Проектирование железобетонного путепровода

Армиирование21.dwg

Односторонние связующие швы
Односторонние прикрепляющие швы
Армирование главной балки
Проект жб путепровода
Клиновидная стальная

Опорные части..dwg

Уплотнительные кольца
Неподвижные опорные части
Уплотнительное кольцо
Неподвижные и линейно-подвижные
Линейно-подвижные опорные части
Фторопластовая прокладка
Путепровод через железную дорогу на ст.Звезда
на автодороге Купино-Толстовка-ст.Звезда.

Общий вид моста 2.dwg

Глина мягкопластичная
ГЛИНА БУРО - СЕРАЯ ТВЕРДАЯ С ПРИМЕСЬЮ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ДО 7% С ПРОСЛОЙКАМИ ПЕСКА МОЩНОСТЬЮ ДО 20 СМ
П Е С О К Ж Е Л Т О - С Е Р Ы Й С Р Е Д Н Е Й К Р У П Н О С Т И П Л О Т Н Ы Й
ГЛИНА ПОЛУТВЕРДАЯ С ТОНКИМИ ПРОСЛОЙКАМИ ПЕСКА
Глина твердая с прослойками песка

Балка.dwg

вязальной проволокой
Сечение концевых участков
промасленной бумаге на
битумной обмазке или паклей
Продольный разрез (ненапрягаемая арматура не показана)
пролетного строения L=33м
Железобетонная балка
на автодороге Купино-Толстовка-ст.Звезда.
Путепровод через железную дорогу на ст.Звезда
Расход стали на одну балку
(ненапрягаемая арматура)
Спецификация высокопрочной проволоки
Вязальная проволока 0
Выборка стали на одну балку
-класса BII по ГОСТ 7348-81*
-класса AI по ГОСТ 5781-82*
-класса AII по ГОСТ 5781-82*
напрягаемая арматура не показана

Стык ж.б.балок.dwg

(выпуски из плиты балки не показаны)
Участок монолитной консоли УМК1
на автодороге Купино-Толстовка-ст.Звезда.
Путепровод через железную дорогу на ст.Звезда
Участок монолитный стыка балок УМС1
Ведомость расхода стали на элемент

Общий вид моста.dwg

бет.плиты 100х100х16 см
ГЛИНА ПОЛУТВЕРДАЯ С ТОНКИМИ ПРОСЛОЙКАМИ ПЕСКА
ГЛИНА БУРО - СЕРАЯ ТВЕРДАЯ С ПРИМЕСЬЮ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ДО 7% С ПРОСЛОЙКАМИ ПЕСКА МОЩНОСТЬЮ ДО 20 СМ
П Е С О К Ж Е Л Т О - С Е Р Ы Й С Р Е Д Н Е Й К Р У П Н О С Т И П Л О Т Н Ы Й
Глина твердая с прослойками песка
Глина мягкопластичная
на автодороге Купино-Толстовка-ст.Звезда.
Путепровод через железную дорогу на ст.Звезда
Общий вид путепровода

Варианты.dwg

на автодороге Купино-Толстовка-ст.Звезда.
Путепровод через железную дорогу на ст.Звезда
Общий вид путепровода

