Часть 2.Расчёт балочного пролётного строения

Железобетонного моста

2.1.Расчёт плиты проезжей части

2.2. Определение расчётных усилий

2.3. Расчёт сечений плиты

2.3.1. Расчёт на прочность

2.3.2. Расчёт на выносливость

2.3.3. Расчёт наклонных сечений плиты на прочность

2.3.4. Расчёт на трещиностойкость

Часть 3. Расчёт главных балок пролётного строения

3.1. Определение расчётных усилий

3.2. Расчёт балки из обычного железобетона

3.2.1. Расчёт на прочность по изгибающему моменту

3.2.2. Расчёт на трещиностойкость по касательным напряжениям

3.2.3. Расчет на прочность по поперечной силе

Список литературы

Часть 1. Разработка варианта

Исходные данные: Отверстие моста 68,3м; отметка бровки полотна (БП) – 147,6М; район строительства Пензенская область; уровень меженных вод (УМВ) – 140,6М; уровень высоких вод (УВВ)-143,0м; низкий уровень ледохода (УНЛ)-140,5м; высокий уровень ледохода (УВЛ)- 142,6М; толщина льда –0,6м. Нормативная вертикальная нагрузка – С 13. Коэффициент общего размыва К=1,1

Назначение основных размеров

Полная длина моста определяется по заданному отверстию моста с учетом количества пролетов в схеме моста и конструктивных параметров опор (тип устоя, толщина промежуточной опоры и т.д.).

ПР = БП+0,9 = м;

Н= БП – (УМВ +УВВ) / 2 м;

Необходимая длина моста между концами устоев по формуле:

L п=l_o+ n *b + i* 1,5* H+2*a, где

L n – необходимая длина моста между концами устоев, м;

l_o –отверстие моста м;

n – количество промежуточных опор, м;

H – высота от средней линии трапеции, образуемой горизонталями высоких вод и меженных вод (11 метров) м;

а – величина захода устоя в насыпь, м. а=0,75 при Н 6м; а=1,0 при Н 6м

b – средняя толщина промежуточной опоры

i – уклон конуса насыпи

Таким образом

L п =85+6*2,6 +3*11+2*0,75=135,1м.

Устои приняты свайные. Фактическая длина моста при принятых конструкциях составит (с учетом расстояния между торцами балок по 0,05):

L_ф=4,15+0,05+16,5+0,05+18,0+0,05+44,0+0,05+16,5+0,05+16,5+0,05+16,5+0,05+4,15=

=136,5 м.

L ф=l_o- (n *b + i* 1,5* H+2*a) = 136, 5 -

Определение объемов работ

Пролетные строения. Объем железобетона пролетного строения полной длиной 18,0 м – 44,4 м³ .Объем железобетона пролетного строения полной длиной 16,5 м –36,39 м³. Объем железобетона пролетного строения полной длиной 11,5 м –20,75 м³.

Промежуточные опоры. Имеем три промежуточные опоры высотой по 5,3 м. Объем железобетонных блоков составляет для одной опоры:

V_бл = 30,3м³

Бетон омоноличивания блоков и бетон заполнения опоры составляет

V_ом= м³.

Объем ростверка высотой 2м из монолитного железобетона с размерами в плане 8,6*3,6 м при скосах по 0,5м :

V_роств.=2*(3,6*8,6-4*0,5³)=60,92 м³.

При назначении размеров промежуточных опор необходимо учитывать требования норм, в которых указано, как определяются размеры подферменных плит промежуточных опор.

Исходя из наличия ледохода, устраиваем закругленную опору. Для плиты с закругленной в плане формы ширина и толщина определяются по формулам:

a=e+c₁+0,4+2k₁;

b=m+c₂+0,4+2k₂;

Исходя из табличных данных, получаем следующие значения:

a=0,75+0,72+0,4+2*0,15=2,17м;

b=1,8+0,81+0,4+2*0,3=3,61м;

Для определения количества свай в свайном фундаменте промежуточной опоры балочного моста можно пользоваться приближенным способом расчета.

Количество свай определяется по формуле:

n=m , где

-m-коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента, действующего по подошве ростверка, равный 1,5-1,8;

SN - сумма расчетных вертикальных сил, действующих по подошве фундамента.

SN=N_вр+N_бал+N_пр.стр.+N_оп.

Здесь N_вр, N_бал, N_пр.стр., N_оп вертикальные давления, тс, соответственно от временной нагрузки при загружении двух прилегающих пролетов, от веса балласта на пролетных строениях железнодорожного моста, от веса железобетонных пролетных строений и от веса опоры с фундаментом.

Указанные величины определяются по формулам

N_вр=g*к_э ;

N_бал=2,0*1,3*F_б* ;

N_пр.стр =1,1*V_пр.стр.*2,5*0,5;

N_оп=1,1*V_оп*2,4, где

-l₁,l₂-полные длины пролетных строений, опирающихся на опоры, м;

-g-коэффициент надежности для временной нагрузки;

-к_э-эквивалентная нагрузка при l=l₁+l₂, тс/м;

-2,0-объемная масса балласта;

-1,3-коэффициент надежности для балласта;

-F_б- площадь поперечного сечения для балластного корыта, м²;

-1,1-коэффициент надежности для собственного веса конструкции;

-V_пр.стр- объем железобетона пролетных строений, опирающихся на опору;

- 2,5-объемная масса железобетона, т/м³

-V_оп- объем тела опоры и фундамента, м³;

-P_d-расчетная несущая способность одной сваи (сваи оболочки);

N_вр=1,2*14* =463,68 тс.

N_бал=2*1,3*1,8* =129,17 тс.

N_пр.стр=1,1*2,5*0,5*(83,0+83,0)=228,25 тс.

N_оп=1,1*2,4*(61,42+30,3+46,51)=364,93 тс.

åN=458,05+129,17+228,25+364,93=1180,4 тс.

При применении свай диаметром 60 см² длиной 15м несущая способность сваи по грунту составит 125 тс и тогда необходимое количество свай

n=1,6* м.

Примем 15 свай диаметром 60см и длиной 15м под опору. Объем полых свай при толщине стенки 8см составит

V_пс=15*15*( )=29,4м³.

Объем бетона для заполнения полых свай

V_з=15*15* м³.

Ограждение котлована из брусчатого деревянного шпунта с длиной шпунтин 6м, при периметре ограждения 2*(5,6+10,6)=32,4м площадь вертикальных стенок будет равной 6*32,4=194,4 м².

Устой. Объем железобетона оголовка устоя составляет 61,4 м³

Объем 9 полых свай с толщиной стенки 8см при длине 20м составит

20*9*( )=24,1м³.

Объем бетона для заполнения полых свай устоя

20*9* 27,4 м³;

Таблица1. Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов моста

Таблица 2.Определение общей стоимости моста