Материал: МОСТЫЖИ

Содержание:

Введение

Часть I. Оценка грузоподъёмности железобетонного пролётного строения

1.1 Основные расчётные данные

1.2 Расчёт плиты балластного корыта по прочности

1.2.1. Основные данные и вспомогательные расчёты

1.2.2. Расчёт плиты балластного корыта

1.3 Расчёт плиты балластного корыта по выносливости

1.3.1 Основные данные и вспомогательные расчёты

1.3.2 Расчёт плиты балластного корыта

1.4. Сравнение классов элементов пролётного строения с классами подвижного состава

Часть II. Усиление железобетонного пролётного строения

Библиографический список

Введение

Грузоподъемность железобетонных пролетных строений определяется методом классификации по предельным состояниям первой группы – на прочность и на выносливость. В данном проекте мы для каждого заданного несущего элемента определим наибольшую допустимую для него равномерно распределенную временную вертикальную нагрузку и сравним её вертикальным воздействием конкретного железнодорожного состава.

При превышении нагрузки выше допустимой необходимо принять решение по усилению, реконструкции или замене несущего элемента.

Часть I. Оценка грузоподъёмности железобетонного пролётного строения

1.1 Основные расчётные данные

Цельноперевозимое железобетонное пролётное строение с расчётным пролётом l=15,8 м, имеет следующие показатели:

• фактическая прочность бетона R_сж=140 кг/см²=1400 т/м²;

• толщина балласта под шпалой h_b=0,55м;

• величина смещения оси пути относительно оси пролётного строения e=0,2 м;

Элемент пролетного строения: плита балластного корыта

Мост расположен на линии, где предполагается введение в обращение поездов, состоящих из тепловозов ТЭЗ и перспективных вагонов с осевым давлением 21,0 тс.

Постоянные нагрузки для расчета плиты балластного корыта шириной 1,0 м.

1. Участок плиты между рёбрами (сечения 2-2 и 3-3):

Рис 1.Участок плиты между рёбрами(сечения 2-2 и 3-3)

- нагрузка от веса балласта с частями пути

- нагрузка от собственного веса плиты, осреднённая в пределах расчётного пролёта (l_р=1,30м):

,

где A – площадь поперечного сечения плиты;

γ_р=2,5 т/м³ – объёмный вес железобетона;

γ_b=2,0 т/м³ – объёмный вес балласта.

2. Наружная консоль плиты, осреднённая в пределах расчётного пролёта:

Рис 2. Наружная консоль плиты(сечение 1-1).

- нагрузка от веса балласта с частями пути:

- вес тротуара, борта балластного корыта и консоли плиты:

- нагрузка от веса односторонних металлических перил

1.2 Расчёт плиты балластного корыта по прочности

Расчеты для определения класса грузоподъемности плиты балластного корыта по условию прочности выполняются для сечений 1-1 и 3-3

1. Основные данные и вспомогательные расчеты

1. Расчётные характеристики материалов пролётного строения для классификации по условию прочности.

Бетон: - фактическая прочность R=1400 т/м²,

расчетное сопротивление бетона на сжатие R_b=600 т/м²,

расчетное сопротивление бетона на растяжение R_bt=52,5 т/м²

Арматура: для гладкой арматуры – R_s=R_sc=19000 т/м²,

для арматуры периодического профиля – R_s=R_sc=24000 т/м².

2. Коэффициенты надёжности к нагрузке:

от веса балласта с частями пути n_p=1,2

от собственного веса конструкции пролётного строения (или его элементов) и перильного ограждения n_p=1,1;

к временной нагрузке n_к=1,15.

3. Динамический коэффициенты (при h_b=0,55 м):

при расчёте плиты балластного корыта для эталонной нагрузки и поездной нагрузки ТЭЗ:

для h_b≤1,0 м ; примем по графику 4.2 при a_к=2,1 м

4. Изгибающие моменты от постоянных нагрузок для расчетных сечений плиты:

наружная консоль плиты (сечение 1-1):

- коэффициенты надёжности для постоянных нагрузок, принимаемые: ;

- длина наружной консоли плиты с учётом тротуара, м;

- расстояние между наружной гранью ребра и центром тяжести ж/б сечения консоли балластного корыта, м;

- расстояние между наружной гранью ребра и внутренней гранью борта балластного корыта, м;

участок плиты между рёбрами (сечения 2-2, 3-3):

;

где - расстояние между рёбрами в свету, м;

5. Длина распределения временной нагрузки для расчёта плиты:

длина распределения временной нагрузки поперёк оси моста:

длина загружения временной нагрузкой наружной консоли плиты:

Для дальнейших расчётов принимается

2. Расчёт плиты балластного корыта Сечение 1-1

Из задания принимаем: арматура растянутой зоны – 12 стержней Ø12, сжатой зоны – 5 стержней Ø10. Толщина защитного слоя . Высота сечения .

Рис3. Сечение 1-1.

Расстояние соответственно от растянутой и сжатой граней до центра тяжести арматуры:

рабочая высота сечения

площадь поперечного сечения соответственно растянутой и сжатой арматуры

где и - площади поперечного сечения одного соответственно растянутого и сжатого стержней;

высота сжатой зоны бетона без учета сжатой арматуры ()

высота сжатой зоны бетона с учётом сжатой арматуры

Вычисляем:

высота сжатой зоны бетона с учётом сжатой арматуры

Для дальнейших расчётов принимается x=0,046 м, так как

Предельный изгибающий момент

Допускаемая временная нагрузка

Класс плиты в сечении 1-1 по условию прочности

Сечение 2-2 (дефекты отсутствуют)

Расчетные сечения 2-2 и 1-плиты одинаковы. Следовательно значения предельного изгибающего момента одинаковы. = 5,38 тм

Сечение 3-3

Арматура растянутой зоны 9 стержней Ø12, сжатой зоны – 7 стержней Ø10; Высота сечения

Рис5. Сечение 3-3.

Рабочая высота сечения

Площадь поперечного сечения соответственно растянутой и сжатой арматуры:

высота сжатой зоны бетона без учета сжатой арматуры ():

высота сжатой зоны бетона с учётом сжатой арматуры:

Вычисляем:

Высота сжатой зоны с учетом сжатой арматуры:

Предельный изгибающий момент:

Допускаемая временная нагрузка в сечениях 2-2 и 3-3:

Класс сечений 2-2 и 3-3 монолитного участка плиты между рёбрами по условию прочности:

1. 1.3 Расчёт элементов пролётного строения по выносливости

1.3.1 Основные данные и вспомогательные расчёты.

1. Расчётные характеристики материалов пролётного строения для

классификации по условию выносливости:

- расчётное сопротивление бетона на сжатие, установленное по фактической прочности бетона R=1400 т/м² при

- расчётное сопротивление арматуры при

для гладкой арматуры

для арматуры периодического профиля

- отношение модулей упругости арматуры и бетона, установленное по фактической прочности бетона R=1400 т/м²

2. Коэффициент уменьшения динамического воздействия временной нагрузки:

для расчёта плиты

1.3.2 Расчёт плиты балластного корыта. Сечение 1-1.

Изгибающий момент от постоянных нагрузок для расчётного сечения вычисляется по формуле

;