Курсовой проект: Проектирование железобетонного моста

Лист 2.dwg

Общий вид пролетного строения М 1:75
Тротуарная консоль М 1:10
Конструирование моста
Общий вид пролетного строения М 1:25
Тротуарные плиты ПТ-1 540x1430
Арматурный чертеж балки М 1:15
Стык диафрагмы М 1:10
Водоотводная трубка М 1:5

ЖБМ ПЗ.docx

Проектирование железобетонного моста.
По последней цифре шифра
Номер профиля перехода
Коэффициент размыва русла реки
Наименование грунта
Песок средней плотности насыщенный водой
Возвышение подошвы рельса над уровнем высоких вод H м
По предпоследней цифре шифра
Показатель консистенции
Расчетная глубина промерзания грунта м
Класс бетона по прочности на сжатие
Класс подвижной временной нагрузки
Отношение расчетного пролета l к высоте главной балки h
Расчетный пролет l м
Расстояние между осями
Вариантное проектирование мостового перехода 5
5.Сравнение вариантов16
Расчет балластного корыта17
1. Расчетная схема и исходные данные17
2.Нормативные нагрузки17
3. Расчетные усилия18
3. Определение расчетного сечения и назначение
4.Расчет нормального сечения плиты на прочность 21
5.Расчет на выносливость 22
6.Расчет на трещиностойкость23
Расчет главной балки.25
1.Определение расчетных постоянных нагрузок25
2.Линии влияния изгибающих моментов и поперечных сил 25
3.Определение расчетных внутренних усилий 25
4.Назначение расчетного сечения балки подбор рабочей
5.Расчет нормального сечения балки на прочность30
6.Расчет на выносливость нормального сечения31
7.Расчет на трещиностойкость нормального сечения33
8.Построение эпюры материалов и армирование балки34
9.Расчет по прочности наклонного сечения у опоры35
10.Расчет наклонного сечение на действие поперечной
силы по наклонной трещине 36
11.Определение прогиба балки в середине пролета37
1.Нормативные нагрузки 39
2.Определение расчетных усилий42
3.Расчеты по прочности и устойчивости43
4.Проверка устойчивости положения против
5.Проверка устойчивости положения против сдвига45
В данной курсовой работы запроектирован и рассчитан однопутный железобетонный мост через несудоходную реку под железную дорогу.
Курсовая работа включает:
-составление вариантов железнодорожного железобетонного моста балочной системы и выбор лучшего из этих вариантов;
-расчет пролетного строения моста;
-конструирование элементов моста.
Вариантное проектирование мостового перехода.
В проекте составлено три варианта мостового перехода из которых выбран наиболее рациональный по экономическим и техническим показателям. В каждом варианте выбран тип и количество пролетных строений их длина и соответствующий им тип опор. Для каждого варианта вычерчен план моста и эскиз промежуточной опоры.
Задан профиль перехода по оси моста – номер 4. Уровень меженных вод (УМВ) равен 45800 м расчетный уровень высоких вод (УВВ) равен 48000 м.
Толщина льда равна 06 м ледоход средний следовательно рекомендуется применять пролеты в русле длиной от 15 метров. Наивысший уровень ледохода совпадает с УВВ и равен 48000 м. Первая подвижка льда происходит на уровне меженных вод. Отверстие моста L=65м.
Согласно заданию возвышение ПР над УВВ равно 85м. Следовательно отметка ПР равна 4800+850=565м. Бровка земляного полотна (БЗП) определяется по формуле:
где ПР – отметка подошвы рельса.
В качестве пролетных строений для первого варианта выбраны типовые ребристые пролетные строения. Полная длина пролетных строений 276 м.
Общая схема моста по первому варианту: 3х276м.
Промежуточные опоры приняты сборномонолитные обтекаемой формы – шириной вдоль моста 2500 м. Высота подходных насыпей равна 76 м следовательно устои приняты обсыпными.
В данном случае длина моста между шкафными стенками устоев:
Фактическое отверстие моста с учетом сужения промежуточными опорами:
где - ширина по фасаду промежуточной опоры;
– расстояние между шкафной стенкой устоя и его передней гранью.
