Часть 2 расчет железобетонного пролетного строения
2.1 Расчет проезжей части пролетного строения
2.1.1 Определение расчетных усилий
Расчетные усилия в плите проезжей части определяются с учетом разнообразных конструкций пролетного строения. Плита проезжей части работает под нагрузкой на изгиб в поперечном направлении.
Плита проезжей части автодорожных мостов рассчитывается с учетом особенностей конструкции и способа соединения балок пролетного строения. Плита пролетного строения без диафрагм с омоноличенными продольными швами находится в сложных условиях пространственной работы пролетного строения, и точный расчет ее достаточно труден. С целью упрощения расчета прибегают к раздельному определению усилий в плите:
-
от давления колес автомобиля, установленных непосредственно в пролете плиты (расчет плиты на местную нагрузку);
-
неравномерного загружения балок временной нагрузкой, установленной на пролетном строении (участие плиты в пространственной работе всего пролетного строения).
От местного загружения:
Плита работает на изгиб как балка, опертая двумя сторонами с расчетным пролетом поперек движения (Рис.2.1.1.1, б):
Рассчитывается участок плиты вдоль движения шириной 1,0 м.
Нормативные постоянные нагрузки, кПа, определяются:
- от веса дорожной одежды:
,
(14)
где
= 0,15 м - толщина дорожного покрытия,
включая гидроизоляцию и защитный слой;
=
0,15 м – средняя толщина плиты;
=
22,6
– удельный вес асфальтобетона.
- от собственного веса плиты:
где
= 0,15 м – средняя толщина плиты;
=
24,0
– удельный вес железобетона.
Рис.2.1.1.1 - Расчетные схемы плиты проезжей части
Нормативная временная вертикальная нагрузка от автотранспортных средств, принимается в виде полос АК.
Полоса нагрузки АК состоит из двухосной тележки с давлением на ось Pа = 9,81*К, кH и равномерно распределённой нагрузки интенсивностью ν = 0,98 * К, кН/м, действующих одновременно.
-
давление от двух колес тележки при
классе нагрузки К = 14.
-
равномерно распределенная нагрузка
интенсивностью 0,98 кН/м при классе
нагрузки К=14.
Распределение
давления от нагрузки АК в пределах
толщины дорожной одежды принимается
под углом в 45 градусов. Ширина распределения
давления колес тележки АК вдоль пролета
плиты равна
.
где
= 0,6 м – ширина колеса тележки АК.
Ширина
распределения давления колес тележки
АК поперек пролета плиты равна
.
где
=
0,2 м – длина соприкасания колеса с
покрытием вдоль движения.
Но
не менее
=
1,02 м и не более
= 1,47 м (см. рис 2.1.1.1, б).
Исходя
из соблюдения выше сказанного условия
назначается
=1,04
м.
Нормативная равномерно распределенная нагрузка вдоль расчетного пролета на 1 м ширины плиты равна:
а) от колес тележки:
где
-
давление от двух колес тележки при
классе нагрузки К = 14.
б) от равномерно распределенной вертикальной нагрузки:
где
–
равномерно распределенная нагрузка
интенсивностью 0,98 кН/м при классе
нагрузки К = 14.
Коэффициенты надежности по нагрузке:
-
для постоянных нагрузок
и
и
- для нагрузки от автотранспортных средств АК:
к
нагрузке от тележек
;
к
равномерно распределенной нагрузке
.
Динамический
коэффициент для расчета элементов
проезжей части 1+
=
1,4 к нагрузке от тележек
,
и 1+
=
1,0 к равномерно распределенной нагрузке
.
При
расчете на прочность
максимальный изгибающий момент в
свободно опертой плите
определяется от загружения пролета
плиты двумя колесами соседних тележек
и равномерно распределенной нагрузкой
υ.
Рис. 2.1.1.2 - Расчетная схема к определению поперечной силы
Поперечная сила определяется как в простой разрезной балке с учетом рабочей ширины плиты, зависящей от положения нагрузки. Для получения наибольшего значения Q колесо тележки следует поместить вплотную к ребру, а на расстоянии e = 1,1 м от него – колесо тележки из смежной полосы (рис. 2.1.1.2)
где
=
с + 2 *hпокр
+ bp
= 0,2 м + 2 * 0,15 м + 0,9 м = 1,4 м;
и
-
ординаты линии влияния поперечной силы
Q1
под грузами
Так же с целью упрощения расчета в формулах опущен коэффициент полосности S1 = 0,6.
151,3
кН
При определении изгибающих моментов влияние упругого защемления плиты в ребрах приближённо учитывают с помощью коэффициентов, вводимых к величине изгибающего момента М0 в середине свободно опертой плиты:
(22)
Значение
коэффициента
принимается:
-
для изгибающего момента на опоре
;
-
в середине пролета
Отсюда,
где
– изгибающий момент на опоре;
– изгибающий
момент в середине пролета.
Дополнительные
усилия от участия плиты в работе всего
пролетного строения можно определить,
выполнив пространственный расчет. В
курсовом проектировании эти усилия
учитываются приближенно с помощью
коэффициентов,
на которые умножаются усилия от местного
загружения.
Полные усилия в сечениях плиты:
- изгибающий момент в опорном сечении
- изгибающий момент в середине пролета
- опорная поперечная сила
