новая папка 1 / 245294

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Кафедра автомобильных дорог

В.О. Штерн

РАСЧЕТ ОТДЕЛЬНЫХ БЛОКОВ ПРОЛЁТНОГО СТРОЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО

БАЛОЧНОГО АВТОДОРОЖНОГО МОСТА

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» в качестве методических указаний для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль подготовки «Автодорожные мосты и тоннели»

Оренбург

2014

УДК 624.27.012.2(076.5) ББК 39.112.2 – 02я7

Ш 90

Рецензент – доцент, кандидат технических наук Р.Г. Касимов

Штерн, В.О.

Ш90 Расчет отдельных блоков пролетного строения железобетонного балочного автодорожного моста: методические указания /В.О. Штерн; Оренбургский гос. ун-т. – Оренбург: ОГУ, 2014. - 15 с.

Методические указания содержат основные данные для проектирования моста и пример расчета отдельных блоков пролетного строения балочного железобетонного моста.

Методические указания предназначены для выполнения курсового проекта по дисциплине «Проектирование автодорожных мостовых сооружений» для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство», профиль подготовки «Автодорожные мосты и тоннели».

УДК 624.27.012.2(076.5) ББК 39.112.2 – 02я7

© Штерн В.О., 2014 ©ОГУ, 2014

Содержание

Введение……………………………………………………………………... 4

1 Расчет балки пролетного строения по нормальным сечениям ………... 5

1.1Общие принципы расчета ……………………………………………... 5

1.2Пример расчета ………………………………………………………..... 7 2 Расчет балки пролетного строения по наклонным сечениям ………….. 9

2.1Общие принципы расчета …………………………………………….... 9

2.2Пример расчета …………………………………………………………. 10 3 Сопряжение моста с насыпью ……………………………………………. 11

Список использованных источников ……………………………………… 13

Приложение А Вспомогательная таблица для расчета изгибаемых элементов прямоугольного сечения, армированных одиночной арматурой ……………………………………………………………………. 14

Приложение Б Диаметр продольных стержней …………………………... 15

3

Введение

Жизнь современного общества невозможно представить без транспортных средств. В Российской Федерации ведутся большие работы по строительству и реконструкции автомобильных дорог. Строительство современных автомобильных дорог сопровождается возведением большого количества сложных инженерных сооружений.

Автомобильные дороги, пролегая по разнообразной местности, пересекаются между собой, а также с различными препятствиями: оврагами, ручьями, реками,

проливами и т.д. В этих ситуациях для обеспечения беспрепятственного движения на дорогах строят различные инженерные сооружения: трубы, мостовые сооружения, тоннели и другие [1,2]. Мостовые сооружения используются для пропуска дороги над водными препятствиями, ущельями, оврагами и над другими дорогами.

Мост своими конструкциями перекрывает русло и часть поймы реки. Подходы к мосту обеспечивают сопряжение дороги с мостом. Их устраивают в виде земляных насыпей или эстакад [3].

В соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования бакалавры по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство», профиль подготовки

«Автодорожные мосты и тоннели» должны иметь представление о проектировании инженерных сооружений на автомобильных дорогах, знать их конструкции, уметь их строить и эксплуатировать.

В данном методическом указании приведен пример расчета отдельных блоков пролетного строения балочного железобетонного моста. Пролетное строение по ширине моста состоит из отдельных сборных железобетонных блоков.

Рекомендуется применять унифицированные сборные конструкции [4].

В графической части (формат А-2) курсового проекта должны быть представлены продольный и поперечный разрезы пролетного строения моста,

конструкции каркасов и сеток, а также узел сопряжения моста с насыпью.

1 Расчёт балки пролётного строения по нормальным сечениям

1.1 Общие принципы расчета

Расчёт производится по максимальному расчётному изгибающему моменту в середине пролёта балки с целью определения необходимой площади рабочей арматуры для обеспечения несущей способности сечения.

При расчёте на прочность сечение рассматривается в предельной стадии,

когда напряжения в бетоне сжатой зоны достигают расчётного сопротивления на сжатие (Rв), а в арматуре растянутой зоны – расчётного сопротивления на растяжение (Rs), при этом бетон растянутой зоны ребра балки считается выключенным из работы.

Балка пролётного строения имеет тавровое сечение. Это сечение приведено к симметричному тавру в соответствии с рисунком 1.1. Расчёт ведётся согласно п.3.62* [5].