Заданное отверстие . Отклонение .
Значение фактического отверстия лежит в интервале допуска (-3% +5%).
Пролетные строения выбраны верно и вычерчены с учетом зазоров между торцам так чтобы центральный пролет обеспечивал максимальную площадь живого сечения реки (приложения лист 1). Зазоры между пролетными строениями равны 005 м.
Обрез фундамента промежуточных опор найден по условию:
где t=06м – толщина льда УНЛ принят равным УМВ=4580м
на 1.65 метра с учетом глубины промерзания 14 м – по заданию и требуемого запаса 025м.
Рабочая длина свай отсчитывается от линии размыва.
Общий размыв определяется формулой:
где - коэффициент размыва по заданию.
По формуле (1.4) найдены три отметки дна после размыва:
Местные размывы приняты равными половине ширины опоры вдоль моста что действительно для опор обтекаемой формы.
Минимальные размеры подферменной плиты определены по формулам:
где – зазор между торцами железобетонных пролетных строений равный 005 м; С1=015 – расстояние от нижней плиты опорной части до боковой грани подферменника С2 = 015 м – расстояние от подферменника до грани оголовка В= 2м – расстояние между осями главных балок; С3=03м–расстояние от подферменника до грани оголовка при секторных опорных частях.
Применены секторные опорные части:
bоч = 090м – размер поперек моста нижней плиты опорной части;
aпоч =048 aноч = 042м – размер вдоль моста подвижной и неподвижной опорных частей;
По формулам 1.5 – 1.6:
Размер подферменной плиты вдоль моста принят больше размера опоры на 02м. Толщина подферменной плиты 05 метра.
Далее определено необходимое количество свай промежуточной опоры №1. Найдена нагрузка на фундамент каждой опоры.
Для подсчета собственного веса опоры она разделена на 2 части: подферменную плиту тело опоры.
Объемы бетона указанных частей:
- подферменная плита;
– тело опоры обтекаемой формы;
Следовательно вес опоры:
Вес бетона одного ПС полной длиной 276 м – 1512 kH таблица B.2 2.
Вес балласта: 4836 kHм; вес тротуаров: 07 kHм; вес перил: 04 kHм .
Временная эквивалентная нагрузка С13 для пролетного строения расчетной длинной 269м: .
Общая вертикальная сила передающаяся на ростверк фундамента с учетом коэффициентов надежности:
- к временной нагрузке;
– к постоянным нагрузкам.
Необходимое количество свай определено соотношением:
где - коэффициент надежности при количестве свай 10-20;
– коэффициент учитывающий влияние поперечных сил.
- несущая способность сваи 45х45 при глубине забивки 15 м в мелкий песок.
Сваи размещены в ростверке с учетом расстоянии между осями равным 3d = 3*45=135 см.
Аналогично подобрано количество свай для других опор. Результат сведен в таблицу 1.2.
Для определения объемов работ и стоимости моста его части сгруппированы.
Работы при сооружении устоев включают: забивку металлического шпунтового ограждения устройство котлованов с водоотливом забивку ЖБ свай устройство монолитных ростверков сооружение монолитного тела опоры.
Шпунтовое ограждение заглублено в на 3 метра обрез шпунта находится выше РУВ на 07 м. За рабочий уровень воды принять меженный уровень вод. Из этого условия площадь шпунтового ограждения равна:
Устройство монолитных бетонных ростверков:
Vр0 = 149 м3;Vр1 = 112 м3;
Vр2 = 112 м3;Vр3 = 149 м3.
Устройство и забивка свай 45х45 см:
Vс0 = 6075 м3;Vс1 = 729 м3;
Vс2 = 729 м3;Vс3 = 6075м3.
Монолитный бетон устоев:
Vб0 = 1074 м3;Vб3 = 9984 м3.
Сборно-монолитный бетон промежуточных опор:
Vб1 = Vб2 = (25*4150-074*2)*82 = 730 м3;
Расход бетона на одно пролетное строение полной длиной 276 м равен 8301 м3. На три пролета – 249 м3. 2. Общие объемы работ и расчет стоимости по укрупненным показателям представлен в таблице 1.3.
