ЗМІСТ.
1 УМОВИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ МОСТУ.
2 МАТЕРІАЛИ.
3 КОНСТРУКТИВНЕ РІШЕННЯ ПРОЛІТНИХ БУДІВЕЛЬ.
4 Армування ПЛИТИ Напружуй АРМАТУРОЮ.
5 Армування ПЛИТИ НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЮ.
6 мостового полотна.
6.1Одежда.
6.2 Тротуар.
6.3 Огорожа.
6.4 Водовідвід.
7 опорної частини.
8 НАВАНТАЖЕННЯ.
9 РОЗПОДІЛ ТИМЧАСОВОЇ НАВАНТАЖЕННЯ між плитами ПРОЛІТНИХ БУДІВЕЛЬ.
10 ВИЗНАЧЕННЯ ВНУТРІШНІХ ЗУСИЛЬ У плитах.
11 Посібник/За ред.
1 УМОВИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ МОСТУ.
Температура зовнішнього повітря.
Середня по місяцях, 0С:
січень - 11,3
лютий - 11
березень - 6,5
квітень 1,5
травні 8,2
Червень 13,8
Липень 16,8
серпень 14,4
вересень 8,8
Жовтень 2,5
листопаді - 3,2
грудень - 8,5
Середньорічна 2,20 З
Абсолютна мінімальна - 440С
Абсолютна максимальна 340С
Середня максимальна найбільш жаркого місяця 22,10 З
Найбільш холодних діб забезпеченістю:
0,98 - 380с
0,92 - 350С
Найбільш холодної п'ятиденки забезпеченістю:
0,98 - 340С
0,92 - 310с
Період із середньою добовою температурою повітря:
тривалість доби 236
середня температура - 40С
тривалість доби 259
середня температура - 2,80 З
Середня температура найбільш холодного періоду:-150С
Тривалість періоду з середньодобовою температурою
Пружність водяної пари зовнішнього повітря за місяцями, гПа:
січень 2,8
лютий 2,7
Березень 3,2
квітень 5,1
травні 7,2
11 червня
Липень 13,8
серпень 13,4
вересень 9,9
Жовтень 6,7
Листопад 4,8
Грудень 3,5
Середня місячна відносна вологість повітря о 13 год,%:
найбільш холодного місяця 87
найбільш жаркого місяця 57
Кількість опадів, мм:
за рік 758
рідких і змішаних за рік -
добовий максимум 95
Плити прогону проектуються для експлуатації в кліматичній зоні нормальній вологості.
2 МАТЕРІАЛИ.
Для виготовлення плит прогону застосовується важкий бетон класу по міцності на стиск В 35, марка бетону по морозостійкості F 200, ГОСТ 25192 - 82 і ГОСТ 26633 - 85. Арматура, що застосовується в плитах, - напружуємося, гарячекатана, класу А-4; ненапрягаемая-класу А 2, по ГОСТ 578-82. Для закладних, анкерів та інших виробів застосовується сталь за ГОСТ 103 - 56 * 16Д, 15х СНД-2.
3 КОНСТРУКТИВНІ РІШЕННЯ ПРОЛІТНИХ БУДІВЕЛЬ.
У відповідності із завданням виконується проект однопролітного моста. Довжина мостового прогону 17,5 м. Несучий елемент мосту-збірні залізобетонні плити з напружуємося арматурою. Прийняти пролітна будову з 14 плит, з прямокутним поперечним перерізом з овальними порожнечами.
Для забезпечення роботи, плити укладають на опори паралельно один одному, і об'єднують в поперечному напрямку. Шви між плитами омоналічівают, надаючи їм шпоночная форму.
4 Армування ПЛИТИ Напружуй АРМАТУРОЮ.
Для плит застосовується напружуємося арматура класу А-4.У процесі виготовлення арматура натягується на упори з початковим контрольованим напругою? Sp = 675МПа.Для сприйняття розтягуючих напружень при виготовленні у верхній зоні плити встановлюється напружуємося арматура класу А-4.
5 Армування ПЛИТИ НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЮ.
Для плит застосовується ненапрягаемая арматура зі сталі класу А-2.За виготовленні встановлюється у вигляді каркасів і сіток.
6 мостового полотна.
6.1 Одяг.
Конструкція одягу їздового полотна складається з нижнього і верхнього шару асфальтобетону загальною товщиною 7 см.Асфальтобетон-дрібнозернистий, ГОСТ 9128-84.
В якості захисного шару гідроізоляції передбачений бетон, армований зварний сіткою за ГОСТом 23279-85, товщиною 40 мм. Арматура виготовлена у вигляді зварної сітки зі сталі класу ВА-1 по ГОСТ 6227-80.