Проект_16.DOC

Саратовский Государственный Технический Университет
Кафедра Мосты и Транспортные Сооружения
Проектирование железобетонной эстакады
Содержание пояснительной записки:
Эскизное проектирование стр. 4
1Описание условий пересечения стр. 4
2Геологические условия стр. 4
3Определение отметок ездового полотна стр. 5
4Эскизное проектирование вариантов путепровода стр .5
5Определение ширины пролетного строения стр. 6
Вариантное проектирование стр. 6
1Описание первого варианта стр. 6
2Описание второго варианта стр. 9
3Описание третьего варианта стр. 9
4Определение ориентировочной стоимости вариантов стр.10
5Сравнение вариантов стр.11
Расчет плиты проезжей части стр.12
1Расчет плиты на постоянные нагрузки стр.12
2Расчет плиты на временные нагрузки стр.13
3Расчет плиты на стадии эксплуатации стр.15
4Расчет на прочность при поперечной силе стр.16
5Расчет плиты на трещиностойкость стр.17
Расчет главной балки с каркасной арматурой стр.18
1Расчет на постоянные нагрузки стр.18
2Расчет на временные нагрузки стр.18
3Расчет на стадии эксплуатации стр.21
4Расчет на прочность при поперечной силе стр.22
Список литература стр.23
Задание на курсовое проектирование №16
Тема проекта: проектирование железобетонного путепровода.
Исходные данные к проекту: категория автодороги – городская Г + 2Т = 80 + 2×15 профиль №16 геологический разрез –Е пересечение: 2-а жд – перегона и ад временные нагрузки А – 11
НК – 80 толпа покрытие проезжей части - аб.
Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):
Эскизное проектирование
Вариантное проектирование
Расчет плиты проезжей части
Расчет главной балки:
По первому предельному состоянию – по прочности
По второму предельному состоянию – по трещиностойкости
Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей):
Первый лист – три варианта эстакады М1:200 и поперечники М1:100
Второй лист – конструирование расчетного варианта армирование главной балки армирование плиты проезжей части продольный стык опорные части.
Литературные пособия:
СНиП 2.05.03 – 84 Мосты и трубы
Проектирование деревянных и железобетонных мостов. А.А. Петропавловский.
Примеры расчета жб мостов. Я.Д. Лившиц.
Примеры проектирования сборных жб мостов. Российский В.А.
Железобетонные мосты – капитальное сооружение обладающее при правильном проектировании и качественном выполнении строительных работ большой стойкостью против атмосферного воздействия и не требующие периодической покраски как стальные мосты. Особое преимущество железобетонных мостов: значительно меньший расход метала по сравнению со стальными мостами.
Основные задачи при проектировании железобетонного балочного пролетного строения:
Назначение типа поперечного сечения пролетного строения а так же способы его членения на монтажные элементы.
Установление способа соединения монтажных блоков между собой.
Назначение первоначальных размеров поперечного сечения и частей конструкции.
Рассмотрение одного из вариантов армирования главных балок с определением типов рабочей арматуры схемы её расположения в бетоне а также целесообразные предварительных напряжений.
Выбор типа деталей конструкции (тротуаров опорных частей перил гидроизоляции водоотвода деформационных швов).
В настоящее время все проектные работы как правило выполняют в два этапа. В первую очередь разрабатывается технико-экономическое обоснование необходимости и целесообразности построения путепровода с выбором варианта сооружения. Далее по выбранному варианту составляют детальный технический проект и рабочие чертежи.
Метод вариантного проектирования успешно применяется в течении многих десятков лет и составляет основы проектирования мостов и путепроводов. Основное внимание в этом методе уделяется эксплутационным и техническим показателям.
1Описание условий пересечения.
По заданию необходимо запроектировать участок пересечения трассы автомобильных дорог III категории c автомобильной дорогой II категории и железнодорожными перегонами. Количество железнодорожных перегонов – два. Габарит на проектируемом путепроводе Г – 8.0 .Тротуары устраиваются по обе стороны путепровода шириной 15 м. Путепровод запроектирован на горизонтальной прямой и имеет две полосы движения. Временные нагрузки на запроектированной путепроводе: А – 11 НК – 80 толпа. Покрытие проезжей части – асфальтобетон.
2 Геологические условия.
Анализ проводится с помощью бурения скважин. Пробурено три скважины. Всего было пробурено 3 скважины. По результатам геологических исследований скважин грунты в районе
строительства путепровода характеризуются неравномерным залеганием.
Фундамент мелкого заложения не подходит для данного случая так как грунты неравномерны по своей несущей способности. Поэтому устраиваем свайный фундамент или сваи-оболочки.
3 Определение отметок ездового полотна над пересекаемыми дорогами.
Отметки ездового полотна (ЕП) определяются по формуле:
Для ад: ЕП = ПЧ + Г + hб. + hд.о. + hк.
Для жд: ЕП = ГР + Г + hб. + hд.о. + hк.
ПЧ – отметка проезжей части пересекаемой дороги
