Описание пролётного строения

Г.Омск-2013

Содержание

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

Разраб.

Болдырь М.В.

Провер.

Меленьчук А.Н.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Проектирование железобетонного моста

Лит.

Листов

МТб-11Д1 СибАДИ

1.Технико-экономические показатели варианта моста. 2

1.1. Описание варианта моста. 5

1.2.Описание пролётного строения. 6

1.3.Описание опоры моста. 6

2. Расчет и конструирование плиты проезжей части. 4

2.1 Определение усилий в плите. 4

2.1.1. Определение усилий от постоянных нагрузок. 5

2.1.2. Определение коэффициентов надежности и динамических коэффициентов. 6

2.1.3. Определение усилий от временных нагрузок. 6

2.1.4. Определение экстремальных усилий в плите проезжей части. 12

2.1.5. Построение огибающей эпюры изгибающих моментов. 12

2.2. Подбор рабочей арматуры плиты. 14

2.2.1. Проверка арматуры из условия прочности. 14

2.2.2. Проверка высоты сжатой зоны. 16

2.3. Расчет бетона и арматуры на выносливость. 16

2.3.1.Расчет плиты проезжей части по выносливости. 16

2.3.2.Расчет арматуры по выносливости. 18

2.4.Проверка по прочности наклонного сечения. 20

2.5. Расчет по раскрытию трещин. 22

2.7.Увязка и компоновка рабочей арматуры.. 25

3.Определение усилий в сечениях главной балки. 25

3.1. Определение постоянных нагрузок. 25

3.2. Определение КПУ для временных нагрузок. 31

3.3. Определение коэффициентов надежности и динамичности. 35

3.4. Определение внутренних усилий от временной нагрузки. 35

3.5. Построение огибающих эпюр усилий. 35

4. Расчет и конструирование главной балки. 41

4.1. Подбор рабочей арматуры главной балки ипроверка по прочности нормальных сечений. 41

4.2. Построение эпюры материалов. 44

4.3. Проверки по прочности наклонных сечений. 45

 

 

4.3.1Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы 45

4.3.2.Расчет по прочности сечений наклонных к продольной оси элемента от перерезывающей силы. 46

4.4.3.Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие изгибающих моментов 59

4.4 Расчет по трещиностойкости. 66

4.5. Определение прогиба. 68

5. Расчет и конструирование опорной части. 70

5.1.Расчет штыря на срез. 70

5.2. Расчет верхней подушки опорной части на изгиб. 71

5.3.Расчет на диаметральное сжатие. 72

5.4.Расчет подферменника на местное сжатие (смятие). 72

Список использованных источников. 75

Графический материал

-Вариант мостового перехода

-Опалубочный и арматурные чертежи главной балки.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

 

 

1. Технико-экономические показатели варианта моста

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

1.1. Описание варианта моста

В данной курсовой работе предлагается вариант железобетонного моста под автомобильную дорогу. Ось моста пересекает реку под углом 90º к направлению течения реки. Продольный уклон моста составляет 5‰ и направлен в обе стороны от середины моста. Проектные решения конструкций моста соответствуют всем требованиям современных норм и правил. Общий вид моста представлен на стандартном листе формата А1(лист 1). Длина моста составляет 109,200 метра (15,9+24+24+24+15,9). Отверстие моста 98 м. Мост имеет ширину 11,2 метра и габарит 8 метров.

Расчет и конструирование плиты проезжей части.

Определение усилий в плите.

Рис.1 Схема к определению расчетного пролета

Расчётный пролет:

S_пл=278983 мм²

S_Р=183728 мм²

 

 

 

, (см рис.1.)

 

где b^` – приведенная толщина стенки балки,

d – расстояние между балками.

Толщину плиты проезжей части принимаем 0,18м.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

Расчет по раскрытию трещин

 

Ширину раскрытия нормальных и наклонных к продольной оси трещин а , см, необходимо определять по формуле:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

,

где - растягивающее напряжение,

Е – модуль упругости арматуры (табл.7.19[1]),

предельное значение расчетной ширины раскрытия трещин (табл. 7.24[1]).