Устройство металлического шпунтового ограждения.
Устройство монолитных бетонных ростверков.
Устройство тампонажной подушки
Изготовление и забивка ЖБ свай.
Сборно-монолитный бетон промежуточных опор
Монолитный бетон устоев
Пролетное строение под ЖД из обычного ЖБ
Устройство ЖД мостового полотна на балласте.
Гидроизоляция корыта с устройством водоотвода.
Стоимость пролетных строений:
Общая стоимость моста:
3 Второй вариант моста.
Запроектирована неразрезная балка полной длиной 82 м. Русловая часть балки имеет длину 36 м пойменные – по 23 м.
Полная длина моста и фактическое отверстие (формула 1.2) равны:
Вариант моста показан на листе 2 первого приложения.
Размеры промежуточных опор приняты из условия размещения на них одного ряда опорных частей. Необходимые размеры подферменника по формулам (1.5) и (1.6):
Ширина вдоль моста промежуточных опор – 15 метра поперек – 4 м. Отметки фундаментов приняты в согласии с правилами и требованиями указанными в пункте 1.2. Отметки фундаментов приведены в таблице 1.4.
Количество свай в фундаментах определено методом представленным при проектировании первого варианта в пункте 1.2. Результат сведен в таблицу 1.5.
Расчет объемов работ выполнен аналогично расчету для первого варианта моста.
Подсчитаны объемы котлованов под опоры:
Площадь шпунтового ограждения равна:
Vр0 = 138 м3;Vр1 = 633 м3;Vр2 = 633 м3;Vр3 = 138 м3.
Vс0 = 4556м3;Vс1 = 729м3;Vс2 = 729 м3;Vс3 = 4556 м3.
Монолитный бетон промежуточных опор:
Vб1 = Vб2 = 15*40*465 + 2*45*334= 5796 м3.
Расход бетона на пролетное строение равен 1935 м3.
Общие объемы работ и расчет стоимости по укрупненным показателям представлен в таблице 1.6.
Устройство котлована с водоотливом.
Монолитный бетон промежуточных опор
4 Третий вариант моста.
Запроектированы три арочных пролетных строения. Русловая арка имеет длину 28 м пойменные – по 27 м. Стрела подъема – 68м.
Вариант моста показан на листе 3 первого приложения.
Ширина вдоль моста промежуточных опор – 2 метра поперек – 4 м. Отметки фундаментов приняты в согласии с правилами и требованиями указанными в пункте 1.2. Отметки фундаментов приведены в таблице 1.7.
Количество свай в фундаментах определено методом представленным при проектировании первого варианта в пункте 1.2. Результат сведен в таблицу 1.8.
Vр0 = 138 м3;Vр3 = 138 м3.
Vб1 = Vб2 = 06*40*465 + 2*45*334= 4122 м3.
Расход бетона на пролетное строение длиной 28 м равен 1992 м3.
Расход бетона на пролетное строение длиной 27 м равен 1914 м3.
Общие объемы работ и расчет стоимости по укрупненным показателям представлен в таблице 1.9.
5 Сравнение вариантов.
Сопоставление вариантов по технико-экономическим параметрам представлено в виде таблицы 1.10.
Строительная стоимость.
Степень индустриализации.
Типовые пролетные строения и опоры.
Индивидуальные неразрезные со сплошной стенкой
Индивидуальные монолитные арочные.
К дальнейшей разработке рекомендован второй вариант. Он имеет среднюю стоимость оптимальные строки строительства за счет возможности индустриального изготовления пролетных строений.
Расчет плиты балластного корыта.
В курсовом проекте расчет произведен с некоторыми упрощениями. Пролетное строение расчленено на плиту проезжей части и на главные балки. Элементы рассчитаны по отдельности с учетом влияния друг на друга. Далее будет рассчитан участок плиты длинной 1 метр.
1.Расчетная схема и исходные данные.
В качестве расчетной схемы приняты две консоли – рисунок 2.1. Достаточно рассчитать плиту в сечениях 1-1 и 2-2.
