2.2Расчёт главной балки
2.2.1Определение расчётных усилий
Главные балки пролётного строения автодорожного моста загружены постоянной нагрузкой от собственного веса, веса тротуаров, перильных ограждений и дорожной одежды проезжей части.
Допуская в эскизном расчете равномерное распределение всей постоянной нагрузки между главными балками, определяем нормативную постоянную нагрузку, кН/м:
- от собственного веса:
- от веса дорожного покрытия
С учетом коэффициентов надежности:
Нормативная временная вертикальная нагрузка для автодорожных мостов задаётся от автотранспортных средств в виде полос АК (К=14), от тяжёлых одиночных колёсных машин – по схеме НК-80 и в виде пешеходной нагрузки на тротуарах.
При расчёте одной из главных балок необходимо определить наиболее невыгодную установку полос нагрузки АК в поперечном сечении пролетного строения, чтобы получить наибольшие значения расчётных усилий. Доля временной нагрузки, приходящаяся на рассматриваемую балку, определяется коэффициентом поперечной установки (КПУ).
Наиболее невыгодная установка полос нагрузки АК в середине пролёта. Пешеходная нагрузка не передаётся (Рис.2.1.2).
Определение КПУ методом рычага:
Рис.2.2.1. Схема для определения коэффициента поперечной установки.
КПУ тележки:
КПУ распределенной нагрузки:
На середине балки пролётного строения при определении КПУ по методу рычага пешеходная нагрузка не передаётся.
Расчетная временная нагрузка, приходящаяся на рассматриваемую балку:
при сосредоточенном давлении от одной оси тележки
при распределённой нагрузке
при нагрузке на тротуаре
Рис.2.2.2. Линии влияний усилий в разрезной балке.
Находим усилия:
В середине пролёта:
В четверти пролёта:
На опоре:
Рис.2.2.3. Огибающие эпюры.
2.2.2Расчёт главной балки из обычного железобетона Расчет на прочность по изгибающему моменту
Расчет производим балки таврового сечения.
Рис.2.2.2.1.Поперечная схема главной балки.
Центр тяжести арматуры ориентировочно
назначается на расстоянии
от нижней грани пояса балки. аS=0,15
м.
Определяем при первом приближении высоту сжатой зоны при действии расчетного максимального момента М=7250,11 кНм
Т.к. х1<hf’, сечение работает как прямоугольное, и необходимая площадь рабочей арматуры:
Задаемся арматурой А-III диаметром d=30мм, и определяем количество стержней:
Принимаем 22 стержня.
Рис.2.2.2.2. Размещение рабочей арматуры в ребре главной балки.
Уточняем площадь арматуры
После уточнения площади As, с учетом принятого диаметра и количества стержней арматуры находим x2.
Условие прочности сечения по изгибающему моменту записывается в виде:
Условие прочности по изгибающему моменту выполняется, прочность обеспечена.
Расчет на трещиностойкость по касательным напряжениям
Расчет по касательным напряжениям выполняют в предположении упругой работы конструкции, но без учета растянутой зоны. В расчете ограничивается величина касательных напряжений действующих по нейтральной оси сечения.
Касательные напряжения определяем приближенно по формуле:
Условие прочности на трещиностойкость выполняется, прочность обеспечена.