Г – высота под мостового габарита
hб – высота пролетного строения
hд.о. – толщина дорожной одежды hд.о.=15 см.
hк. – конструктивный зазор (для ад hк.=15 см для жд hк.=25 см)
Жд: ЕП = 194.40 + 6.40 + 1.05 + 0.15 + 0.25 = 202.70
Ад: ЕП = 194.85 + 5.00 + 1.50 + 0.15 + 0.15 = 202.25
Жд: ЕП = 193.63 + 6.40 + 1.05 + 0.15 + 0.25 = 201.48
Жд: ЕП = 194.40 + 6.40 + 1.2 + 0.15 + 0.25 = 202.85
Ад: ЕП = 194.85 + 5.00 + 1.2 + 0.15 + 0.15 = 201.95
Жд: ЕП = 193.63 + 6.40 + 1.2 + 0.15 + 0.25 = 201.63
Жд: ЕП = 194.40 + 6.40 + 1.5 + 0.15 + 0.25 = 203.05
Ад: ЕП = 194.85 + 5.00 + 2.1 + 0.15 + 0.15 = 203.15
Жд: ЕП = 193.63 + 6.40 + 1.5 + 0.15 + 0.25 = 201.93
Для каждого варианта отметку ездового полотна принимаем наибольшую.
4Эскизное проектирование вариантов путепровода.
Схема 9 + 21 + 21 +21 + 33 + 21+ 21+21+9 м L = 177 м.
Балочная разрезная система состоящая из ребристых предварительно напряженных балок l = 33 м h = 1.5 м и l=21 h = 1.05 м l=9 h = 0.9 армированных каркасной арматурой.
Схема 33 + 33 + 42 + 33 + 33 = 174 м.
Балочная неразрезная система состоящая из блоков коробчатой конструкции пролетами 42 м. и 33 м.
Схема 24 + 24 + 24 + 24 + 24 + 24 + 24 +9 = 177 м .
Конструкция пролетного строения состоит из балок армированных напрягаемой арматурой l = 24 м h = 1.2 м l = 9 м h = 0.9 м. армированных каркасной арматурой
5.Определение ширины пролетного строения.
ПО – перильное ограждение – 0.2 м
БО – барьерное ограждение – 0.25 м
П – полоса безопасности – 1.5 м
ПЧ – проезжая часть – 5.0 м
В – полная ширина эстакады – 11.90 м.
Вариантное проектирование.
Схема 9 + 21 + 21 +21 + 33 + 21+ 21+21+9 м
Балка пролетного строения армированного напрягаемой арматурой: консольная промежуточная.
Балка пролетного строения армированная каркасной арматурой: консольная промежуточная.
Промежуточные пролеты длиной l = 24 33 42 имеют в поперечнике 7 балок. Балки омоноличиваются по плите проезжей части за счет выпусков арматуры. Крайние балки пролетного строения отличаются от промежуточных количеством пучков наличием односторонних выпусков арматуры для соединения балок между собой а также шириной плиты равной 194 м. Средние балки имеют ширину плиты 18 м. Остальные геометрические параметры одинаковые: толщина плиты 015 м толщина ребра 016 м в нижней части ребра имеется уширение для размещения пучков напрягаемой арматуры равное 062 м. Ширина шва омоноличивания 03 м. Балки армируются пучковой арматурой натягиваемой на упоры. Усилие пучка передается каркасно-стержневым анкером. Для усиления бетона в месте передачи сосредоточенного усилия перед анкером устанавливается спираль из обычной арматуры. Кроме напрягаемой арматуры балки имеют ненапрягаемую арматуру в виде конструктивных продольных стержней и хомутов в стенке балки сеток в плите проезжей части.
Пролеты длиной 21 м и 15 м состоят из 7 балок с каркасной арматурой которые объединяются в плите проезжей части за счет выпусков арматурных стержней. Крайние балки пролетного строения так же как и балки с напрягаемой арматурой отличаются наличием односторонних выпусков арматуры шириной плиты равной 15 м. У промежуточных балок ширина плиты 13 м. Остальные геометрические параметры одинаковые: толщина ребра у основания 016 м у плиты – 024 м толщина плиты 015 м. Ширина шва омоноличивания 04 м.
– покрытие 2 – армирующая сетка 3 – защитный слой 4 – гидроизоляция 5 – отделяющая прокладка
– перекрытие зазора 7 – компенсатор 8 – анкерный стержень 9 - мостики 10 – пористый заполнитель.
Деформационные швы устраиваются только при сопряжении неразрезной конструкции с пролётными строениями из каркасной арматуры и с устоями.
В закрытых деформационных швах горизонтальное перемещение торцов пролётных строений обеспечивается деформациями заполнителя в зазоре между торцами смежных пролётных строений. В шве зазор между торцами пролётных строений закрыт обычным покрытием уложенной над зоной стыка без разрыва. Основу конструкции этого типа составляет петлеобразующий компенсатор закреплённый в выравнивающем слое и эластичное заполнение петли в зазоре в уровне защитного слоя гидроизоляции. Сопротивление образованию трещин в покрытии повышают армированием его сеткой и частичным отделением покрытия от защитного слоя специальными прокладками. Это обеспечивает возникновение меньших относительных деформаций в связи с распределением полной деформации на большей длине.
Конструкция тротуаров барьерных ограждений перил.
Тротуары устраиваются непосредственно на железобетонной плите по обеим сторонам проезжей части железобетонные барьерные ограждения крепят также непосредственно к плите. Одежда тротуаров устраиваемых на железобетонной плите без применения сборных тротуарных блоков представляет собой покрытие толщиной 15 мм.
Со стороны проезжей части на тротуарах располагаются специальные барьерные ограждения - колесоотбой выполняющие функцию обеспечения безопасности движения. Выполняется цельной железобетонной конструкцией. Конструкция не призвана амортизировать возможные столкновения транспортных средств с ограждением но защищать пешеходов от наездов.
