8005

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Аполлонова А.В., Есикова И.Н.

РАСЧЕТ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ОПОРЫ МОСТА

Учебно-методическое пособие по выполнению практических занятий по дисциплине «Инженерные

сооружения в транспортном строительстве» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство профиль Строительство автомобильных дорог, аэродромов, объектов транспортной инфраструктуры

Нижний Новгород

2016

2

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Аполлонова А.В., Есикова И.Н.

РАСЧЕТ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ОПОРЫ МОСТА

Учебно-методическое пособие по выполнению практических занятий по дисциплине «Инженерные

сооружения в транспортном строительстве» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство профиль Строительство автомобильных дорог, аэродромов, объектов транспортной инфраструктуры

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

3

УДК 624.21 (075)

Аполлонова А. В. , Есикова И. Н. Расчет промежуточной опоры моста. [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос./ А.В. Аполлонова, И.Н. Есиковаостин; Нижегор. гос. архитектур.- строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. -24 с., ил. 9, электрон. опт. диск (CD-RW)

Настоящее методическое пособие предназначено для выполнения практических занятий, содержит методику определения нагрузок и усилий на промежуточную опору железобетонного балочного моста.

А.В. Аполлонова, И.Н. Есикова 2016

ННГАСУ, 2016

4

5

Введение

В методическом пособии приведены основные этапы выполнения расчетов с необходимыми пояснениями, дающими возможность студенту самостоятельно рассчитать промежуточную опору в рамках курсового проекта.

Курсовой проект включает текстовой и графический материал. Текстовой материал оформляют в виде сброшюрованной пояснительной записки, в которую должны быть включены схемы и таблицы поясняющие принятые решения. Чертеж опоры должен быть выполнен в трех проекциях с указанием основных размеров и расчетных нагрузок на элементы опоры.

1. Основные положения расчета

Опоры мостов и путепроводов предназначены для поддержания пролетных строений и передачи вертикальных и горизонтальных нагрузок на фундамент, а затем и грунтовое основание. Опоры рассчитывают на сочетания нагрузок с учетом коэффициентов сочетаний учитывает вероятность одновременного воздействия нагрузок. Расчеты выполняются по методу предельных состояний. Цель расчета заключается в получении гарантий того, что во время строительства или эксплуатации сооружения не наступит ни одно из предельных состояний. Схема загружения промежуточной опоры приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. Схема загружения промежуточной опоры

Gл,Gп - опорные реакции давления от веса пролетного строения Aл,Aп- опорные реакции давления от временной подвижной нагрузки Tл,Tп- силы торможения

Wл,Wп,Wо,Wпс,Wоп - ветровые нагрузки

F1,F2 - давление льда( F1Н,F2Н - соответствует УППЛ;F1В,F2В - УВЛ) H - поперечные удары от временной подвижной нагрузки

V - центробежная сила

6

2.Порядок определения постоянных нагрузок

2.1.Нормативная нагрузка на опору от собственного веса конструкции складывается из нагрузки от собственного веса опор и опорных давлений от веса конструкции пролетных строений и ездового полотна.

Вес опор, опорные давления от веса конструкции пролетных строений и ездового полотна, определяют по предварительно назначенным размерам .

Нормативные плотности материалов в курсовом проекте можно принять следующие: железобетон 25 кН/м3, металл 78,5 кН/м3, асфальтобетон 24 кН/м3, бетон 24 кН/м3, гидроизоляция 17 кН/м3. Плотность грунта приведена в геологическом паспорте, при отсутствии данных можно принять 17,7 кН/м3.

Моменты от собственного веса конструкции и опорных давлений от веса конструкции пролетных строений и ездового полотна относительно центра тяжести сечения при равных по длине пролетах обычно равны нулю.

2.2.Гидростатическое давление воды учитывается путем уменьшения давления от собственного веса частей сооружения расположенных ниже уровня

воды. Однако в расчетах удобнее принимать его в виде активной силы Ρго , действующей вверх и изменяющейся в зависимости от уровня воды при котором ведется расчет (УМВ или РУВВ).

где: γ в – плотность воды, 10 кН/м3,

V оп – объем части опоры, находящейся ниже уровня воды

Плотность грунта с учетом гидростатического взвешивания можно опре-

где γ гр – плотность грунта

ε– коэффициент пористости грунта

2.3.Коэффициенты надежности по нагрузке для постоянных нагрузок и воздействий. Значения коэффициентов надежности по нагрузке принимают больше единицы, если данная нагрузка увеличивает расчетное суммарное воздействие, в противном случае – меньше единицы.

Для того чтобы получить расчетные значения опорного давления от веса пролетного строения и ездового полотна, вес одного метра пролетного строения

иездового полотна нужно умножить на коэффициент надежности по нагрузке, приведенный в таблице 2.1. Так как коэффициенты надежности по нагрузке имеют два значения, то необходимо определять и два значения расчетного опорного давления.

7

Коэффициенты надежности по нагрузке для постоянных нагрузок и воздействий.

3.Прядок определения временных нагрузок от подвижного состава и пешеходов

3.1.Нормативная временная вертикальная нагрузка от автомобилей АК принимается в виде двух полос равномерно распределенной нагрузки неограниченной длины и одной двухосной тележки с осевой нагрузкой Р=9,81К (кН). Интенсивность равномерно распределенной нагрузки ν (на обе колеи) 0,98К (кН/м); см. рис. 3.1.

