ЧАСТЬ 3 РАСЧЕТ ГЛАВНЫХ БАЛОК ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ

3.1 Определение расчетных усилий

Главные балки пролетного строения автодорожного моста загружены постоянной нагрузкой от собственного веса, веса тротуаров, перильных ограждений и дорожной одежды проезжей части. В эскизном расчете допускается равномерное распределение всей постоянной нагрузки между главными балками, определяем нормативную постоянную нагрузку кН/м:

- от собственного веса:

где и lп - объем железобетона и расчетная длина пролетного строения;

n - число главных балок (n = 6);

– удельный вес железобетона, .

- от веса дорожного покрытия:

где – средняя толщина дорожного покрытия вместе с бетонной подготовкой и защитным слоем, 0,15 м;

– удельный вес асфальтобетона, ;

- ширина моста, м.

Нормативная временная вертикальная нагрузка для автодорожных мостов общего пользования на дорогах I-III категория и городских мостов задается от автотранспортных средств в виде полос АК (К = 14).

Нормативная временная нагрузка на тротуарах автодорожных мостов принимается в виде равномерно распределенной нагрузки интенсивностью 2,0 кПа.

При расчете одной из главных балок необходимо определить наиболее невыгодную установку полос нагрузки АК в поперечном сечении пролетного строения, чтобы получить наибольшее значения расчетных усилий. Доля временной нагрузки, приходящейся на рассматриваемую балку, определяется коэффициентом поперечной установки (КПУ).

Способ определения КПУ зависит от конструкции и связанного с ней характера поперечного распределения временной нагрузки между главными балками. При расчете бездиафрагменных пролётных строений, главные балки которые связаны между собой относительно гибкой плитой проезжей части, рекомендуется использовать приближенный способ определения КПУ по методу рычага.

При расчетах балок на прочность следует рассматривать два случая установки нагрузки АК; в первом – все полосы размещены в пределах проезжей части без учета полос безопасности; во втором – две полосы размещены по всей ширине ездового полотна, включая полосы безопасности. Нагрузку с одной полосы движения принимают с коэффициентом s1=1,0; при одновременном загружении моста несколькими полосами распределенной нагрузки υ со второй и последующих полос принимают коэффициентом s1=0,6.

Рис.3.1.1 - Положение полос нагрузки АК 1 случай

Рис.3.1.2 - Положение полос нагрузки АК 2 случай

КПУ для первого случая:

КПУ для второго случая:

Нормативная временная нагрузка, приходящаяся на главную балку:

- при сосредоточенном давлении:

- при распределенной нагрузке:

Рис.3.1.3 - Линии влияния усилий в разрезной балке

Определение полных усилий в сечениях:

Сосредоточенные силы от давления осей тележки устанавливаются над набольшими ординатами линии влияния.

Усилия при расчете на трещеностойкость определяются от действия на конструкцию нормативных нагрузок. Коэффициенты надежности по нагрузке, а также динамический коэффициент равны 1,0.

Рис.3.1.4 - Огибающие эпюры в разрезной балке

2. Расчет балки из обычного железобетона

Расчет прочности по изгибающему моменту производим, начиная с наиболее нагруженного сечения. Определяем в первом приближении высоту сжатой зоны бетона х1 при действии расчетного момента Мi, где i – номер рассматриваемого сечения.

Рис. 3.2.1 - Расчетная схема главных балок

: ).

= 1,75 м;

b = 0,24 м.

Если , то сечение работает как прямоугольное.

Плечо пары внутренних сил таврового сечения

Примем d = 36 мм

Определяем количество стержней по формуле:

;

7,66

Условие прочности по изгибающему моменту

Условие выполняется.

Расчет на трещиностойкость по касательным напряжениям производится по формуле:

Для построения эпюры материалов по формуле найдём

Рис. 3.2.2 – Эпюра материалов

-проекция усилий в бетоне сжатой зоны сечения на вертикальную ось.

с – длина горизонтальной проекции наклонного сечения, определяемая из условия, что угол наклона сечения к продольной оси балки составляет 30 градусов.

– расчетное сопротивления бетона осевому растяжению.

Прочность хомутов обеспечивается при выполнении условия:

- расчетное сопротивление обычных хомутов;

– расчетное сопротивление арматуры;

- площадь всех ветвей обычного хомута;

- Площадь сечения арматуры А240 d=6 мм;

- шаг хомутов.

Шаг хомутов назначаем исходя из конструктивных требований СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы».

Условие выполнено.