Перила выполняются из стального проката специально сваренного в решётчатые блоки. Верхний пояс такого блока выполнен из трубы 76 мм нижний – из уголка 100*63*8 соединённых сварными швами стержнями 26 мм шагом 150 мм. Прикрепление перильных блоков к тротуарам осуществляется путём их приварки к закладным планкам. Поверхность перил и металлических ограждений защищают от коррозии краской.
Для обеспечения быстрого отвода воды с поверхности ездового полотна и тротуаров придают продольные 5 и поперечные 2 уклоны.
Также для отвода воды применятся упрощённый отвод воды в определённых местах через водоотводные трубки. Верх водоотводных трубок располагается ниже поверхности с которой отводится вода не ниже чем на 10 мм. С помощью трубок также отводится вода стекающая по слою гидроизоляции в одежде ездового полотна и тротуаров. Для этого гидроизоляция заводится во внутреннюю поверхность водоотводной трубки и прижимается воронкой. Трубки имеют диаметр 150 мм. Расстояние между трубками – 6000 мм.
Сопряжение моста с насыпью.
Одним из наиболее важных требований к сопряжению моста с насыпью является обеспечение плавности перехода от насыпи к мосту. Этому способствует устройство одинакового покрытия на мосту и подходах. Кроме того надо обеспечить плавность перехода от упругих деформаций насыпи и пролётного строения как по величине деформаций так и по скорости проистечения.
Это достигается путём переходных участков в виде переходных плит отмосток и подушек из щебёночного и песчаного материала. Переходные плиты одним коном опираются на выступы шкафной стенки а другим на железобетонный лежень. Плиты укладывают с уклоном 1:10 в сторону насыпи и закрепляют штырями. Под плитой устаивают подушку из дренирующего слоя.
Дорожная одежда ездового полотна.
– асфальтобетон 2 – защитный слой 3 – гидроизоляция 4 – выравнивающий слой 5 – плита проезжей части.
Дорожная одежда устраивается для выполнения следующих функций: защита конструкций от механического воздействия защита конструкций от действия атмосферной влаги гидроизоляция обеспечение комфорта движения.
Одежда ездового полотна располагается на железобетонной плите проезжей части и состоит из выравнивающего слоя гидроизоляции защитного соя изоляции и покрытия. Выравнивающий слой под гидроизоляцию устраивают из бетона или цементно-песчаного раствора толщиной 30 мм. По выравнивающему слою устраивают оклеечную гидроизоляцию из рулонных материалов. Над оклеечной гидроизоляцией (10 мм) устраивают защитный слой из цементно-песчаного раствора (40 мм). Этот слой защищает гидроизоляцию от возможных повреждений. Защитный слой армируют стальной сеткой. Покрытие одежды ездового полотна выполняют из асфальтобетона (7см).
Промежуточные опоры.
В качестве промежуточных опор запроектированы столбчатые опоры . В верхней части опоры расположен ригель. Ригель выполняется из монолитного железобетона. Стойка опоры – также из монолитного бетона. Стойки располагаются вертикально. Фундамент под опоры предусмотрен в виде ростверка со сваями которые опускаются в грунт до опирания на грунт достаточной прочности.
В качестве береговой опоры запроектирован устой козлового типа(с дисками) . Устой состоит из шкафной стенки откосных крыльев ростверка и свай. Блоки шкафной стенки и откосные крылья запроектированы из сборного железобетона М 200. Стыки сборных элементов омоноличиваются бетонным раствором. Стойки в устое принимаются размером 400*400 мм из сборного железобетона. Вдоль эстакады приняты 2 ряда стоек один ряд стоек устраивается с наклоном 1:2 для улучшения восприятия устоем давления от насыпи. Стойки нижним концом замоноличиваются с помощью бетонного раствора в стаканы из сборного железобетона. В свою очередь стаканы объединены монолитной плитой ростверка объединяющей сваи для их совместной работы
Опорные части передают опорные реакции от несущей конструкции на опоры в заданном месте. Кроме того опорные части обеспечивают поворот и линейное смещение балок пролётного строения при их прогибе от действия подвижных нагрузок а также от продольных и поперечных смещений концов балок возникающие в результате температурных деформаций пролётного строения.
Линейные и угловые перемещения обеспечиваются резиновыми опорными частями. Размеры опорной части – 33*200*400 мм. Силы трения по контакту с бетоном опор и пролётных строений исключают смещение опорной части по этим плоскостям поэтому перемещение происходит только за счёт поперечных деформаций в опорной части. Опорная часть составлена из нескольких слоёв резины и металлических прокладок толщиной 2 мм. Армирование резины в процессе её вулканизации увеличивает её несущую способность в 3-5 раз за счёт сокращения поперечных и продольных деформаций.
Схема варианта: L=33 + 33 + 42 + 33 + 33 м.