Рис.13 Схема к расчету по раскрытию трещин.

,

где М нормативный изгибающий момент в середине расчетного пролета, приведенный момент сопротивления.

,

где приведенный момент инерции,

у ;

- коэффициент раскрытия трещин, определяемый в зависимости от радиуса армирования, ;

- радиус армирования, см;

где площадь зоны взаимодействия арматуры с бетоном,

- коэффициент, учитывающий степень сцепления арматурных элементов с бетоном (табл. 7.26[1]), n– число арматурных элементов с одинаковым номинальным диаметром,

d – диаметр одного стержня.

, [см²];

Сечение в середине пролёта на М(+):

 

;

;

;

;

;

.

Проверка выполняется.

Сечение в середине пролёта на М(-):

 

;

;

;

;

,

.

Проверка выполняется.

 

Сечение в опоре пролёта на М(+):

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

;

;

;

;

;

.

Проверка выполняется.

Сечение в опоре пролёта на М(-):

 

;

;

;

;

,

.

Проверка выполняется.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

2.7.Увязка и компоновка рабочей арматуры

Увязка и компоновка рабочей арматуры верхних и нижних сеток представлена в приложении на листах 5 и 6

 

Сбор постоянных нагрузок.

Для определения постоянной нагрузки, приходящейся на одну балку, воспользуемся методом упруго оседающих опор (рис.14).

Рис. 14 Схема к определению линий влияний R

Числовые значения реакций берем из таблиц Поливанова (приложение 11,таб.1).

Ординаты находятся в зависимости от числа пролетов (5) и от коэффициента α:

,

где d =1,700м – расстояние между несущими элементами,

I =0,01554м⁴ - приведенный момент инерции сечения балки,

расчетный пролет,

-момент инерции приведенного сечения плиты, где b =1м – ширина плиты, t толщина плиты.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

По приложению 10 табл.1 [2], находим ординаты линий влияния для нулевой,первой и второй балок. Результаты помещены в таблицу:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

Таблица №

Ордината л.вл на 0 балке	Значения	Ордината л.вл на 1 балке	Значение	Ордината л.вл на 2 балке	Значение	R
R0,кл	0,7591	R1,кл	0,3618	R2,кл	0,1045
R00	0,636	R10	0,354	R20	0,142	0,299
R01	0,354	R11	0,320	R21	0,228	0,019
R02	0,142	R12	0,228	R22	0,271	-0,019
R03	0,016	R13	0,122	R23	0,220	-0,107
R04	-0,052	R14	0,029	R24	0,122	-0,083
R05	-0,095	R15	-0,052	R25	0,016	-0,039
R0,кп	-0,1111	R1,кп	-0,0862	R1,кп	-0,0281

 

Ординаты на консолях для 0 балки:

Ординаты на консолях для 1 балки:

Ординаты на консолях для 2 балки:

где длина консоли, d – расстояние между балками.

По данным значениям строим линии влияния для 0,1 и 2 балок.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

Рис.15 Линия влияния 0 балки

Рис.16 Линия влияния 1 балки

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

Рис.17 Линия влияния 2 балки

 

 

Сбор постоянных нагрузок для балки №0:

Таблица №

Нагрузки	Толщина, м
Сосредоточенные нагрузки
Перильное ограждение	-	0,324	1,1	0,356
Барьерное ограждение	-	0,216	1,1	0,238
Ребра гл. балок	-	3,114	1,1	3,425
Распределенные нагрузки
Плита пч	0,18	9,603	1,1	10,563
Выравнивающий слой	0,04	2,049	1,3	2,663
Гидроизоляция	0,006	0,307	1,3	0,3995
Защитный слой тр-а	0,04	0,704	1,3	0,915
Защитный слой пч	0,06	1,963	1,3	2,552
а/б тротуара	0,04	0,704	1,5	1,056
а/б пч	0,09	2,709	1,5	4,064
		21,693		26,232

