Мосты

СОДЕРЖАНИЕ.

1 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОСТА.

2 МАТЕРИАЛЫ.

3 КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ.

4 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

5 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

6 МОСТОВОЕ ПОЛОТНО.

6.1Одежда.

6.2 Тротуар.

6.3 Ограждение.

6.4 Водоотвод.

7 ОПОРНЫЕ ЧАСТИ.

8 НАГРУЗКИ.

9 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ПЛИТАМИ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ.

10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕННИХ УСИЛИЙ В ПЛИТАХ.

11 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОСТА.

Температура наружного воздуха.

Средняя по месяцам 0С:

январь - 11 3

февраль - 11

март - 6 5

апрель 1 5

май 8 2

июнь 13 8

июль 16 8

август 14 4

сентябрь 8 8

октябрь 2 5

ноябрь - 3 2

декабрь - 8 5

Среднегодовая 2 20С

Абсолютная минимальная - 440С

Абсолютная максимальная 340С

Средняя максимальная наиболее жаркого месяца 22 10С

Наиболее холодных суток обеспеченностью:

0 98 - 380С

0 92 - 350С

Наиболее холодной пятидневки обеспеченностью:

0 98 - 340С

0 92 - 310С

Период со средней суточной температурой воздуха:

<80С:

продолжительность суток 236

средняя температура - 40С

<100С :

продолжительность суток 259

средняя температура - 2 80С

Средняя температура наиболее холодного периода: -150С

Продолжительность периода со среднесуточной температурой <00С сут. 164

Упругость водяного пара наружного воздуха по месяцам гПа:

январь 2 8

февраль 2 7

март 3 2

апрель 5 1

май 7 2

июнь 11

июль 13 8

август 13 4

сентябрь 9 9

октябрь 6 7

ноябрь 4 8

декабрь 3 5

Средняя месячная относительная влажность воздуха в 13 ч. %:

наиболее холодного месяца 87

наиболее жаркого месяца 57

Количество осадков мм:

за год 758

жидких и смешанных за год -

суточный максимум 95

Плиты пролетного строения проектируются для эксплуатации в климатической зоне нормальной влажности.

2 МАТЕРИАЛЫ.

Для изготовления плит пролетного строения применяется тяжелый бетон класса по прочности на сжатие В 35 марка бетона по морозоустойчивости F 200 ГОСТ 25192- 82 и ГОСТ 26633- 85. Арматура применяемая в плитах - напрягаемая горячекатаная класса А- 4; ненапрягаемая- класса А 2 по ГОСТ 578-82. Для закладных анкеров и прочих изделий применяется сталь по ГОСТ 103- 56* 16Д 15х СНД- 2.

3 КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ.

В соответствии с заданием выполняется проект однопролетного моста. Длина пролетного строения 17 5 м. Несущий элемент моста- сборные железобетонные плиты с напрягаемой арматурой. Принять пролетное строение из 14 плит с поперечным прямоугольным сечением с овальными пустотами.

Для обеспечения работы плиты укладывают на опоры параллельно друг другу и объединяют в поперечном направлении. Швы между плитами омоналичивают придавая им шпоночную форму.

4 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

Для плит применяется напрягаемая арматура класса А- 4.В процессе изготовления арматура натягивается на упоры с начальным контролируемым напряжением ssp=675МПа.Для восприятия растягивающих напряжений при изготовлении в верхней зоне плиты устанавливается напрягаемая арматура класса А- 4.

5 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

Для плит применяется ненапрягаемая арматура из стали класса А- 2.При изготовлении устанавливается в виде каркасов и сеток.

6 МОСТОВОЕ ПОЛОТНО.

6.1 Одежда.

Конструкция одежды ездового полотна состоит из нижнего и верхнего слоя асфальтобетона общей толщиной 7 см.Асфальтобетон- мелкозернистый ГОСТ 9128-84.