Конструкция пролетного строения представляет собой монолитное неразрезное пролетное строение армированное предварительно напряженной арматурой l=42h=3.1 l=33 м h=1.5м. Пролетное строение бетонируется напряженной арматурой на месте при работе используются подмости МИК-П МИК-М. В каждом пролете устанавливается по две временные опоры.
Балки собираются из готовых секций стыкующихся монолитным бетоном. Секции изготавливаются на заводе. Усилие пучка на бетон переедаётся каркасно-стержневым анкером. Для усиления бетона в месте сосредоточенного усилия перед анкером устраивается спираль из обычной арматуры. Кроме напряжённой арматуры балки имеют и ненапряжённую арматуру в виде конструктивных продольных стержней и хомутов в стенке балки сеток в плите проезжей части. Монтаж пролётного строения осуществляется с помощью двух кранов путём одновременного поворота стрелы.
Конструкция промежуточных опор
Конструкция опор аналогична 1 варианту за исключением ригеля. Конструкция ригеля не предусмотрена.
Конструкция промежуточных и береговых опор тротуаров барьерных ограждений перил деформационного шва водоотвода сопряжения моста с насыпью дорожной одежды ездового полотна береговых устоев и опорных частей принимаются аналогично 1 варианту.
Схема 24 + 24 + 24 + 24 + 24 + 24 + 24 +9 м
Конструкция пролетного строения состоит из балок армированных напрягаемой арматурой l = 24 м h = 1.2 м и l = 9 м h = 0.9 м.
Конструкция пролётов состоящих из балок 24 м аналогично 1-ому варианту.
Конструкции деформационного шва водоотвода сопряжения моста с насыпью дорожной одежды ездового полотна перил тротуаров барьерного ограждения береговых устоев и опорных частей принимаются аналогично 1 варианту.
4 Определение ориентировочной стоимости вариантов.
Определение стоимости вариантов проводится в учебных целях. Поэтому приближённо считаем что стоимость образуется только за счёт цены материала. К расчёту принимаются старые цены для перехода к настоящим ценам умножаем сумму по каждому варианту на коэффициент к=15. Из этих соображений составлены следующие таблицы.
Стоимость ед. измерения
Общая стоимость в руб.
Покрытие проезжей части
Перильные ограждения
преднапряжённой арматурой
Промежуточные опоры:
С учётом к=15: Σ=8604789
С учётом к=15: Σ=7920650
С учётом к=15: Σ=8720589
5 Сравнение вариантов.
Экономический показатель.
Наиболее дешёвым получился 2 вариант за счет малого количества опор. Наиболее дорогим получился 3 вариант из за большего количества опор и деформационных швов по сравнению с другими вариантами.
Технический показатель.
В 1 и 3 варианте предусматривается разрезная система. Такие системы устойчивы к деформациям вызванным осадкой опор хорошо работают на восприятие временных нагрузок.
Во 2-м вариантах предусматривается неразрезная система. Такая конструкция характеризуется наиболее лучшей работой пролётного строения при действии временных нагрузок. Однако применение неразрезных систем возможно при достаточно хороших грунтах в основании опор (которые и присутствуют по условию задания) так как осадка опор в неразрезной системе может вызвать появление значительных дополнительных усилий опасных для путепровода.
Производственный показатель.
Положительная черта 1 вариантов – сборка пролётных строений ведётся в специально отведённых для этого местах – заводах конструкции перевозятся целиком и монтируются на месте кранами с колёс это практично и экономично. 2 и 3 варианты требуют сооружения на месте строительства дополнительных конструкций – подмостей для монолитного бетонирования. Кроме того во 2 варианте требуются устройства для установки напрягаемой арматуры.
В 1 варианте использует меньше опорных частей и деформационных швов – это положительный факт.
Эксплуатационный показатель.
вариант имеет преимущество с точки зрения количества опорных частей и деформационных швов. Их меньше чем в остальных вариантах что облегчает эксплуатацию моста.
Эстетический показатель.
С точки зрения архитектурной выразительности наиболее приемлем 2 и 3 вариант. Во 2-м и 3-м оси опор симметричны и уменьшаются от середины к концам моста. В 3 варианте перепады длин пролетов значительны.
Таблица сравнения вариантов.
Наиболее выгодным по этим данным считаем 1 вариант.
Расчёт плиты проезжей части.
Цель расчёта – произвести армирование плиты проезжей части по величине расчётного изгибающего момента и проверить прочность принятого сечения.
Это пространственная конструкция в которой 7 главных балок объединённых для совместной работы с плитой проезжей части.
Рассмотрим плиту проезжей части которая как бы опирается на вертикальные рёбра. Рисуем опорные части упруго деформирующиеся. Отбросим упруго перемещающиеся опорные части. Заменим неразрезную конструкцию разрезной Моп=07÷08 М0 Мпр=05·М0
Упрощая расчётную схему реального пролётного строения к расчёту плиты проезжей части принимаем разрезную статически определимую балку с расчётным пролётом равным расстоянию между внутренними гранями главных балок. Рассчитывая простейшую статически определимую систему мы определяем усилия в ней от постоянных и временных нагрузок а затем с помощью принятых коэффициентов переходим к результатам для более сложной неразрезной системы.