6.2 Тротуар.
Тротуари складаються з накладних збірних блоків, з огорожами з зовнішніх сторон.Шіріна тротуарів прийнята-1,5 м.Конструкція одягу на тротуарах складається з асфальтобетону, укладеної по плитах тротуарних блоків.
6.3 Огорожа.
Прийнято металеве, напівжорсткі типу, бар'єрне огородження за ГОСТ 26809-86.Висота огородження 75 см.
6.4 Водовідвід.
Для забезпечення відводу води з проїжджої частини міст розташований на поздовжньому ухилі 4 0/00, поперечний ухил моста 20 0/00. Передбачений відведення води з їздового полотна і тротуарів через водовідвідні трубки або уздовж огорожі за межі моста.
7 опорної частини.
Плити прогону спираються на гумові опорні частини.
Рис. 8.2 Поперечний перетин плитного прогону.
Рис. 8.3 Поперечний перетин плит (розміри в см).
Рис. 8.4 Конструкція дорожнього одягу: а-в межах їздового полотна; б-на тротуарі: 1 - асфальтобетон? = 7 см,? = 2,3 т/м3; 2 - те ж,? = 4 см; 3 - захисний шар з армованого бетону,? = 4 см,? = 2,5 т/м3; 4 - гідроізоляція,? = 1 см,? = 1,5 т/м3; 5 - цементна стяжка,? = 3 см,? = 2,1 т/м3; 6 - залізобетонна плита прогону; 7 - плита тротуарного блоку.
8 НАВАНТАЖЕННЯ.
Вихідні дані:
Автодорожній міст на дорозі 2 технічної категорії прольотом 17,5 м має габарит
Г-11,5 і два тротуару по 1,5 м (рис. 8.2). Пролітна будова утворене з чотирнадцяти попередньо напружених плит, об'єднаних між собою в поперечному напрямку шпонкові швами (рис. 8.3). Осі того, що спирається на опорні частини відстоять від кінців плит на 0,3 м. Розрахункова схема прогону-однопрогонові балка з розрахунковим прольотом lp = 17,5-2 * 0,3 = 16,9 м.
Навантаження на тротуари моста при обліку спільно з іншими навантаженнями:
Р = 3,92 - 0,0196?, КПа,
де? - довжина загружанія.
Розрахункові навантаження.
Розрахункові навантаження являють собою нормативну навантаження, помножену на коефіцієнт надійності по навантаженню? F:
? f = 1,3, для ваги вирівнюючого, ізоляційного і захисного шарів;
? f = 1,1, для ваги елементів залізобетонного прогону;
? f = 1,2, для рівномірно розподіленого навантаження;
? f = 1,5, для візки при розрахунках елементів проїзної частини;
? f = 1,2, для одиночної осі.
Динамічні коефіцієнти для навантаження А 11.
1 +? = 1 + (45 -?/135),> 1,0
? f = 1,0 для НК-80
? f = 1,2 при розрахунках тротуарів спільно з іншими навантаженнями.
1 +? = 1,3 при?
1 +? = 1,2 при?> 5,0 м для навантаження НК-80
1 +? = 1 до навантаження на тротуарах.
Навантаження.
Конструкції моста розраховані на такі навантаження і впливу:
Постійні: власна вага конструкцій і вплив зусилля попереднього обтиску.
Тимчасові: вертикальні від рухомого складу і пішоходів.
Визначення навантажень.
Постійне навантаження на пролітна будова складається з власної ваги збірних плит довжиною 17,5 м, тротуарів, перильне одягу.
Власна вага одного метра плити (рис. 8.3) з урахуванням бетону поздовжніх швів при щільності залізобетону? = 2,5 т/м3 [1 * 0,75-2 * 0,325 * 0,3 - 2 (3,14 * 0,3252/4)] * 2,5 *
* 10 = 9,72 кН/м. У дужках записана площа поперечного перерізу плити як площа прямокутника мінус площа двох отворів, кожна з яких складається з площі прямокутника (другий член) і площі двох напівкіл або одного кола (третій член).
При чотирнадцяти плитах по ширині пролітного будови на 1 м його довжини доводиться:
9,72 * 14 = 136,11 кН/м.
Вага двох тротуарів шириною 1,5 м кожен і перильного огородження за типовим проектом 2 * 15 = 30 кН/м.
Загальний власна вага конструкції на всю ширину прогону
136,11 +30 = 166,11 кН/м.
Прийнята конструкція дорожнього одягу показана на рис. 8.4 (поперечний ухил моста створюється за рахунок ухилу ригеля).