Исходные данные по заданию:
Класс бетона – В275;
Класс нагрузки: С13.
2.Нормативные нагрузки.
На внешнюю консоль действуют нагрузки от собственного веса ЖБ плиты (g1) от веса балласта с частями пути (g2) от веса тротуаров (g3) и перил(G4).
d3=05м - стандартная толщина балласта;
a1 = 05 (B1 – B – b) = 084м;
a2 = 05 ( B – b) = 075м;
a5=05(27+2d2 – B – b)= 045 м.
Далее вычислены нагрузки:
Нормативные временные нагрузки от подвижного состава для внешней и внутренней консоли определяются по формулам:
Изгибающие моменты и поперечные силы в сечениях для расчета по прочности найдены по формулам:
для расчетов на выносливость:
для расчетов на трещиностойкость:
Коэффициенты в формулах:
= 11 – коэффициент надежности по весу ЖБ корыта п.2.10* 2;
= 13 – коэффициент надежности по весу балласта п.2.10* 2;
= 11 – по весу тротуаров п.2.10* 2;
= 11 – по весу перил п.2.10* 2;
– коэффициент надежности по временной нагрузке () п.2.23* 1;
– динамический коэффициент п. 2.22* 2;
– на прочность - на выносливость
По выше приведенным формулам моменты и поперечные силы для проверки на прочность:
Для проверки на выносливость:
Для проверки на трещиностойкость:
3 Определение расчетного сечения и назначение площади рабочей арматуры.
Наибольшие усилия возникают в сечении 2 рисунок 2.2. Приняты криволинейные вуты радиусом R=300.
Приведенная высота сечения в этом случае найдена по формуле:
Требуемая площадь арматуры найдена из условия восприятия максимального момента в сечении 2-2 по формуле:
где М2= 495 кН*м – расчетный момент на прочность
– расчетное сопротивление арматуры класса АIII приложение К 2;
– плечо внутренней пары
- рабочая высота сечения плиты (рисунок 2.2)
- расстояние от центра стержня арматуры до грани плиты (рисунок 2.2)
Диаметр арматуры принят равным 12 мм.
По формуле 2.11 требуемая площадь арматуры равна:
Площадь одного стержня диаметром 12 см равна 1131 следовательно необходимо арматурных стержней на один метр балластного корыта (b=1м). Стержни расставлены через каждые 143 см. Фактическая площадь арматуры равна 6786см2
4 Расчет нормального сечения плиты по прочности.
Проверка осуществляется на действие изгибающего момента и поперечной силы по формулам:
где Rb = 143 МПа - расчетное сопротивление сжатию бетона В275 прил. К 2;
Rbt = 105 МПа - расчетное сопротивление бетона В275 на растяжение;
По вышеприведенным формулам произведен расчет:
Все условия выполнены. Проверка завершена.
5 Расчет на выносливость.
Данный расчет ограничивает напряжения в бетоне и арматуре соответствующими расчетными сопротивлениями при этом из расчета исключена работа растянутой зоны.
Условия расчета выражены формулами:
hu =0260 м - расстояние от крайнего ряда растянутой арматуры до сжатой грани бетона (рисунок 2.2).
Для определения коэффициентов вычислен коэффициент цикла повторяющихся напряжений:
Условное отношение модулей упругости арматуры и бетона n’ принято равным 17 для бетона класса В275.
Согласно приложению К 2:
По формулам 2.15 и 2.16:
6 Расчет на трещиностойкость
Расчет на трещиностойкость по образованию продольных трещин сведен к ограничению нормальных напряжений в бетоне:
Расчет по раскрытию нормальных трещин выполнен по формуле:
где М2 =265 кНм – изгибающий момент для расчета на трещиностойкость;
- приведенный момент инерции без учета растянутой зоны бетона с учетом приведенной площади арматуры.
Высота сжатой зоны и приведенный момент инерции рассчитан при действительном соотношении модулей упругости арматуры и бетона:
- напряжение в арматуре
Rbmc2 = 132 Мпа; Es=;
– коэффициент раскрытия трещин.
n = 7– количество стержней рабочей арматуры;
b = 100см – ширина плиты;
d =12см – диаметр стержней арматуры;
– площадь взаимодействия бетона и арматуры.