1 Расчет плиты проезжей части на постоянные нагрузки
К расчету принимаем сегмент плиты длиной равной длине расчетного пролета =1.46 высотой равной толщине плиты и слоя дорожной одежды на ней 0.15+0.15=0.3мшириной 1 м. Постоянными нагрузками являются : собственный вес плиты и вес слоя дорожной одежды которые находятся перемножением известной плотности материала на толщину одежды . Все вычисления сводим в таблицу.
Таблица постоянных нагрузок на 1 м плиты.
Нормативная нагрузка
Расчётная нагрузка кНм
Асфальтобетон; =7 см γ=23 кНм3
Защитный слой из армированного бетона; =4 см γ=25 кНм3
Гидроизоляция; =1 см γ=15 кНм3
Выравнивающий слой; =3 см γ=21кНм3
Жб плита; =15 см γ=25 кНм3
Расчётный момент в середине плиты проезжей части:
Мq= (Σqн ·l2)8=(8854·1462)7=2359 кН·м.
Нормативный момент в середине плиты проезжей части:
Мqн=(Σqр ·l2)8 =(714·1462)7=1902 кН·м.
2 Расчет плиты проезжей части на временные нагрузки
Поставим одно колесо в самое невыгодное положение - в середину пролета
Плита проезжей части рассчитывается на воздействие колеса от нагрузки НК-80. Давление от колес временной нагрузки считают передающимся через покрытие проезжей части под углом 45 градусов.
На поверхность ж.б. плиты давление передается на прямоугольную площадку размером a1xb1.
Определяем размеры площадки вдоль a1=a+2·hд.о+23·l=02+2·015+23·146=1.473 м.
поперек b1=b+2·hд.о.=08+2.015=11 м
Значение распределенной нагрузки определяется по формуле:
qk=Pк(a1·b1)=100(1473·111)=61703 кН·м2.
Определяем площадь эпюры моментов по формуле:
=0125·b1·(2·l-b1)=0.125·11·(2·146-11)=025 м2
Определим величину изгибающего момента в середине пролёта плиты от нагрузки НК-80. Для расчётного момента необходимо принять динамический коэффициент и коэффициент надёжности по нагрузке для НК-80.
Динамический коэффициент принимается согласно СНиП 2.05.03-84 “Мосты и трубы” п 2.22 3) для нагрузки НК-80 (1+)нк=13 где λ=146- длина расчетного пролета
Коэффициент надежности принимается согласно СНиП 2.05.03-84 “Мосты и трубы” п 2.22 в) для нагрузки НК-80 γfнк=1.
Вычислим расчётную нагрузку в середине пролёта от НК-80:
Мнк=(1+)нк·γfнк·qk·=13·1·61703·025 = 19996 кН·м.
Вычислим нормативную нагрузку в середине пролёта от НК-80:
Мнкн=qk·=61703·025 = 15441 кН·м.
Определяем перерезывающую силу у опорного сечения от воздействия одного колеса нагрузки НК-80 и постоянной нагрузки
QНК-80=(q·l)2+(1+)нк·γfнк·Pk·yk=(8854·146)2+1295·1·100 ·0623 = 87142 кН.
А-11 (I схема загружения)
Расчет плиты проезжей части на воздействие одного колеса нагрузки А-11. Колесо нагрузки установлено в середине пролета. Размеры площадки передачи давления от нагрузки А-11:
Определяем размеры площадки
вдоль a1=a+2·hд.о+13·l=0.973 м и не менее 23·l=0.947 a1=0.987
поперек b1=b+2·hд.о.=06+2.015=09 м
Распределенная нагрузка от воздействия нагрузки А-11 делится на распределенную полосовую нагрузку qп=11 кН на одну клею и колесную нагрузку от тележки РAT=55 кН.
Интенсивность распределенной полосовой нагрузки определяется по формуле:
qпол=qп2b1=11(2·09)=6111 кНм2.
Интенсивность давления одного колеса тележки нагрузки А-11:
qAT=PATa1·b1=55(09·0987)=61916 кНм2.
AT=l28=14628=0227 м2.
Для расчётного момента необходимо принять динамический коэффициент и коэффициент надёжности по нагрузке для А-11.
Динамический коэффициент и коэффициент надежности для нагрузки А-11 принимаем согласно СНиП 2.05.03-84 "Мосты и трубы". п 2.22 б) для автодорожных и городских мостов
Коэффициент надежности принимается согласно СНиП 2.05.03-84 “Мосты и трубы” п 2.23 таблица 14 γfА=12 -коэффициент надежности для тележке
γfАТ=15 -коэффициент надежности для распределенной нагрузки
Вычислим расчётный момент от одного колеса нагрузки А-11 в середине пролёта:
МА11I = (1+)А11·АТ·(γfат·qАТ+γfа·qпол)=1323·0227·(15·61916+12·611)= 30117 кН·м.
Вычислим нормативный момент от одного колеса нагрузки А-11 в середине пролёта:
МА11Iн=(qАТ+qпол)·АТ=(61916+6111)·0227= 15459 кН·м.
А-11 (II схема загружения)
Расчет плиты проезжей части на воздействие двух колес нагрузки А-11. При большом пролете плиты расчетным значением может быть загружение плиты двумя колесами
Определяем размеры площадки вдоль a1=a+2·hд.о+13·l=0.987 м
поперек b1=b+2·hд.о+с.=06+2.015+1.1=20 м
qпол=qп2b1=11(2·20)=275 кНм2.
qAT=2·PATa1·b1=2·55(20·0987)=55743 кНм2.
Расчётный момент от двух колес нагрузки А-11:
МА11II=(1+)А11·AT·(γfат·qАТ+γfа·qполпл)=1323·0227·(15.55743+12.275) = 26438 кН·м.
Нормативный момент от двух колес нагрузки А-11:
МА11IIн=(qат+ qполпл)·=(55743+275)·0227= 13453 кН·м.
Определим перерезывающую силу в опорном сечении от двух колес нагрузки А-11 и постоянной нагрузки:
QA-11=(q·l)2+(1+)А11·γfат·Pат·Σ(Yiai)+(1+)А11· γfа·qпол· ΣYi= =(275·146)2+1323·15·55·(0692100)+146·12·54·0692= 69886 кН.
Определим суммарный расчётный момент в середине пролёта плиты:
МI=Мq+Мнк=2359+19996=22355 кН·м;
МII=Мq+МA11I=2359+30117=32476 кН·м;
МIII=Мq+МA11II=2359+26438=28797 кН·м.
Выбираем наибольший момент:
Мmax=32476 кН·м – расчётный момент.
