- •1. Содержание курсовой работы
- •2. Составление вариантов
- •3. Основные положения оценки
- •3.1. Расчет плиты балластного корыта
- •3.2. Расчет главной балки
- •3.3. Выбор режима эксплуатации сооружения
- •Методические указания к курсовой работе по мостам для студентов специальности 290900 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство»
- •2,25 Печ. Л., 2,1 уч.-изд. Л. Тираж 300 экз. Заказ № 683.
- •630049, Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191.
3.1. Расчет плиты балластного корыта
Плиту балластного корыта рассчитывают на нагрузку от одной оси подвижного состава и постоянных нагрузок от собственного веса железобетона и балласта с частями пути без учета их фактической неравномерности.
Как уже упоминалось, в качестве расчетной схемы плиты балластного корыта принимают консоль или консольную балку (в зависимости от расположения рассматриваемого элемента и типа пролетного строения), расчетная ширина которых вдоль оси моста равна 1,0 м.
В курсовой работе достаточно рассмотреть сечение в корне внешней консоли.
3.1.1. Нормативные вертикальные нагрузки от веса пролетного строения и балласта с частями пути определяют по фактическим размерам элементов пролетного строения и балластной призмы (рис. 3.1). Для внешней консоли плиты балластного корыта величины указанных нагрузок могут быть определены по следующим формулам:
от веса нарощенного железобетонного борта
; |
(3.11) |
от веса железобетона консоли
; |
(3.12) |
от веса балласта с частями верхнего строения пути
, |
(3.13) |
где p = 25 кН/м — удельный вес железобетона; b = 20 кН/м — удельный вес балласта с частями верхнего строения пути; Ab — площадь поперечного сечения балластной призмы, м2.
Рис. 3.1. Схема для определения внутренних усилий от постоянных нагрузок
Кроме этого, сосредоточенная нагрузка от веса перил может бытъ принята равной P0 = 0,7 кН, равномерно распределенная от железобетонных плит тротуаров и металлических консолей Pt = 5,8 кН/м.
3.1.2. Допускаемую временную нагрузку при расчете па прочность но изгибающему моменту следует определять по формуле:
, |
(3.14) |
где l0 = B + ' + " — длина распределения давления от временной нагрузки поперек оси моста; М — предельный изгибающий момент в расчетном сечении (корень внешней консоли), кНм; Мр — изгибающий момент от постоянной нагрузки, кНм; M — коэффициент, учитывающий неравномерное распределение давления на плиту балластного корыта и принимаемый по табл. 4.1 [8]; nk = 1,15 — коэффициент надежности по нагрузке для временной нагрузки; b = 1,0 м — расчетная ширина плиты; — длина распределения временной нагрузки на внешних консолях, м (для левой консоли = ', а для правой = ", но не более lb').
Кроме этого, принято:
B — расстояние между наружными гранями ребер;
' = 0,5 (ls - В) + е + hb — длина распределения давления от временной нагрузки па левой консоли; " = 0,5 (ls - В) - е + hb — то же, на правой консоли. В двух последних формулах ls = 2,70 м — длина шпалы; е — осредненная по длине пролета величина эксцентриситета оси пути относительно оси пролетного строении.
Предельный изгибающий момент определяют в соответствии с предпосылками, принимаемыми при проверке прочности изгибаемых элементов из обычного железобетона.
По этой причине
, |
(3.15) |
где Rb — расчетное сопротивление бетона сжатию, кПа; x — высота сжатой зоны бетона, м; h0 — рабочая высота сечения, м; Rsc — расчетное сопротивление арматуры сжатию, кПа; — площадь поперечного сечения сжатой арматуры, м2; — расстояние от центра тяжести сжатой арматуры до ближайшей грани сечения, м.
Высота сжатой зоны бетона определяется из условия:
, |
(3.16) |
где Rs— расчетное сопротивление арматуры растяжению, кПа; As — площадь поперечного сечения растянутой арматуры, м2.
Отметим, что величину x определяют по формуле (3.16) дважды: с учетом и без учета сжатой арматуры (величины x1 и x2 соответственно). Если , а, то в формуле (3.15) принимаютх = x2 , а площадь учитывают полностью. Если ,, то учитывают в формулах (3.15), (3.16) с коэффициентом . В случае, если < 0, предельный изгибающий момент определяют без учета работы бетона на сжатие по формуле:
. |
(3-17) |
При х < as' в формулах (3.15), (3.16) принимают As' = 0. Кроме того, величина высоты сжатой зоны не должна превышать полезной высоты сечения, т. е. xyh0. Значение y определяют по формуле:
, |
(3.18) |
где Rb и Rs принимают в мегапаскалях (МПа).
Изгибающий момент от постоянных нагрузок для внешней консоли плиты балластного корыта определяют следующим образом:
, |
(3.19) |
где пр = 1,1, nр'= 1,2 — коэффициенты надежности по нагрузке соответственно для собственного веса железобетонных элементов и балласта с частями верхнего строения пути.
3.1.3. Допускаемая временная нагрузка по условию прочности при расчете на поперечную силу может быть вычислена по формуле
, |
(3.20) |
где — поперечная сила от постоянных нагрузок;— предельная поперечная сила;Q — коэффициент, учитывающий неравномерное распределение давления от временной нагрузки на плиту при расчетах по поперечной силе и принимаемый по табл. 4.2 [8]; Rbt — расчетное сопротивление бетона растяжению, кПа.