По формулам 2.17 2.18:
Расчет главной балки
1 Определение расчетных постоянных нагрузок
По заданию выполнен расчет балки расчетной длинной 87 м. Применен бетон класса В275 арматура – АIII.
В данном расчете принята нагрузка от собственного веса конструкций пролетного строения приходящаяся на 1 м длины двух балок:
где Vб = 16.3 м3– объем железобетонного пролетного строения 2.
Вес тротуаров и перил ;
2 Линий влияния изгибающих моментов и поперечных сил
Нормативная временная вертикальная нагрузка принята в соответствии с длинами загружения линий влияния рисунок 3.1.
3 Определение расчетных внутренних усилий для расчетов на прочность выносливость и трещиностойкость.
Главная балка рассчитана по предельным состояниям первой и второй группы: по прочности на выносливость по трещиностойкости и прогибам.
В качестве расчетной схемы принята неразрезная схема. Необходимые для расчетов площади линий влияния усилий в сечениях главной балки:
Расчетные значения внутренних усилий в главной балке определены формулам:
для расчетов по прочности:
для расчетов по трещиностойкости:
по образованию продольных трещин:
по раскрытию нормальных трещин:
по ограничению касательных напряжений:
по раскрытию наклонных трещин:
В приведенных выше формулах:
– коэффициент учитывающий влияние транспортеров;
Коэффициенты надежности по постоянной нагрузке приняты аналогично пункту 2. Коэффициенты надежности по временной нагрузке приняты по формуле из пункта 2 в зависимости от длины загружения:
Найдена интенсивность временной нагрузки приложение Л 2:
Динамический коэффициент:
- при загружении всего пролета;
- три четверти пролета;
По вышеприведенным формулам:
Коэффициент =089 при длине загружения 87 метров.
Динамический коэффициент .
по образованию поперечных трещин:
4 Назначение расчетного сечения балки и подбор рабочей арматуры в середине пролета
Для расчета фактическое поперечное сечение пролетного строения заменено на сечение упрощенной формы показанное на рисунке 3.2. Ширина полки b’f принята равной расстоянию между внутренними гранями наружного и внутреннего бортиков а приведенная толщина плиты определена по формуле:
где b1=208 – расстояние между наружными гранями балки;
d1=015 – толщина плиты;
- площадь сечение вута R=300мм;
Площадь сечения вута определяется по формуле:
Рабочая высота сечения .
Требуемая площадь рабочей арматуры определяется по формуле:
где M05 – изгибающий момент для расчета на прочность.
По заданию принята арматура АIII. Диаметр стержней - 36 мм. Площадь сечения арматурного стержня А1=1018см2.
Количество стержней равно:
Арматурные стержни размещены в нижнем поясе в два ряда симметрично относительно вертикальной оси балки. при этом расстояние в свету между стержнями – 6 см. Толщина защитного слоя бетона Сб = 58см.
Уточнение ширины нижнего пояса . Проверка полной высоты вертикальных рядов стержней в нижнем поясе:
Высота вертикального ряда равна что меньше трети высоты балки
Величина расчетной площади арматуры в нижнем поясе балки:
As = nsA1=12216 см2.
Расстояние от центра тяжести сечения растянутой арматуры до нижней грани балки:
Рабочая высота сечения h0 = h – as = 087-0144=0726 м.
5 Расчет нормального сечения балки на прочность.
Проверка производится в зависимости от положения границы сжатой зоны для этого проверено условие:
Условие выполняется следовательно нейтральная ось проходит в пределах высоты плиты и сжатая зона сечения балки имеет прямоугольную форму высота сжатой зоны бетона определяется по формуле:
Прочность нормального сечения проверена по условию:
Проверка выполняется.
Высота сжатой зоны X должна удовлетворять условию:
Условие выполняется.