Рисунок 1.1 – Поперечное сечение отдельного блока

5

Устанавливаем расчётный случай для таврового сечения по условию,

характеризующему расположение нейтральной оси в полке по формуле

Если условие формулы (1.1) выполняется, то значит нейтральная ось проходит в пределах полки, и тавровое сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной

ребра, равной ширине полки в'f , по формуле

где RS – расчётное сопротивление арматуры растяжению, МПа, таблица 31* [5].

Если условие формулы (1.1) не выполняется, то нейтральная ось будет проходить в ребре балки. В этом случае величина m определяется по формуле

AS в ho в'f в h'f в2 Rв (1.5)

RS

По приложению Б определяем количество и диаметр продольных стержней,

соответствующих расчётному (требуемому) количеству продольной арматуры.

1.2 Пример расчета

Данные для расчета:

Максимальный изгибающий момент, М = 760 кНм;

Бетон класса В30 (Rв = 15,5 МПа);

Арматура класса А-IV (Rs = 465 МПа);

h = 115 см; h0 = 111 см; b = 16 см; bf' = 149 см; hf' = 11 см.

Значения h, h0, b, bf', hf' принимаются в соответствии с рисунком 1.2.

Рисунок 1.2 – Геометрические характеристики отдельного блока пролетного строения моста

Устанавливаем расчетный случай для таврового сечения по условию,

характеризующему расположение нейтральной оси в полке, по формуле (1.1)

7

пределах полки, а тавровое сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной ребра, равной ширине полки bf'.

вычисленному значению αm = 0,03.

Требуемое количество продольной арматуры определяем по формуле (1.3)

Аs = ______760 · 105________ = 14,95 см2

0,985 · 111 · 465 · (100)

По приложению Б определяем количество и диаметр продольных стержней,

соответствующих количеству продольной арматуры. Принимаем 4d 22 А-IV (Аs = 15,20 см2).

Рисунок 1.3 – Конструирование главной балки отдельного блока пролетного строения моста

8

2 Расчёт балки пролётного строения по наклонным сечениям

2.1 Общие принципы расчета

Расчёт балки пролётного строения по наклонным сечениям (на действие поперечной силы) ведётся согласно п.3.77* [5].

Для железобетонных элементов с поперечной арматурой должно быть соблюдено условие, обеспечивающее прочность по сжатому бетону между наклонными трещинами, по формуле

где Q – расчётная поперечная сила в сечении на расстоянии hо от оси опоры, кН;

W1 – коэффициент при расположении хомутов нормально к оси балки, равный

1,3;

в – ширина ребра балки, м;

ho – рабочая высота сечения балки, м.;

в1 1 0,01 Rв – коэффициент, где Rв в МПа.

Врасчётах по наклонным сечениям обычно задаются диаметром поперечных стержней и их числом в поперечном сечении элемента, а расчётным является шаг поперечных стержней (S).

Определяем интенсивность поперечного армирования по формуле

где в2 – коэффициент, учитывающий влияние вида бетона, для тяжёлого бетона

в2 2;

f – коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых элементах,

9

в'f в h'f

f0,75

вho

n 0, так как отсутствуют продольные силы;, но не более 0,5;

Rвt – расчётное сопротивление бетона осевому растяжению МПа, таблица 23*

[5].

Шаг поперечных стержней определяем по формуле

где S – шаг поперечных стержней, см;

RSW – расчётное сопротивление поперечной арматуры, для арматуры класса А-I

равное 175 МПа;

ASW – сечение одного поперечного стержня, см2, (приложение Б); n – число поперечных стержней в сечении элемента;

qSW – интенсивность поперечного армирования, Н/см.

Найденный расчётом шаг поперечных стержней (S) необходимо согласовать с конструктивными требованиями, п.3.143* [5]. Если расчётный шаг больше допустимого, необходимо принять допустимый (кратно 50 мм).

2.2 Пример расчета

Данные для расчета:

Максимальная поперечная сила, Q = 500 кН;

Бетон класса В30 (Rb = 15,5 МПа; Rbt = 1,1 МПа);

Поперечная арматура класса А-I (RSW = 175 МПа);

h = 115 см; h0 = 111 см; b = 16 см; bf' = 149 см; hf' = 11 см.

Значения h, h0, b, bf', hf' принимаются в соответствии с рисунком 1.2.

Проверяем условие, обеспечивающее прочность по сжатому бетону между наклонными трещинами, по формуле (2.1)

10