Вага дорожнього одягу з повною ширини прогону:
асфальтобетон на проїжджій частині мосту і смугах безпеки
0,07 * 11,5 * 2,3 * 10 = 18,51 кН/м;
асфальтобетон на тротуарах
0,04 * 1,5 * 2 * 2,3 * 10 = 2,76 кН/м;
сумарна вага покриття їздового полотна і тротуарів
18,51 +2,76 = 21,27 кН/м;
захисний шар з армованого бетону
0,04 * 11,5 * 2,5 * 10 = 11,5 кН/м;
гідроізоляція
0,01 * 11,5 * 1,5 * 10 = 1,73 кН/м;
цементна стяжка
0,03 * 11,5 * 2,1 * 10 = 7,25 кН/м;
сумарна вага захисних та вирівнюючого верств
11,5 +1,73 +7,25 = 20,48 кН/м.
Розподіливши все навантаження між плитами порівну, отримаємо на одну плиту:
від власної ваги конструкцій
g1 = 166,11/13,7 = 12,12 кН/м;
від покриття їздового полотна і тротуарів
g2 = 21,27/13,7 = 1,55 кН/м;
від вирівнюючого, ізоляційного і захисного шарів
g3 = 20,48/13,7 = 1,49 кН/м.
Поділ постійного навантаження на три частини g1, g2, g3 викликано різними коефіцієнтами надійності для цих навантажень.
Тимчасова навантаження на пролітна будова для дороги 2 технічної категорії приймається від автотранспортних засобів А-11, від натовпу на тротуарах і від важких транспортних одиниць НК-800.
Рис. 8.1 Навантаження на міст Г 11.5.
Схеми автомобільних навантажень А 11 у вигляді смуги рівномірно розподіленого навантаження інтенсивністю V = 0,98 * 11 кН/м = 0,1 * 11 тс/м і одиночної візки з тиском на вісь Р = 9,81 * 11 кН = 11 тс.
Схема від важкої одиночної навантаження у вигляді колісної навантаження (з одного чотирьохвісної машини) НК 80 загальною вагою 785 кН (80 тс).
9 РОЗПОДІЛ ТИМЧАСОВОЇ НАВАНТАЖЕННЯ між плитами ПРОЛІТНИХ БУДІВЕЛЬ.
Метод позацентрено стиснення.
У цьому методі найбільш навантаженої завжди є крайня плита пролітного будови. Лінія впливу тиску на неї будується за значеннями ординат під крайніми плитами
? = 1/n + А12/2? Ai2
де n-число плит у поперечному перерізі мосту, n = 14; АI-відстань між центрами тяжіння симетричних щодо осі моста плит: а1 = 13 м, а2 = 11 м, а3 = 9 м, а4 = 7 м,
а5 = 5 м, А6 = 3 м, А7 = 1 м;
? аi2 = 132 +112 +92 +72 +52 +32 +12 = 455.
Ординати лінії впливу тиску на крайню ліву плиту (мал. 9.1, 9.2, 9.3):
? 1 = 1/14 +132/2 * 455 = 0,257;
? 1 ^ = 1/14-132/2 * 455 =- 0,144.
Коефіцієнти поперечної установки визначаємо для кожного виду навантаження окремо як суму ординат лінії впливу тиску під центрами тяжіння транспортних одиниць або смуг, для юрби-як ординаті під точкою докладання рівнодіюча.
При загружаніі лінії впливу навантаження встановлюємо в саме невигідне становище з урахуванням габаритів проїзду і правил розстановки автомобілів. Прийнятий на прогонових будов габарит Г-11,5 передбачає дві смуги руху. Тому в нашому випадку, розрахункове число смуг навантаження А-11 - два.
Для навантаження А-11 розглядаємо два варіанти розстановки.
Перший варіант-розрахункові смуги навантаження зміщуються на край проїзної частини з мінімальною відстанню 1,5 м від осі крайньої смуги безпеки. У цьому варіанті зусилля від навантаження А-11 поєднуються із зусиллями від натовпу на тротуарі.
Ріс.9.1 Загружаніе пролітного будови методом позацентрено стиснення для навантаження А-11 і юрби на тротуарі (розміри в м).
Другий варіант-дві смуги (незалежно від габариту мосту, що передбачає більш однієї смуги руху) встановлюються на край їздового полотна з мінімальною відстанню 1,5 м від осі крайньої смуги до бордюру (зусилля, що відповідають цим положенням навантаження, враховуються лише в розрахунках на міцність) .