6 Расчет на выносливость нормального сечения в середине пролета
Расчет сводится к ограничению напряжений в сжатой зоне бетона и растянутой арматуре расчетными сопротивлениями. Принято что растянутый бетон полностью выключился из работы сечения и все растягивающее усилие воспринимается арматурой. Наибольшие напряжения определяются по формулам:
hu = 0822 м – расстояние от крайнего ряда растянутой арматуры до сжатой грани.
Высота сжатой зоны определяется выражением:
где = 17 - отношение модуля упругости арматуры к модулю упругости бетона принятое для бетона В275.
По вышеприведенным формулам выполнены вычисления:
Приведенный момент инерции сечения вычислен по формуле:
Найдены максимальные напряжения по формулам 3.19 и 3.20:
Проверка на выносливость осуществляется формулами:
- коэффициент роста прочности бетона В275 во времени;
– коэффициент асимметрии цикла;
– коэффициент зависящий от асимметрии цикла для бетона.
- коэффициент зависящий от асимметрии цикла для арматуры.
– коэффициент влияния контактной сварки с зачисткой швов.
Условия проверки выполняются расчет на выносливость выполнен.
7 Расчет на трещиностойкость нормального сечения в середине пролета
Выполнено два расчета: по образованию продольных трещин и по раскрытию трещин.
По образованию продольных трещин проверка сведена к выполнению условия:
где – расчетное сопротивление бетона В275 на стадии эксплуатации 1 п. 3.24
По раскрытию трещин:
где b и s напряжения в бетоне и арматуре определенные в расчете на выносливость.
Еs = МПа - модуль упругости арматуры 1 табл. 34;
- коэффициент раскрытия трещин;
– радиус армирования.
- предельное значение расчетной ширины раскрытия трещин принимается не более 002 см (табл. 39* 1);
Расчет на раскрытие трещин:
Площадь взаимодействия бетона с арматурой и радиус армирования вычислены согласно пункту 3.110 1:
Расчет по образованию трещин:
Высота сжатой зоны и момент инерции найдены по формуле 3.21 с заменой n’ на n1:
8. Построение эпюры материалов и армирование балки.
Отгиб рабочей арматуры осуществляется отводом продольных стержней арматуры в сжатую зону бетона. Для назначения мест отгиба построена огибающая эпюра моментов по ранее вычисленным значениям моментов в середине балки и в четверти.
При расстановке арматуры выполнены следующие нормы:
-Растянутые рабочие стержни арматуры гладкого профиля должны иметь на концах полукруглые крюки с внутренним диаметром не менее 25 диаметра стержня и длиной прямолинейного участка после отгиба не менее трех диаметров стержня. 1 п3.124;
-Заводимые за ось опорной части растянутые стержни продольной арматуры должны иметь прямые участки длиной не менее десяти диаметров стержня. Кроме того крайние стержни примыкающие к боковым поверхностям балки должны быть отогнуты у торца под углом 90 и продолжены вверх до половины высоты балки. [1п3.127].
За опорную ось должно заходить не менее 13 продольных стержней. Следовательно будет отогнуто 8 стержней.
Эпюра материалов и отгибы представлены на рисунке 3.4.
9 Расчет по прочности наклонного сечения у опоры
Прочность по сжатому бетону между наклонными трещинами выражается условием 1 п.3.77:
= 1- 001 (Rb принимается в МПа);
– толщина стенки балки; –рабочая высота.
=5 – при хомутах нормальных к оси элемента;
n1=62 –отношение модулей упругости арматуры и бетона.
Коэффициент определяется формулой:
Asw – площадь сечения ветвей хомутов расположенных в одной плоскости;
Sw – расстояние между хомутами по нормали к ним;
Диаметр хомутов при продольной арматуре диаметра более 28 мм должен быть не менее диаметра продольной арматуры. Диаметр принят равным 10 мм. Расстояние между хомутам– 15 см. 1 п.3.143*.
10. Расчёт наклонного сечения на действие поперечной силы по наклонной трещине.
Расчет наклонного сечения на действие поперечной силы производится из условия:
где Q - максимальное значение поперечной силы от внешней нагрузки расположенной по одну сторону от рассматриваемого сечения;
К добавляется коэффициент условий работы m=08.