В качестве защитного слоя гидроизоляции предусмотрен бетон армированный сварной сеткой по ГОСТу 23279-85 толщиной 40 мм. Арматура изготовлена в виде сварной сетки из стали класса ВА- 1 по ГОСТ 6227-80.

6.2 Тротуар.

Тротуары состоят из накладных сборных блоков с ограждениями с наружных сторон.Ширина тротуаров принята- 1 5 м.Конструкция одежды на тротуарах состоит из асфальтобетона уложенного по плитам тротуарных блоков.

6.3 Ограждение.

Принято металлическое полужесткого типа барьерное ограждение по ГОСТ 26809-86.Высота ограждения 75 см.

6.4 Водоотвод.

Для обеспечения отвода воды с проезжей части мост расположен на продольном уклоне 4 0/00 поперечный уклон моста 20 0/00. Предусмотрен отвод воды с ездового полотна и тротуаров через водоотводные трубки или вдоль ограждения за пределы моста.

7 ОПОРНЫЕ ЧАСТИ.

Плиты пролетного строения опираются на резиновые опорные части.

Рис. 8.2 Поперечное сечение плитного пролетного строения.

Рис. 8.3 Поперечное сечение плит (размеры в см).

Рис. 8.4 Конструкция дорожной одежды:а- в пределах ездового полотна; б- на тротуаре: 1- асфальтобетон s=7 см g=2 3 т/м3; 2- то же s=4 см; 3- защитный слой из армированного бетона s=4 см g=2 5 т/м3; 4- гидроизоляция s=1 см g=1 5 т/м3; 5- цементная стяжка s=3 см g=2 1т/м3; 6- железобетонная плита пролетного строения; 7- плита тротуарного блока.

8 НАГРУЗКИ.

Исходные данные:

Автодорожный мост на дороге 2 технической категории пролетом 17 5 м имеет габарит

Г- 11 5 и два тротуара по 1 5 м (рис. 8.2). Пролетное строение образовано из четырнадцати предварительно напряженных плит объединенных между собой в поперечном направлении шпоночными швами (рис. 8.3). Оси опирания на опорные части отстоят от концов плит на 0 3 м. Расчетная схема пролетного строения- однопролетная балка с расчетным пролетом lp=17 5-2*0 3=16 9 м.

Нагрузка на тротуары моста при учете совместно с другими нагрузками:

Р=3 92- 0 0196l кПа

где l- длина загружания.

Расчетные нагрузки.

Расчетные нагрузки представляют собой нормативную нагрузку умноженную на коэффициент надежности по нагрузке gf :

gf =1 3 для веса выравнивающего изоляционного и защитного слоев;

gf =1 1 для веса элементов железобетонного пролетного строения;

gf =1 2 для равномерно распределенной нагрузки;

gf =1 5 для тележки при расчетах элементов проезжей части;

gf =1 2 для одиночной оси.

Динамические коэффициенты для нагрузки А 11.

1+m=1+(45-l/135) > 1 0

gf =1 0 для НК- 80

gf =1 2 при расчетах тротуаров совместно с другими нагрузками.

1+m=1 3 при l<1 0 м

1+m=1 2 при l> 5 0 м для нагрузки НК- 80

1+m=1 к нагрузке на тротуарах.

Нагрузки.

Конструкции моста рассчитаны на следующие нагрузки и воздействия:

Постоянные: собственный вес конструкций и воздействие усилия предварительного обжатия.

Временные: вертикальные от подвижного состава и пешеходов.

Определение нагрузок.

Постоянная нагрузка на пролетное строение состоит из собственного веса сборных плит длинной 17 5 м тротуаров перильной одежды.

Собственный вес одного метра плиты (рис. 8.3) с учетом бетона продольных швов при плотности железобетона g =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. В скобках записана площадь поперечного сечения плиты как площадь прямоугольника минус площадь двух отверстий каждая из которых состоит из площади прямоугольника (второй член) и площади двух полукругов или одного круга ( третий член).

При четырнадцати плитах по ширине пролетного строения на 1 м его длины приходится:

9 72*14=136 11 кН/м.