Определим суммарный нормативный момент в середине пролёта плиты:
МIн=Мqн +Мнкн=1902+15441 =17344 кН·м;
МIIн =Мqн+МA11Iн=1902+15459=17362 кН·м;
МIIн =Мqн+МA11IIн=1902+13453=15356 кН·м.
Мопн=08 Мmaxн=08·17362 = 13889 кН·м.
Мпрн=05Мmaxн=05·17362 = 8681 кН·м.
3 Расчет плиты проезжей части на прочность на стадии эксплуатации по изгибающему моменту
Расчёт проводим по 1 группе предельных состояний. Для расчёта принимаем класс бетона В-40 Rb=20 МПа Rbn=29 МПа(п 3.24 таблице23 СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы»). Расчётное сопротивление арматуры класса А-II Rs=265 МПа Rsn=300 МПа(п 3.27 таблице 31 СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы»). Диаметр рабочих стержней плиты принимаем диаметр d=14 мм. При толщине плиты h=15 см определяем рабочую высоту сечения плиты принимая величину рабочего слоя бетона а=2 см.
hd=hпл- а -d2=15-2-142=123см;
Расчёт плиты проезжей части на стадии эксплуатации производится на 1 п.м. Сечение плиты в середине пролёта. Расчётный момент для плиты в середине пролёта равен Мпр=16238 кН.м в середине пролёта для него определяем количество арматуры в нижней зоне плиты работающей на восприятие момента.
Общая площадь арматуры
(Ориентировочно получим hd.0.875=z)
Атр=Мпр(0875·hd·Rs)=16238·103(0875·123·26.5)=5588см2.
Зная требуемое количество арматуры и диаметр одного стержня находим количество стержней на 1 п.м. плиты:
Площадь одного стержня: Аст=(p·d2)4=(314·142)4=1539 см2.
Требуемое количество стержней: n= АтрАст=55881539=363 принимаем 4 стержя.
Фактическая площадь арматуры: Аs= Аст ·n=1539·4= 6158 см2.
Проверка принятого армирования.
S = 155·√(Rbn·b·hdAs) = 155·√(29·100·1236158)=1024.825МПа что больше Rsn=300МПа.
b=100 см – ширина плиты.
Rbn=29 МПа – нормативное сопротивление бетона на сжатие.
Шаг стержней: w=bn=1004=25 см.
Для первого расчётного случая определим высоту сжатой зоны сечения по формуле: x=(Rs·As)(Rb·b)=(265·6158)(20·100)=0831см 07·hd=07·123=861см. Условие выполняется.
Определим несущую способность сечения:
Мпред = Rb·b·x·(hd - 05·x) = 2·100·0831·11884 = 1975.8 кН·см
Z=hd-x2=123-8612=11844 см
Мпред=1975.8 кН·см > Мпр=1623.8 кН·см. Условие выполняется.
Расчёт опорного сечения.
Проводим расчёт аналогично изложенному выше. Количество стержней будет больше так как действует больший изгибающий момент.
hd= hпл- a -d2=15-2-142=123;
Расчётный момент опоры Моп=25981
Определяем необходимое количество стержней арматуры в верхней части плиты.
Атр=Мопр(0875·hd·Rs)= 25981·103(0875·123·265)= 8941 см2.
Площадь одного стержня:
Аст=(p·d2)4=(314·142)4=1539 см2.
n=АтрАст=89411539=5808 стержней принимаем n=6.
Площадь принятого количества стержней:
Аs= Аст ·n=1539·6= 9236 м2.
= 155·√Rbn·b·hdAs = 155·√29·100·1239236=835.282 МПа что больше RSH = 300 МПа.
Rbn=29 МПа – расчётное сопротивление бетона на сжатие.
Шаг стержней: w=bn=1006=16667 см.
Высота сжатой зоны: x=(Rs·As)(Rb·b)=(265·1539)2·100=1247 см 07·hd=864см.
Мпред = Rb·b·x·(hd - 05·x) = 2·100·1247(123-05·1247)=2911 кН·см
Мпред=2911 кН·м > Моп=25981 кН·м
Расчётная прочность при действии поперечной силы:
Q=03·Rb·b·hd=03·200·123=738 кН
Q=738 кН >Qоп=87142 кН. где Qоп=max(QA-11и QНК-80)
Проверка несущей способности бетона по перерезывающей силе:
Q=075·Rb·b·hd=075·125·100·123=11529 кН
Q=11529 кН >Qоп=87142 кН.
5 Расчет плиты проезжей части на трещиностойкость
(по II группе предельных состояний)
Плита проезжей части относится к III категории трещиностойкость для которой допускается трещины размером не более 0.02 см. Расчет ведется по нормативным значениям усилий для двух сечений: в середине расчетного пролета и в надопорном сечении.
=10 - коэффициент учитывающий степень сцепления арматуры элементов с бетоном принятый согласно СНиП 2.05.03-84 "Мосты и трубы" согласно п 3.110 таблицы 41.
E-модуль упругости напрягаемой арматуры принятый согласно СНиП 2.05.03-84 "Мосты и трубы".
Расчет плиты на трещиностойкость в середине пролета
Радиус взаимодействия: r=n·d=6·14=84 см.
Площадь взаимодействия: Ar=b·( a +d2+r)=100·(2+(142)+84)=1110 см2.
Радиус армирования:
Rr=Ar(·n·d)=1110(1·4·14)=198214 см2
=15·√Rr=15·√198214 = 21118 cм
s=MпрнAsz где z=hd-05x=123-146·05=11667 тогда
s=8681·10009236·1159=80491 МПа.
Ширина раскрытия трещин:
α=(s·)E=(80491·21118)(206·105) = 00085 что меньшее доп=002.
Расчет плиты на трещиностойкость в надопорном сечение
Rr=Ar(·n·d)=1110(1·6·14)=132143 см2
=15·√Rr=15·√132143 = 17243 cм
s=MопнAsz где z=hd-05x=123-146·05=11667 тогда
s=13889·10009236·11667=128786 МПа.
α=(s·)E=(128786·17243)(206·105) = 0.011 что меньшее доп=002.
СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубыГосстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР 1985.– 200 с.
Проектированиедеревянных и железобетонных мостов Под ред.А.А. Петропавловского.- М.:”Транспорт”1978.- 360 с.
Лившиц Я.Д. Примеры расчета железобетонных мостов.- Киев: ”Высшая школа” 1986.- 262 с.
Российский В.А.Примеры проектирования сборных железобетонных мостов.- М.:”Высшая школа”1970.- 520 с.

