |
66,60 |
140,28 |
1,20 |
1,19 |
Q0 |
0 |
33,5 |
12,68 |
76,08 |
16,75 |
1,20 |
1,19 |
Q2 |
0 |
16,75 |
15,48 |
92,88 |
4,19 |
1,25 |
1,27 |
Динамический коэффициент к нагрузкам от подвижного состава определяется по формуле и принимается не менее 1,15:
где χ – длинна расчетного пролета lр.
Полные усилия в сечениях разрезной балки при расчете на прочность определяются с учетом всех требований по следующим формулам:
Строим огибающие эпюры действующих в конструкции усилий:
Рис. 9 Огибающие эпюры в разрезной балке
Усилия на трещиностойкость определяются от действия на конструкцию нормативных нагрузок. Коэффициенты надежности по нагрузке и динамический коэффициент принимаются равными 1.
2.2.2. Расчет балки таврового сечения из обычного железобетона.
Приводим действительную форму поперечного сечения к расчетной:
Рис. 10 Расчетные схемы поперечных сечений главной балки
Расчет на прочность по изгибающему моменту.
Расчет ведется по наиболее нагруженному сечению (2-2).
Высота сжатой зоны бетона при действии максимального расчетного момента:
Так как x1>h’f значит ,что в сжатую зону ,кроме плиты , входит часть ребра главной балки, и сечение рассчитывается как тавровое.
Mi=Mi’+Mi”
Mi’=Rb(bf’-b)hf’(h0-0,5
hf’)=10781,42
Mi”= Mi- Mi’=11346,07
Находим высоту сжатой зоны в ребре .
Плечо пары внутренних сил таврового сечения
Z
=
= 1,99 м
Определяем необходимую площадь рабочей арматуры:
Принимаем арматуру класса АIII диаметром 40мм и определяем количество стержней:
Рис. 11Размещение рабочей арматуры каркасами в балках из обычного железобетона
После уточнения площади As с учетом принятого диаметра и количества стержней арматуры находим значение х2:
Плечо пары внутренних сил таврового сечения:
Z
=
= 1,984 м
Определяем предельный момент:
Мпр=RsAsz=330000∙0,034∙1,984=22260,48 кНм.
Условие прочности по изгибающему моменту выполнено:
Мпр=22260,48 ≥ М2=22127,49.