 

 

Сбор постоянных нагрузок для балки № 1

Таблица №

Нагрузки	Толщина, м
Сосредоточенные нагрузки
Перильное ограждение	-	0,138	1,1	0,152
Барьерное ограждение	-	0,921	1,1	1,013
Ребра гл. балок	-	3,114	1,1	3,425
Распределенные нагрузки
Плита пч	0,18	8,340	1,1	9,174
Выравнивающий слой	0,04	1,779	1,3	2,313
Гидроизоляция	0,006	0,267	1,3	0,347
Защитный слой тр-а	0,04	0,358	1,3	0,466
Защитный слой пч	0,06	2,169	1,3	2,819
а/б тротуара	0,04	0,358	1,5	0,538
а/б пч	0,09	2,993	1,5	4,489
		20,437		24,736

 

Сбор постоянных нагрузок для балки №0:

Таблица №

Нагрузки	Толщина, м
Сосредоточенные нагрузки
Перильное ограждение	-	0,038	1,1	0,042
Барьерное ограждение	-	0,255	1,1	0,281
Ребра гл. балок	-	3,114	1,1	3,425
Распределенные нагрузки
Плита пч	0,18	7,727	1,1	8,500
Выравнивающий слой	0,04	1,649	1,3	2,143
Гидроизоляция	0,006	0,247	1,3	0,322
Защитный слой тр-а	0,04	0,121	1,3	0,158
Защитный слой пч	0,06	2,346	1,3	3,050
а/б тротуара	0,04	0,121	1,5	0,182
а/б пч	0,09	3,379	1,5	5,068
		18,999		23,171

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

3.2. Определение КПУ для временных нагрузок

 

Для определения КПУ воспользуемся методом упруго оседающих опор.

При определении коэффициентов КПУ линии влияния, построенные по принятому методу, загружаются временной нагрузкой, устанавливаемой в невыгоднейшее положение на проезжей части для рассматриваемой линии влияния.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

В соответствии с п.6.12 [1] при расчетах конструкций мостов следует рассматривать два случая воздействия нагрузки АК:

 

1 схема загружения – нагрузку А14 располагают при загруженных тротуарах не ближе 1,5 м от кромки проезжей части до оси нагрузки. Размер полосы безопасности зависит от габарита проезжей части. Расстояние между осями соседних полос нагрузки должно быть не менее 3,0 м. Число полос нагрузки не должно превышать числа полос движения для заданного габарита проезжей части.

Рис.18 1 схема установки А14

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

Значения КПУ

1)Балка 0:

- для пешеходной нагрузки

- для колесной нагрузки от тележки Р/2

2) Балка 1:

3) Балка 2:

 

2 схема загружения - при незагруженных тротуарах нагрузку А14 устанавливают на расстоянии 1,5 м от ограждения ездового полотна до оси нагрузки.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

Рис.19 2 схема установки А14

1)Балка 0:

2) Балка 1:

3)Балка 2:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

Схемазагружения нагрузкой Н14 – следует располагать вдоль направления движения на любом участке проезжей части моста. Нагрузку Н14 не учитывают совместно с временной нагрузкой на тротуарах и для определения максимальных усилий в балке устанавливают вплотную к полосе безопасности.

Рис.20 схема установки Н14

 

1)Балка 0:

2) Балка 1:

3) Балка 2:

Коэффициент поперечной установки (КПУ) показывает, какая часть нагрузки приходится на рассчитываемый элемент.

 

Построение эпюры материалов

 

Построение эпюры материалов позволяет рационально использовать рабочую арматуру по длине балки.

При построении эпюры материалов откладываем предельные моменты от каждой пары стержней в точках пересечения огибающей эпюры моментов с i –ми предельными моментами, получаем точки теоретического обрыва.

Согласно п.7.126 [1] выключившиеся из работы стержни необходимо продолжить на расстояние не менее 22d арматуры: 22 32=704мм.