Вес двух тротуаров шириной 1 5 м каждый и перильного ограждения по типовому проекту 2*15=30 кН/м.

Общий собственный вес конструкции на всю ширину пролетного строения

136 11+30=166 11 кН/м.

Принятая конструкция дорожной одежды показана на рис. 8.4 (поперечный уклон моста создается за счет уклона ригеля).

Вес дорожной одежды с полной ширины пролетного строения:

асфальтобетон на проезжей части моста и полосах безопасности

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;

суммарный вес покрытия ездового полотна и тротуаров

18 51+2 76=21 27 кН/м;

защитный слой из армированного бетона

0 04*11 5*2 5*10=11 5 кН/м;

гидроизоляция

0 01*11 5*1 5*10=1 73 кН/м;

цементная стяжка

0 03*11 5*2 1*10=7 25 кН/м;

суммарный вес защитных и выравнивающего слоев

11 5+1 73+7 25=20 48 кН/м.

Распределив всю нагрузку между плитами поровну получим на одну плиту:

от собственного веса конструкций

g1=166 11/13 7=12 12 кН/м;

от покрытия ездового полотна и тротуаров

g2=21 27/13 7=1 55 кН/м;

от выравнивающего изоляционного и защитного слоев

g3=20 48/13 7=1 49 кН/м.

Разделение постоянной нагрузки на три части g1 g2 g3 вызвано разными коэффициентами надежности для этих нагрузок.

Временная нагрузка на пролетное строение для дороги 2 технической категории принимается от автотранспортных средств А-11 от толпы на тротуарах и от тяжелых транспортных единиц НК- 800.

Рис. 8.1 Нагрузки на мост Г 11.5 .

Схемы автомобильных нагрузок А 11 в виде полосы равномерно распределенной нагрузки интенсивностью V=0 98*11 кН/м =0 1*11 тс/м и одиночной тележки с давлением на ось Р=9 81*11 кН = 11 тс .

Схема от тяжелой одиночной нагрузки в виде колесной нагрузки (с одной четырехосной машины) НК 80 общим весом 785 кН (80 тс).

9 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ПЛИТАМИ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ.

Метод внецентренного сжатия.

В этом методе наиболее нагруженной всегда является крайняя плита пролетного строения. Линия влияния давления на нее строится по значениям ординат под крайними плитами

h=1/n+а12/2Sai2

где n- число плит в поперечном сечении моста n=14; аi- расстояние между центрами тяжести симметричных относительно оси моста плит: а1= 13 м а2= 11 м а3= 9 м а4=7 м

а5= 5 м а6= 3 м а7= 1 м;

Sаi2=132+112+92+72+52+32+12=455.

Ординаты линии влияния давления на крайнюю левую плиту (рис. 9.1 9.2 9.3):

h1=1/14+132/2*455=0 257;

h1^=1/14-132/2*455=- 0 144.

Коэффициенты поперечной установки определяем для каждого вида нагрузки отдельно как сумму ординат линии влияния давления под центрами тяжести транспортных единиц или полос для толпы- как ординату под точкой приложения равнодействующей.

При загружании линии влияния нагрузки устанавливаем в самое невыгодное положение с учетом габаритов проезда и правил расстановки автомобилей. Принятый на пролетном строении габарит Г- 11 5 предусматривает две полосы движения. Поэтому в нашем случае расчетное число полос нагрузки А- 11- две.

Для нагрузки А- 11 рассматриваем два варианта расстановки.

Первый вариант - расчетные полосы нагрузки смещаются на край проезжей части с минимальным расстоянием 1 5 м от оси крайней полосы безопасности. В этом варианте усилия от нагрузки А- 11 сочетаются с усилиями от толпы на тротуаре.

Рис.9.1 Загружание пролетного строения методом внецентренного сжатия для нагрузки А- 11 и толпы на тротуаре (размеры в м).

