 |
Статический Расчет пролетного строения
|
|
|
|
Расчет плиты балластного корыта
Расчетная схема
В курсовом проекте разрешается применять приближенные расчетные схемы, по которым пролетное строение условно расчленяется на плиту проезжей части и главные балки, рассчитываемые отдельно, но с частичным учетом их совместной работы. Для расчета принимается участок плиты шириной 1м (размером вдоль оси моста).
В настоящих методических указаниях рассматриваются расчеты лишь для основного варианта конструкции проезжей части с ездой на балласте со свободными консолями плиты (Рисунок 4.1, а). Данные к расчету плиты с продольным стыком по оси пролетного строения или с безбалластной ездой можно найти в литературе, например, /9, п.5.2/.
Расчетной схемой плиты проезжей части приняты две консоли, заделанные в стенку главной балки. В курсовом проекте достаточно рассчитать плиту только в сечении 1 – 1 и 2 – 2 (Рисунок 4.1, б, 4.1, в).
Нормативные нагрузки
На внешнюю консоль действуют следующие постоянные нагрузки (см. Рисунок 4.1, б):
g1 = 
, кН/м – от собственного веса железобетонной плиты, g2 = 
, кН/м – от веса балласта с частями пути, g3 = 4 кН/м – нагрузка от веса тротуаров с коммуникациями, G4 = 0,7 кН – нагрузка от веса металлических перил. Здесь 
кН/м3 – удельный вес железобетона; 
кН/м3 – удельный вес балласта с частями пути.
Дополним Рисунок 4.1 некоторыми конкретными формулами с обозначениями, как правило, в соответствии со СНиП 2.05.03-84*. В общем случае можно принять:
a1 = 0,5 (B1 – B – b); a2 = 0,5 (B – b – 0,02); 
a5 = 0,5 ( 2,7 +2 d2 - B – b). (4.1)
Кроме этого, принято:
d3 = 0,5 м - стандартная толщина балласта;
d0 – толщина плиты балластного корыта в корне внешней консоли.
Нормативная временная нагрузка от подвижного состава (на 1 м длины) на внешнюю и внутреннюю консоли плиты принимается равной:
|
|
|
qυ1 = 19,62 К / ( 2,7 + d2), кН/м; qυ2 = 19,62 К / ( 2,7 + d2), кН/м, (4.2)
где К – класс нагрузки;
d2 – толщина балласта под шпалой (обычно d2 = 0,35 м).
а) конструктивная схема; б) расчетные схемы; в) эпюры М и Q
Рисунок 4.1 – Схемы к расчету плиты балластного корыта
Расчетные усилия
Изгибающие моменты в расчетных сечениях 1-1 и 2-2 (см. Рисунок 4.2) следует определять по формулам:
для расчетов на прочность
(4.3)
для расчетов на выносливость
(4.4)
для расчетов на трещиностойкость
(4.5)
Поперечные силы следует находить только для расчетов на прочность:
(4.6)
В формулах (4.3) и (4.6) 
(i=1,3,4) и 
- коэффициенты надежности по постоянным нагрузкам конструкции и по весу балласта, принимаемые равными 1,1 и 1,3 соответственно. При расчете плиты балластного корыта условно принимают длину загружения λ = 0, тогда коэффицие6нт надежности по временной нагрузке γfυ = 1,3-0,003 λ = 1,3, величина динамического коэффициента для расчетов на прочность (1+μ) = 1 + 10/(20+ λ) = 1,5, а для расчетов на выносливость (1+2/3μ) = 1,33.
В дальнейшем расчеты производятся на наибольшие значения изгибающих моментов и поперечных сил (М0 из М1 и М2, Q0 из Q1 и Q2).
Рисунок 4.2 – Расчетные эпюры напряжений в плите балластного корыта
Определение расчетного сечения плиты и назначение площади
Рабочей арматуры
В общем случае необходимо проверить несколько сечений консольной плиты, например у начала и конца вута. Однако в рамках курсового проекта можно ограничиться проверками сечений 1 – 1 или 2 – 2 в зависимости от того, какое значение изгибающего момента наибольшее (см. выше), учитывая вуты не круче 1:3. Исходя из этого, высоту h расчетного сечения принимают равной толщине плиты d1, увеличенной на 1/3 ширины (или радиуса) вута (см. Рисунок 4.2). Рабочая арматура диаметром не менее 12 мм /2/, п.3.118* располагается у растянутой грани плиты с шагом до 15 см и минимальным расстоянием между стержнями в свету – 4 см Нижняя арматура плиты - конструктивная и в дальнейших расчетах может не учитываться.
|
|
|
Расстояние от центра тяжести площади сечения арматуры до растянутой грани плиты аs=0,5d+ 2см, где d- диаметр арматуры (см. Рисунок 4.2.). Требуемая площадь арматуры
, (4.7)
где М0 – изгибающий момент для расчета по прочности;
z – плечо внутренней пары, которое в первом приближении может быть принято равным 7/8 ho. Здесь ho = h - аs — рабочая (полезная) высота сечения плиты;
Rs – расчетное сопротивление арматуры растяжению (см. Приложение М).
Количество стержней на 1 п.м. ширины плиты n определяется делением требуемой площади Аs на площадь одного стержня (см. таблицу 4.1).
Таблица 4.1 – Сортамент арматуры
| Диаметр d, мм | |||||
| Площадь А1, см2 | 0,785 | 1,131 | 1,539 | 2,011 | 2,545 |
|
|
|
