4. Расчет устоя.

В курсовом проекте принят к расчету обсыпной бетонный устой массивного типа, запроектированный по первому варианту моста. Это узкий устой с тротуарами, вынесенными на консоли, поэтому по всей высоте он имеет ширину 3100 мм. Его схема с размерами показана на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Устой

4.1Определение нагрузок

4.1.1Нагрузка от собственного веса устоя:

(4.1)

где - объем соответствующего сегмента (см. рис. 9),- удельный вес бетона.

- удельный вес железобетона.

Положение центра тяжести относительно оси О определяется по формуле:

(4.2)

(4.3)

где x_i,y_i– координатsцентра тяжести отдельного сегмента,- площадь текущего элемента сечения,_, - координата центра тяжести сечения относительно оси х.

Таким образом:

4.1.2Нагрузка от веса пролетного строения:

На устой опирается ПС длиной 16,5 м с нормативной нагрузкой от пролетного строения кН/мc тротуарами и перилами 5,96кН/м. Тогда нагрузка от веса ПС определится как:

4.1.3Нагрузка от веса мостового полотна:

Эта нагрузка определяется по формуле:

,(4.4)

где - распределенная нагрузка от веса балластной призмы;l-длина ПС. Таким образом:

4.1.4Временные нагрузки

Эквивалентная нагрузка о подвижного состава на ПС определена по п.5 [1] при положении линии влияния и длине загружения(П.5, п.6, [1]):. Тогда на устой действует:

Длина загружения призмы обрушения:

где h – расстояние от подошвы шпал до ОФ. Следовательно, эквивалентная нагрузка на призме обрушения при и(П.5, п.6, [1]):

4.1.5Горизонтальное давление от подвижного состава на призме обрушения:

_(4.5)

плечи сил:

(4.6)

где - давление распределенной на длине шпал (2,7 м) временной нагрузки;

h₁=b - 2.7=0.4 м – высота, в пределах которой эпюра с постоянной ординатой и имеет переменную толщину;

- коэффициент нормативного бокового давления грунта насыпи, при ;

b=3,1 м – ширина устоя;

Коэффициенты в зависимости от высотh, h₁ определены по табл.1 [П.8, 1]:

Подставляя указанные значения в (2.31) получаем:

4.1.6Ветровая нагрузка:

_(4.7)

где h_стр– строительная высота в пролете.

q₀– скоростной напор ветра (в курсовом проекте можно принятьq₀ = 0,6 кПа,);

k_h= 1,2 – коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте;

c_w= 1,9 – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления пролетного строения.

4.1.7Нагрузка от торможения подвижного состава:

(4.7)

4.1.8Давление грунта на заднюю стенку устоя:

Напряжения в грунте на расчетном уровне:

, (4.8)

где - удельный вес грунта насыпи;

z=8,296 м - глубина расчетного уровня.

Сила давления равна площади эпюры давления и приложена на 1/3 z от обреза фундамента:

_(4.9)

_(4.10)

4.2. Варианты загружения.

В курсовом проекте рассматривается один вариант действия указанных выше нагрузок. Вариант соответствует загружению «в пролет». Расчет производится на опрокидывание относительно точек z, а также на прочность, трещиностойкость и устойчивость формы с подсчетом нагрузок относительно центра тяжести сечения тела устоя по ОФ.

Нагрузки вводятся в расчет с соответствующими коэффициентами сочетания нагрузок и с коэффициентами надежности, определенными согласно пп.2.10, 2.23, 1.40, 2.2 [1]. Нагрузки по вариантам загружения приведены в табл. 2.1.

Таблица 4.1. Нагрузки и их сочетания

Нагрузка	Значение, кН	Коэффициент надежномсти	η	z, прочность	N, прочтность	М, прочтность	z, устойчивость	N, устойчивость	М, устойчивость
P	4570	1,1(0,9)	1	0	5027	0	5,22	4113	21469,86
P,бл	181	1,1(0,9)	1	1,46	199,1	290,686	6,7	162,9	1091,43
P,тр	26,4	1,3(0,9)	1	1,46	29,04	42,3984	6,7	23,76	159,192
F1	28,8	1,2	0,7	3,94		95,31648	8,25		-199,584
F2	281	1,2	0,7	0,67		158,1468	4,98		-1175,4792
F0	164,45	1,4(0,7)	1	1,55		-356,8565	2,76		-317,7174
N,б	169	1,3(0,9)	1	3,31	219,7	727,207	1,91	152,1	290,511
N,пс	251	1,1(0,9)	1	3,31	276,1	913,891	1,91	225,9	431,469
N, v	1546	1,25(1)	0,8	3,31	1546	5117,26	1,91	1236,8	2362,288
F, w	9,03	1,4	0,5	1,83		11,56743	5,14		-38,81094
T	188	1,16	0,7	1,83		279,36048	5,14		-937,30784
					7296,94	7278,97709		5914,46	23135,85062