Перегибы стержней арматуры делают по дуге круга радиусом не менее 10d арматуры. Отгибы продольной арматуры у торцов балки (за осью опорной части) допускается выполнять по дуге круга с радиусом не менее 3d арматуры (п.7.140[1]).

Наклон отгибаемых стержней к оси балки выполнен под углом 45 .

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

Рис.26 Эпюра материалов.

 

Расчет по трещиностойкости

 

Трещиностойкость железобетонных конструкций мостов обеспечивается ограничениями возникающих в элементах растягивающих напряжений.

Категория требований по трещиностойкости 3В.

Ширину раскрытия нормальных и наклонных к продольной оси трещин а , см, необходимо определить по формуле:

,

где - растягивающее напряжение,

Е– модуль упругости арматуры, для класса арматуры A300 = 2,1·10⁵ Мпа (табл.7.19[1]),

- коэффициент раскрытия трещин, определяемый в зависимости от радиуса армирования:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

,

- радиус армирования.

площадь зоны взаимодействия для нормального сечения, принимаемая ограниченной наружным контуром сечения и радиусом взаимодействия r = 6d;

- коэффициент, учитывающий степень сцепления арматурных элементов с бетоном (табл. 41[1]);

n – число арматурных элементов с одинаковым номинальным диаметром d,

d – диаметр одного стержня.

предельное значение расчетной ширины раскрытия трещин (табл. 39.[1]).

,

где М нормативный изгибающий момент,

приведенный момент сопротивления.

,

где приведенный момент инерции, у_s =h-зс-х^/ расстояние от грани нижней растянутой арматуры до верхней границы сжатого бетона.

где ширина балки

величина сжатой зоны,

коэффициент отношения модулей упругости с учетом виброползучести (п 7.48 [1]),

площадь растянутой арматуры,

- расстояние от центра тяжести нижней арматуры до верхней грани плиты.

 

Расчет сечений сведен в таблицу:

Таблица №

Позиция	1 отгиб	2 отгиб	3 отгиб	четверть	5 отгиб	середина
n
x', м	0,0351	0,0526	0,0701	0,0876	0,0876	0,1052
h, м
ys,м	0,9349	0,9174	0,8999	0,8824	0,8824	0,8648
As, м2	0,0032	0,0048	0,0064	0,0080	0,0080	0,0096
d, м	0,032	0,032	0,032	0,032	0,032	0,032
b', м	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3
n'
J red,b м^4	0,2798	0,004044	0,005192	0,006247	0,006247	0,00721
W red,b, м^3	0,002993	0,004408	0,00577	0,00708	0,00708	0,008337
Ar, м^2	0,3406	0,3614	0,3822	0,403	0,403	0,4238
β	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75
Rr, м	3,5479	2,5097	1,9906	1,6792	1,6792	1,4715
ψ	2,8254	2,3763	2,1163	1,9438	1,9438	1,8196
Mн, кНм	1473,9831	1473,9831	1473,9831	1473,9831	1473,9831	1473,9831
, Мпа	492,504	334,380	255,477	208,203	208,203	176,796
E, Мпа
acr, см	0,00663	0,00378	0,00258	0,00193	0,00193	0,00153
	<0,03	<0,03	<0,03	<0,03	<0,03	<0,03

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

см - проверка прошла

Определение прогиба

Прогиб пролетного строения складывается из прогибов от временной и постоянной нагрузок.

Прогиб от временной нагрузки можно найти как сумму прогибов от тележки и полосовой нагрузки.

;

;

;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

,

где В– жесткость,

М – грузовая эпюра,

М₁– единичная эпюра,

где – жесткость;

В=0,8 =3,08880 10⁶

Рис.30 Эпюры М_p и М

;

;

;

;

;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

;

Максимально-допустимый прогиб:

Проверка выполняется.

Расчет штыря на срез

,

где d- диаметр штыря,

,

-нормативное сопротивление по пределу текучести (табл.8.50)[1],;

-коэффициент надежности по материалу для стали 16Д (табл.8.4)[1];

.