Второй вариант- две полосы (независимо от габарита моста предусматривающего более одной полосы движения) устанавливаются на край ездового полотна с минимальным расстоянием 1 5 м от оси крайней полосы до бордюра (усилия соответствующие этому положению нагрузки учитываются лишь в расчетах на прочность).

Следует помнить что при определении КПУ для полосовой нагрузки А- 11 для всех полос кроме первой в качестве множителя к ординатам должен быть введен коэффициент s1=0 6 учитывающий возможное неполное загружание полос автомобилями.

Рис. 9.2 Загружание пролетного строения методом внецентренного сжатия для нагрузки А- 11 (размеры в м).

Нагрузка НК- 80 устанавливается на краю проезжей части.

Коэффициенты поперечной установки от двух полос нагрузки А- 11 на краю проезжей части (рис. 9.3):

для полосовой нагрузки

КПУА=0 136+0 6*0 107=0 257;

для тележек

КПУАт=0 136+0 05=0 186.

Рис. 9.3 Загружание пролетного строения по методу внецентренного сжатия для нагрузки НК- 80 (размеры в м).

Коэффициенты поперечной установки от толпы на тротуаре КПУт= 0 264.

Коэффициенты поперечной установки от двух полос нагрузки А 11 на краю ездового полотна (рис.9.2):

для полосовой нагрузки

КПУА= 0 193+0 6*0 107=0 257;
для тележек

КПУАт= 0 193+0 107= 0 3.

Коэффициент поперечной установки от нагрузки НК- 80 на краю проезжей части (расстояние от равнодействующей до края полосы безопасности 1 75 м) КПУК=0 128.

Метод внецентренного сжатия моментом кручения.

По обобщенному методу внецентренного сжатия М.Е.Гибшмана ординаты под центрами тяжести крайних плит линии влияния давления на крайнюю плиту вычисляются по формуле:

h=1/ n± а12/ 2Sа12+4n(К/ П)

где n- число плит в поперечном сечении n=14; К- прогиб плиты в сечении под единичной силой вызванный этой силой; П- угол закручивания плиты в месте приложения единичного крутящего момента вызванный этим моментом; К и П определяются в том же сечении что и КПУ.

Для середины пролета балки:

К/ П=(1/ 12)*(G Ik/ E I)l2.

Момент инерции поперечного сечения плиты i определяем из условия равенства их площадей и моментов инерции.

Площадь овального отверстия (рис.9.4):

А1=d1h1+(pd2/ 4)=32 5*3+(3 14*32 52/ 4)=1804 см2.

Момент инерции овального отверстия относительно его центральной оси

x1- x1:

Ix1=d1h13/ 12+2[0 00686 d4+ pd2/ 8(0 2122d+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 прямоугольника Ix1=bhn13/ 12=A1hn12/ 12 отсюда hn1=¼12 Ix1/ A1=¼12*

*486000/ 1804= 56 9¿ 57 cм.

Приведенное поперечное сечение плиты показано на рис.9.4.

Толщина верхней плиты:

hI^=6 5+(62 5- 57/ 2)=9 25 см.

Толщина нижней плиты:

hI=6+(62 5- 57/ 2)= 8 75 см.

Положение центра тяжести плиты относительно ее нижней грани:

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 инерции поперечного сечения:

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 инерции кручения определяется для замкнутого коробчатого сечения без учета средней стенки так как в силу симметрии сечения касательные напряжения в ней отсутствуют:

Iк=4а12*а22/ [а2/ с2+ а2/ с3+ 2(а1/ с1)]

где а1 и а2- высота и ширина прямоугольника образованного прямыми проведенными посередине толщины стенок коробки; с1 с2 и с3- соответственно толщины боковых нижних и верхней стенок коробки (рис.9.4).

Тогда:

Iк=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 кручение:

4n(К/ П)=(1/ 3)n(GIk/ E I)lp2= (1/ 3)*14(0 42*44 44*10-3/ 25 12*10-3)16 92= 999 63.

Отношение G/ E принято равным 0 42.

Страницы: 1 2