Материал: 15.05.14 mosty

2.3. Сравнение вариантов.

По варианту 1 капитальные затраты составят 334.5 тыс. руб., по варианту 2 – 326 тыс. руб,

по варианту 3 – 328 тыс. руб

Наиболее выгодно с экономической точки зрения проектировать 2 вариант моста

Часть 2. Расчёт балочных пролётных строений железобетонных мостов.

2.1. Расчёт плиты проезжей части.

Определение расчётных усилий в плите проезжей части производится с учётом особенностей конструкции пролётного строения. Плита проезжей части работает под нагрузкой на изгиб в поперечном направлении. В зависимости от способа объединения главных балок выбирается соответствующая расчётная схема плиты.

Плита сборных двухблочных пролётных строений без омоноличивания продольного шва.

Рис. 1.1. Расчетные схемы плиты проезжей части пролетных строений

с ездой на балласте

,

,

,

,

Нормативные постоянные нагрузки при расчётной ширине участка плиты вдоль пролёта 1,0м от собственного веса:

- односторонних металлических перил:

кН/м;

- железобетонной плиты тротуара:

кН/м;

- плиты балластного корыта:

_=4.9кПа;

- балласта с частями пути:

_=11.76кПа, где

2.2. Определение расчётных усилий.

Нормативная временная нагрузка от подвижного состава интенсивностью ν=14.83*К кН/м пути, где К – класс заданной нагрузки. ν – найдено методом интерполяции с учетом длины балки. Эта величина нагрузки распределяется шпалами и балластом поперек оси пролетного строения на ширину b ,м ; толщина балласта под шпалой h=0,45 м .

Нормативная временная нагрузка для наружной консоли:

Нормативная временная нагрузка для внутренней консоли:

Коэффициент надежности по нагрузке для постоянных нагрузок Pп , Рт и Рпл принимается

равным 1,1; постоянной нагрузки Рб -1,30 .

Коэффициент надежности по нагрузке к временной нагрузке от подвижного состава принимают равным 1,30 .

Динамический коэффициент при расчете плиты на прочность принимается равным 1,32(с учетом длины нашей балки)

Усилия при расчёте на прочность.

Усилия при расчёте на прочность для наружной консоли в сечении 1:

Усилия при расчёте на прочность для внутренней консоли в сечении 2:

Расчёт плиты производится по наибольшим значениям M и Q (M=25,66 кН*м; Q=74,81кН).

Усилия при расчёте на выносливость.

Усилия при расчёте на выносливость для наружной консоли в сечении 1:

Усилия при расчёте на выносливость для внутренней консоли в сечении2:

Расчёт производится по наибольшим значениям (maxM’=19,9 кН*м; minM’=3,52 кН).

Усилия при расчёте по раскрытию трещин.

(1+μ)=1,0

Усилия при расчёте по раскрытию трещин для наружной консоли в сечении 1:

Усилия при расчёте по раскрытию трещин для внутренней консоли в сечении 2:

Расчёт плиты производится по наибольшим значениям M (M=21,81 кН*м)

2.3. Расчёт сечений плиты.

2.3.1. Расчёт на прочность.

Выбранное мной – балочное двухблочное пролётное строение железнодорожного моста из простого железобетона. Материал – бетон В25, арматура - класса А-III. Расчётный пролёт –10,8м; полная длина – 11,5м.

Задаёмся рабочей арматурой периодического профиля класса А-II или A-III диаметром …14 мм - для железнодорожных мостов (принимаем ).

Прямоугольное сечение плиты имеет расчетную ширину . Толщина плиты в середине пролета .

Полезная (рабочая) высота сечения при толщине защитного слоя 2см:

Определяем в предельном состоянии по прочности (при прямоугольной эпюре напряжений в бетоне) требуемую высоту сжатой зоны бетона:

,

где – изгибающий момент в расчётном сечении ();

– расчётное сопротивление бетона осевому сжатию ();

b – расчётная ширина плиты (b = 2,1).

Рис. 2.1. Схема поперечного сечения плиты при расчете на прочность.

Задаёмся площадью арматуры периодического профиля А-III диаметром 12мм.

Требуемая площадь арматуры в растянутой зоне плиты:

,где

z – плечо пары сил:

,

R_s – расчётное сопротивление ненапрягаемой арматуры растяжению ().

Определяем количество стержней арматуры:

, где

- целое число стержней;

- площадь сечения одного стержня.

По конструктивным условиям принимаем количество стержней равное 6 шт.

Расстояние между стержнями рабочей арматуры не должно превышать 15 см в плитах балластного корыта железнодорожных мостов .

Минимальное расстояние в свету между отдельными стержнями:

- при расположении арматуры один ряд – 4 см;

- в два ряда – 5 см.

Уточнённая площадь арматуры:

.

После уточнения площади арматуры с учётом принятого количества стержней определяем высоту сжатой зоны:

.

Проверяем прочность сечения по изгибающему моменту:

, где

– предельный изгибающий момент по прочности (несущая способность сечения).

2.3.2. Расчёт на выносливость.

Расчёт на выносливость производят, считая, что материал работает упруго. Бетон растянутой зоне в расчётах не учитывается. Максимальные напряжения в сжатой зоне бетона и растянутой арматуре сравниваются с соответствующими расчётными сопротивлениями. Расчётные сопротивления материалов устанавливаются в зависимости от характеристики цикла действующих напряжении:

Высота сжатой зоны приведённого сечения определяется по формуле:

,

– условное отношение модулей упругости арматуры и бетона, при котором учитывается виброползучесть бетона (для ).

Рис. 2.2. Схема поперечного сечения плиты при расчете на выносливость.

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

Проверка напряжений производится по формулам

- в бетоне:

- расчетное сопротивление бетона сжатию в расчетах на выносливость;

- коэффициент, учитывающий рост прочности бетона во времени и принимаемый в зависимости от класса бетона ();

- расчетное сопротивление арматуры растяжению в расчетах на выносливость;

, - коэффициенты условий работы;

- коэффициент, учитывающий ассиметрию цикла напряжений в бетоне и принимаемый в зависимости от значений ( );

- коэффициент, учитывающий ассиметрию цикла напряжений в бетоне и принимаемый в зависимости от значений ( );

- коэффициент, учитывающий влияние на условие работы арматуры наличия сварных стыков. Для соединений стрежней контактной и точечной сварки при условии механической зачистки их концов();

, - расчетные сопротивления бетона и арматуры при расчетах на прочность.