Класс нагрузки принимают равным 11 для мостов на дорогах I, II и III категории и для больших мостов на дорогах IV категории; равным 8 для мостов на дорогах IV категории. Для мостов расположенных в г. Москва и Московской области для мостов на дорогах I и II категории класс нагрузки принимают равным 14.

Рисунок 3.1. Схема нагрузки АК В курсовом проекте рекомендуется рассматривать два случая воздей-

ствия нагрузки АК.

Первый случай предусматривает невыгодное размещение на проезжей части числа полос нагрузки, не превышающего число полос движения, нагрузку от пешеходов на тротуарах. При этом ось крайней полосы должна быть расположена не ближе 1,5 м от края проезжей части.

Второй случай - число полос нагрузки, не превышающее число полос движения, при незагруженных тротуарах располагают по все ширине мостового полотна (в которую входят полосы безопасности) в невыгодное положение. При этом ось крайней полосы должна быть расположена не ближе 1,5м от барьерного ограждения мостового полотна.

По длине моста грузовые полосы устанавливают с разрывами так, чтобы вызвать в рассматриваемом сечении экстремальное усилие. Тележки так же

8

устанавливают в наиболее невыгодное положение над максимальными или минимальными ординатами линии влияния.

При нескольких полосах нагрузки на ширине проезжей части для неблагоприятно расположенной вводят коэффициент s=1, а для остальных полос нагрузки s=0,6. Воздействие тележек на всех полосах движения учитывают с коэффициентом s=1.

3.2. Нормативная временная вертикальная нагрузка НК-80 и НГ60. Мосты, рассчитываемые под нагрузку А11, проверяют на действие одно-

го трейлера весом 785 кН (80т), а мосты, рассчитываемые под нагрузку А8 – на действие одной гусеничной машины весом 588 кн (60т). В поперечном направлении нагрузки НК80 и НГ60 располагают на проезжей части в любом наиболее неблагоприятном положении, но край колеса или гусеницы не должен выступать за пределы проезжей части.

Рисунок 3.2. Схема нагрузок НК80 и НГ60

3.3. Динамический характер приложения временной вертикальной нагрузки от подвижного состава учитывают введением динамического коэффициента (1+μ). Динамический коэффициент при расчете мостов с балочными пролетными строениями для нагрузки АК определяют по формуле3.1.

Для нагрузки НК80 при длине загружения менее 1,0м (1+μ) =1,3 при длине загружения 5,0м (1+μ) =1,1

для промежуточных значений определяется по интерполяции.

3.4. Нормативная горизонтальная поперечная нагрузка от центробежной силы учитывается для нагрузки АК. При радиусе кривой 250м и менее ее определяют по формуле 3.2.

9

При радиусе от 250 до 600 м нагрузка определяется по формуле 3.3

Точку приложения нагрузки принимают на высоте 1,5 м от верха покрытия проезжей части.

3.5.Нормативную горизонтальную поперечную нагрузку от ударов подвижного состава, в частности колонн автомобилей АК, принимают в расчет в виде равномерно распределенной нагрузки равной 0,39К (кН/м) или сосредоточенной силы, равной 0,59К (Н), приложенных в уровне верха покрытия проезжей части, где К – класс нагрузки.

3.6.Нормативную горизонтальную продольную нагрузку от торможения или сил тяги при расчете опор принимают равно 50% от веса равномерно распределенной части нормативной временной вертикальной подвижной нагрузки АК (вес тележки не учитывают), но не менее 7,8 к(кН) и не более 24,54К (кН).

3.7.Нормативную временную вертикальную нагрузку от пешеходов на тротуарах мостов учитывают совместно с другими нагрузками в виде вертикальной равномерно распределенной нагрузки интенсивностью

3.8. Коэффициенты надежности по нагрузке для нагрузок и воздействий от подвижного состава приведены в таблице 3.1.

Коэффициенты надежности по нагрузке для нагрузок и воздействий от подвижного состава и пешеходов

10

3.9. Определение опорной реакции от временной нагрузки подвижного состава и пешеходов. Для определения опорных реакций от временной подвижной нагрузки на балках пролетных строений используют линии влияния. Для расчета опоры необходимо рассмотреть два возможных ее загружения:

1 – на максимум изгибающего момента,

2 – на максимум вертикального давления.

В первом случае загружают временной нагрузкой только один пролет и принимают тормозную силу в направлении, дающем тот же знак изгибающего момента, что и эксцентрично действующее усилие от временной нагрузки. Во втором случае загружают оба пролета и также учитывают тормозную силу. Схема к определению опорных реакций от временной нагрузки приведена на рисунке 3.3 .

Рисунок 3.3. Схема к определению опорных реакций от временной нагрузки

Для определения изгибающего момента от временной подвижной нагрузки поперек моста необходимо учесть ее распределение между балками пролетного строения. При расчете промежуточной поры можно применить метод рычага к определению коэффициента поперечной установки. В этом случае поперечное сечение пролетного строения рассматривают как систему разрезных балок, сечения мысленно проводят над главными балками пролетного строения, т.е. над местами опирания балок на ригель опоры. Возможные схемы загружения пролетного строения в поперечном направлении приведены на рисунке 3.4.