Слід пам'ятати, що при визначенні КПУ для смуговий навантаження А-11, для всіх смуг, крім першого, в якості множника до ордината повинен бути введений коефіцієнт s1 = 0,6, що враховує можливе неповне загружаніе смуг автомобілями.
Рис. 9.2 Загружаніе пролітного будови методом позацентрено стиснення для навантаження А-11 (розміри в м).
Навантаження НК-80 встановлюється на краю проїжджої частини.
Коефіцієнти поперечної установки від двох смуг навантаження А-11 на краю проїзної частини (рис. 9.3):
для смуговий навантаження
КПУА = 0,136 +0,6 * 0,107 = 0,257;
для візків
КПУАт = 0,136 +0,05 = 0,186.
Рис. 9.3 Загружаніе прогону за методом позацентрено стиснення для навантаження НК-80 (розміри в м).
Коефіцієнти поперечної установки від натовпу на тротуарі КПУт = 0,264.
Коефіцієнти поперечної установки від двох смуг навантаження А 11 на краю їздового полотна (ріс.9.2):
для смуговий навантаження
КПУА = 0,193 +0,6 * 0,107 = 0,257;
для візків
КПУАт = 0,193 +0,107 = 0,3.
Коефіцієнт поперечної установки від навантаження НК-80 на краю проїзної частини (відстань від рівнодіюча до краю смуги безпеки 1,75 м), КПУК = 0,128.
Метод позацентрено стиснення моментом кручення.
За узагальненого методу позацентрено стиснення М. Е. Гібшмана ординати під центрами тяжіння крайніх плит лінії впливу тиску на крайню плиту обчислюються за формулою:
? = 1/n? А12/2? А12 4 n (К/П)
де n-число плит у поперечному перерізі, n = 14; К-прогин плити в перетині під одиничною силою викликаний цією силою; П-кут закручування плити в місці прикладення одиничного моменту, що крутить, викликаний цим моментом; К і П визначаються в тому ж перерізі , що і КПУ.
Для середини прольоту балки:
К/П = (1/12) * (G Ik/E I) l2.
Момент інерції поперечного перерізу плити i визначаємо з умови рівності їх площ і моментів інерції.
Площа овального отвору (ріс.9.4):
А1 = d1h1 + (? D2/4) = 32,5 * 3 + (3,14 * 32,52/4) = 1804 см2.
Момент інерції овального отвору щодо його центральної осі
x1-x1:
Ix1 = d1h13/12 2 [0,00686 d4 +?? D2/8 (0,2122 d + h1/2) 2] = 32,5 * 303/12 +2 [0,00686 *
* 32,54 +3,14 * 32,52/8 (0,2122 * 32,5 +30/2) 2] = 486000 СМ4.
Для прямокутника Ix1 = bhn13/12 = A1hn12/12, звідси hn1 =? 12 Ix1/A1 =? 12 *
* 486000/1804 = 56,9? 57 cм.
Наведене поперечний переріз плити показано на ріс.9.4.
Товщина верхньої плити:
hI ^ = 6,5 + (62,5 - 57/2) = 9,25 см.
Товщина нижньої плити:
hI = 6 + (62,5 - 57/2) = 8,75 см.
Положення центру ваги плити щодо її нижньої межі:
Sn = 100 * 752/2 - 2 * 32,5 * 57 (8,75 +57/2) = 143239 см3;
Аn = 100 * 75 - 2 * 32,5 * 57 = 3795 см2;
y = Sn/An = 143239/3795 = 37,74 см.
Момент інерції поперечного перерізу:
I = 100 * 753/12 +100 * 75 (75/2 - 37,74) 2 - 2 [32,5 * 573/12 +32,5 * 57 (57/2 +8,75 -
- 37,74) 2] = 25,12 * 105 СМ4 = 25,12 * 10-3 М4.
Момент інерції крутіння визначається для замкнутого коробчатого перетину без урахування середньої стінки, тому що в силу симетрії перерізу дотичні напруги в ній відсутні:
Ік = 4а12 * А22/[а2/с2 + а2/с3 + 2 (а1/з1)],
де а1 і а2-висота і ширина прямокутника, утвореного прямими, проведеними посередині товщини стінок коробки; с1, с2 і с3-відповідно товщини бокових, нижніх і верхньої стінок коробки (ріс.9.4).
Тоді:
Ік = 4 * 662 * 87,52/[87,5/8,75 + 87,5/9,25 + 2 (66/12,5)] = 44,44 * 105 СМ4 = 44,44 * 10 -- 3 М4.