Поперечная сила воспринимаемая продольной арматурой:
где - площадь продольной арматуры пересекаемой наклонным сечением;
Коэффициент определен формулой:
где - угол наклона расчетного сечения к вертикальному (опорному). 1 п.3.79*
Величина поперечной силы воспринимаемой продольной арматурой учитываться не будет т.к.
Поперечная сила воспринимаемая сжатой зоной бетона:
m принято равным 2 с = h0.
Наклонное сечение расположено под углом 45 градусов при этом оно пересекает 6 пар хомутов. В расчетном сечении располагается хомутов
11. Определение прогиба балки в середине пролёта от нормативной временной нагрузки.
Вертикальные упругие прогибы железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов вычислены по формуле:
Прогиб меньше допустимого.
Рассмотрен устой №0 по первому варианту. Устой будет рассчитан при схеме загружения «в пролет». При такой схеме учтены следующие нагрузки:
-постоянные вертикальные нагрузки от собственного веса устоя и примыкающего пролетного строения 1 п.2.4 2.10*;
-временные вертикальные нагрузки от подвижного состава расположенного на пролетном строении и на призме обрушения 1 п.2.2 2.11 2.22* 2.23* прил.2* и 5*;
-горизонтальное давление грунта на заднюю грань устоя от веса насыпи 1 п.2.6 2.10* прил.3 и от подвижного состава расположенного на призме обрушения 1 п.2.2 2.16 2.23* прил.2* и 8*;
-ветровую нагрузку в сторону пролета 1 п.2.24* прил.2* и 9*;
-горизонтальную продольную нагрузку от торможения подвижного состава в сторону пролета 1 п.2.2 2.20* 2.23* прил.2*.
Схема к расчету показана на рисунке 4.1
1 Нормативные нагрузки.
Вертикальная нагрузка от веса устоя определена по формуле:
где - постоянная вертикальная нагрузка от веса балласта и пути;
- от веса тротуаров с перилами; - от веса подферменника;
- от веса опорных частей; - от веса тела устоя.
– объем устоя и его конструктивных частей;
– удельный вес железобетона.
- длина шкафной части устоя;
- погонный вес двусторонних тротуаров с перилами п.5.2 2
- вес комплекта неподвижных секторных опорных частей 2 прил.Ж.
- площадь поперечного сечения балластной призмы
- удельный вес балласта;
По формуле 4.1 подсчитана вертикальная нагрузка:
Вертикальная сила приложена в центре тяжести устоя. Расстояние от точки приложения силы до центра тяжести расчетного сечения равно 027 м.
Постоянная вертикальная нагрузка от собственного веса пролетного строения и балласта с частями пути на пролетном строении вычислена по формуле:
– полная длина пролетного строения;
– объем бетона пролетного строения (см. п.3.1).
Сила приложена по оси опорной части плечо до центра тяжести рассматриваемого сечения составляет 303 м.
Горизонтальное боковое давление грунта (грунт засыпки - песок) определено по формуле:
где – нормативный объемный вес песка;
- высота устоя (от ПР до расчетного сечения);
- коэффициент нормативного бокового давления грунта определен по формуле:
где - угол внутреннего трения песка
Согласно формуле 4.3:
Давление принято распределенным по линейному закону заменено сосредоточенной силой точка приложения сосредоточенной силы расположена на высоте 13 .
Нормативное вертикальное давление от временной нагрузки на пролетном строении:
где - временная нагрузка при длине загружения и классе нагрузки С13;
Плечо до центра тяжести рассматриваемого сечения составляет 303 м.
Временная нагрузка под шпалами (на длине 27 м) распределена равномерно при этом давление на единицу площади равно:
Временная нагрузка вычислена при длине загружения положении линии влияния .
Горизонтальное давление в теле насыпи вызываемое временной нагрузкой на призме обрушения распределено под углом к вертикали:
Равнодействующая этого давления найдена по формуле:
где – высота в пределах которой площадь давления имеет переменную ширину.