Принимаем штырь d=20мм.

 

Г.Омск-2013

Содержание

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

Разраб.

Болдырь М.В.

Провер.

Меленьчук А.Н.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Проектирование железобетонного моста

Лит.

Листов

МТб-11Д1 СибАДИ

1.Технико-экономические показатели варианта моста. 2

1.1. Описание варианта моста. 5

1.2.Описание пролётного строения. 6

1.3.Описание опоры моста. 6

2. Расчет и конструирование плиты проезжей части. 4

2.1 Определение усилий в плите. 4

2.1.1. Определение усилий от постоянных нагрузок. 5

2.1.2. Определение коэффициентов надежности и динамических коэффициентов. 6

2.1.3. Определение усилий от временных нагрузок. 6

2.1.4. Определение экстремальных усилий в плите проезжей части. 12

2.1.5. Построение огибающей эпюры изгибающих моментов. 12

2.2. Подбор рабочей арматуры плиты. 14

2.2.1. Проверка арматуры из условия прочности. 14

2.2.2. Проверка высоты сжатой зоны. 16

2.3. Расчет бетона и арматуры на выносливость. 16

2.3.1.Расчет плиты проезжей части по выносливости. 16

2.3.2.Расчет арматуры по выносливости. 18

2.4.Проверка по прочности наклонного сечения. 20

2.5. Расчет по раскрытию трещин. 22

2.7.Увязка и компоновка рабочей арматуры.. 25

3.Определение усилий в сечениях главной балки. 25

3.1. Определение постоянных нагрузок. 25

3.2. Определение КПУ для временных нагрузок. 31

3.3. Определение коэффициентов надежности и динамичности. 35

3.4. Определение внутренних усилий от временной нагрузки. 35

3.5. Построение огибающих эпюр усилий. 35

4. Расчет и конструирование главной балки. 41

4.1. Подбор рабочей арматуры главной балки ипроверка по прочности нормальных сечений. 41

4.2. Построение эпюры материалов. 44

4.3. Проверки по прочности наклонных сечений. 45

 

 

4.3.1Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы 45

4.3.2.Расчет по прочности сечений наклонных к продольной оси элемента от перерезывающей силы. 46

4.4.3.Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие изгибающих моментов 59

4.4 Расчет по трещиностойкости. 66

4.5. Определение прогиба. 68

5. Расчет и конструирование опорной части. 70

5.1.Расчет штыря на срез. 70

5.2. Расчет верхней подушки опорной части на изгиб. 71

5.3.Расчет на диаметральное сжатие. 72

5.4.Расчет подферменника на местное сжатие (смятие). 72

Список использованных источников. 75

Графический материал

-Вариант мостового перехода

-Опалубочный и арматурные чертежи главной балки.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

 

 

1. Технико-экономические показатели варианта моста

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КР-02068982-270201-АДМ-МТ-57-11-2013

1.1. Описание варианта моста

В данной курсовой работе предлагается вариант железобетонного моста под автомобильную дорогу. Ось моста пересекает реку под углом 90º к направлению течения реки. Продольный уклон моста составляет 5‰ и направлен в обе стороны от середины моста. Проектные решения конструкций моста соответствуют всем требованиям современных норм и правил. Общий вид моста представлен на стандартном листе формата А1(лист 1). Длина моста составляет 109,200 метра (15,9+24+24+24+15,9). Отверстие моста 98 м. Мост имеет ширину 11,2 метра и габарит 8 метров.

Описание пролётного строения

Пролёты № 1, 5 перекрывается главной балкой таврового сечения высотой 1,0 м, которая изготавливается в заводских условиях, с применением бетона класса В27,5 и арматуры класса А300. У балок имеются арматурные выпуски, с помощью которых они объединяются в единое целое; в поперечном сечении расположено шесть балок, расстояние между осями соседних несущих элементов 1,70 м. Плита проезжей