Поправка на кручення:
4n (К/П) = (1/3) n (GIk/EI) lp2 = (1/3) * 14 (0,42 * 44,44 * 10-3/25,12 * 10-3) 16, 92 = 999,63.
Ставлення G/E прийнято рівним 0,42.
Крайові ординати лінії впливу тиску:
? 1 = 1/14 + 132/2 * 455 + 999,63 = 0,159;
? 1 ^ = 1/14 - 132/2 * 455 + 999,63 = - 0,017.
Загружаніе лінії впливу виготовляємо за описаним вище правилам (ріс.9.5).
Коефіцієнти поперечної установки від двох смуг навантаження А-11 на краю проїзної частини:
для смуговий навантаження
КПУА = 0,101 + 0,6 * 0,068 = 0,142;
для візків
КПУАт = 0,101 + 0,068 = 0,169.
Коефіцієнт поперечної установки від навантаження НК-800 на краю проїзної частини КПУК = 0,098.
Коефіцієнт поперечної установки від натовпу на лівому тротуарі
КПУт = 0,161.
Метод Б. Е. Улицької.
Ведучи розрахунок за цим методом, приймаємо, що всі плити в поперечному напрямку з'єднані між собою шарнірами, розташованими в рівні нейтральній площині. Розчленовуємо пролітна будову на окремі плити, проводячи вертикальні перетину з шарнірам. Взаємодія окремих плит між собою характеризується поперечними силами Q (x) в цих перетинах. Закон зміни поперечних сил вздовж прольоту прийнятий у вигляді:
Q (x) =?? N = 1 g sin n? X/l,
де g = 2/l Sl0Q (x) sin (n? x/l) dx.
Число невідомих у системі відповідає кількості перетинів-у нашому прикладі тринадцяти (ріс.9.6).
Для визначення їх складається система рівнянь, кожне з яких виражає рівність кривизни волокон сусідніх плит у вертикальній площині.
У перетині i:
(Б-Ebцbn/Glk) gi-1-2 (Б + Ebц bn/Glk) gi + (Б-Ebцbn/Glk) gi +1 = (- Кл + Кпр) * [1 ± (El/Glk) bеbц *
* (n?/l) 2],
де Б = l2/n2? 2l-характеризує деформації волокон, викликані вигином у вертикальній площині силами Q (x); bц-відстань від розрахункового перерізу до центру вигину плити; bn-відстань від площини дії сил Q (x) до центру вигину плити; bе-відстань від площини дії зовнішніх сил до центру вигину плити. < br />
Геометричні характеристики перерізу плити, отримані з попередніх розрахунків:
I = 25,12 * 105 СМ4; Ik = 44,44 * 105 СМ4; G/E = 0,42.
Оскільки поперечний переріз плити симетрично, то центр вигину плити лежить на осі симетрії і bц = bn = bе = 50 см.
Коефіцієнти при невідомих g обчислюються при
Б = 16902/n2? 2 25,12 * 105 = 0,115/n2;
Ebцbn/GIk = 502/0,42 * 44,44 * 105 = 0,0014.
Значення вантажних членів визначаємо виходячи із завантажених прогону еденічной рівномірно розподіленим вздовж прольоту навантаженням q = 1 Н/див
При цьому:
К = 2 l2q/n3? 3l (1 - cos n?) = 2 * 16902 * 1/n3? 3 25,12 * 105 (1 - cos n?) = 0,074/n3 (1 - cos n?) = < br />
= 0,147.
При установці екстремальні коефіцієнти кожного методу зведені в таблицю 9.1.
Таблиця 9.1 Коефіцієнти поперечної установки, отримані різними методами.
Аналіз даних, вміщених у табл. 9.1, показує, що коефіцієнти поперечної установки, визначені за методом позацентрено стиснення, виявляються суттєво різними в порівнянні з певними іншими методами. Найбільше наближення до значень, отриманими за методом Б. Е. Уліцька, заснованому на найбільш точних передумови, дає метод розподілу навантаження для плитних прогонових будівель М. Е. Гібшмана.
При виконанні курсових і дипломних проектів, якщо відношення ширини плитного прогону до довжини прольоту менше одиниці, можна користуватися методом розподілу навантаження для плитних прогонових будівель М. Е. Гібшмана або узагальненим методом позацентрено стиснення.
У перетинах у опор вважаємо, що кожна з плит сприймає лише навантаження, розташовану безпосередньо на ній.
Оскільки відстані між центрами смуг навантаження А-11 і між центрами коліс навантаження НК-800 перевищує ширину однієї плити, то на плиті розміщується лише одна колія навантаження або одне колесо і коефіцієнт поперечної установки в цих випадках КПУоп = 0,5.