На расстоянии больше чем от подошвы рельса ширина устоя меньше ширины распределения давления . На устой передается лишь часть горизонтального давления грунта. Эпюра давления на этом участке имеет криволинейное очертание (рисунок 4.1). Равнодействующая этого давления определена по формуле:
- коэффициенты определяемые согласно таблице 5.1 2.
Расстояния и от линии действия сил и до рассматриваемого сечения определены по формулам:
Нагрузка от торможения учтена силой:
- временная нагрузка от подвижного состава при длине загружения .
действует в уровне головки рельса направлена в сторону пролета. Расстояние
Горизонтальная ветровая нагрузка определена согласно по формуле:
- ветровое давление.
– коэффициент изменения ветрового давления.
- аэродинамический коэффициент лобового сопротивления сплошной балки ЖД моста с ездой поверху.
Ветровая нагрузка приложена в уровне центра тяжести опорной части направлена в сторону пролетного строения .
2.Определение расчетных усилий
Коэффициенты надежности приняты по п.2.10* 1.
Коэффициенты надежности к временной подвижной нагрузке и силе торможения определены по формулам:
Наименование нагрузки
Собственный вес устоя
Опорное давление от веса пс и мостового полотна
Гор. давление грунта
Опорное давление от подв. сост. на пс
Гор. давл. грунта от подв. сост. на призме обрушения
Нагрузка от сил торможен.
Суммарные усилия в расчетной плоскости:
3.Расчеты по прочности и устойчивости
Далее будут выполнены расчеты на прочность и устойчивость формы и положения устоя. В расчете рассмотрена работа внецентренно сжатого бетонного элемента.
Расчет произведен в зависимости от соотношения величины эксцентриситета:
- эксцентриситет из статического расчета;
- случайный эксцентриситет;
- свободная длина опоры
Далее определены геометрические характеристики сечения:
Момент сопротивления:
Радиус ядра сечения:
В результате рассмотрения условия: сделан вывод что точка приложения силы не выходит за ядро сечения и расчет будет произведен на устойчивость. 1 п3.67*
- высота сжатой зоны бетона;
- коэффициент учитывающий влияние прогиба.
- – критическое значение продольной силы для массивных устоев;
4.Проверка устойчивости положения устоя против опрокидывания
где - момент опрокидывающих сил относительно точки К (рисунок 4.1);
- коэффициент условий работы;
- коэффициент надежности;
– момент удерживающих сил.
5.Проверка устойчивости положения устоя против сдвига
где – сдвигающая сила;
где – коэффициент трения бетона по бетону.
Условие выполняется. Проверка выполнена.
Конструирование моста.
При проектировании моста использованы железобетонные балки таврового сечения. Плита балластного корыта имеет внутренние бортики что не предусматривает использование щебнеочистительных машин. Толщина плиты равна 15 мм. В плите использована арматура класса АIII периодического профиля диаметром 12мм. По расчету установлено 6 стержней на один метр плиты. Бортики имеют конструктивную арматуру. Балласт щебеночный. Тротуарные проходы и ниши организованы на металлических консолях. Высота перил принята согласно нормам 11 м.
Главная балка армирована стержнями диаметра 36 мм арматуры класса АIII. По расчету принято 12 стержней. Согласно эпюре материалов и требованиям норм часть продольных стержней отогнута и выведена в сжатую зону бетона. Для восприятия поперечных сил установлены хомуты шаг хомутов учащен в приопорной зоне.
На конструктивном чертеже показан опалубочный чертеж в трех проекциях сборочный арматурный чертеж главной балки с выноской арматуры. Также показана опора в двух проекциях и две детали.
Строительные нормы и правила. Мосты и трубы. СНиП 2.05.03-84*
«Методические указания к курсовому проекту «Проектирование железобетонного моста» А.Н. Донец Б.А. Рябышев СГУПС 2005.

Лист 1.dwg

(Verwendungsbereich)
(Modell- oder Gesenk-Nr)
Геологичесакие условия:
Курсовой проект: Проектирование железобетонного моста
Вариант 3 (отверстие 65
Вариант 1 (отверстие 65.0м)
Вариант 2 (отверстие 65.0м)