Стык балок.dwg

(выпуски из плиты балки не показаны)
Ведомость расхода стали на элемент
Смотреть совместно с листом
Технические требования см. лист 1.

Общий вид моста 1.dwg

ГЛИНА ПОЛУТВЕРДАЯ С ТОНКИМИ ПРОСЛОЙКАМИ ПЕСКА
ГЛИНА БУРО - СЕРАЯ ТВЕРДАЯ С ПРИМЕСЬЮ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ДО 7% С ПРОСЛОЙКАМИ ПЕСКА МОЩНОСТЬЮ ДО 20 СМ
П Е С О К Ж Е Л Т О - С Е Р Ы Й С Р Е Д Н Е Й К Р У П Н О С Т И П Л О Т Н Ы Й
Глина твердая с прослойками песка
Глина мягкопластичная

Ж.б.балка 33м.dwg

битумной обмазке или паклей
промасленной бумаге на
Сечение концевых участков пучка (за анкерами)
вязальной проволокой
Продольный разрез (ненапрягаемая арматура не показана)
напрягаемая арматура не показана
Расход стали на одну балку
(ненапрягаемая арматура)
Спецификация высокопрочной проволоки
-класса AII по ГОСТ 5781-82*
-класса BII по ГОСТ 7348-81*
-класса AI по ГОСТ 5781-82*
Вязальная проволока 0
Выборка стали на одну балку
Железобетонная балка
пролетного строения L=33м
Путепровод через железную дорогу на ст.Звезда
на автодороге Купино-Толстовка-ст.Звезда.

Общий вид моста 3.dwg

П Е С О К Ж Е Л Т О - С Е Р Ы Й С Р Е Д Н Е Й К Р У П Н О С Т И П Л О Т Н Ы Й
ГЛИНА БУРО - СЕРАЯ ТВЕРДАЯ С ПРИМЕСЬЮ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ДО 7% С ПРОСЛОЙКАМИ ПЕСКА МОЩНОСТЬЮ ДО 20 СМ
Глина твердая с прослойками песка
ГЛИНА ПОЛУТВЕРДАЯ С ТОНКИМИ ПРОСЛОЙКАМИ ПЕСКА
Глина мягкопластичная