Курсовая работа: Проектирование железобетонного железнодорожного моста

Коэффициент индустриализации определяется по выражению:

(1,18)

где

- строительная стоимость сборных железобетонных элементов моста, руб;

-строительная стоимость элементов моста из монолитного бетона, руб.

Таблица 1.4 – Технико-экономическое показатели моста.

Полная длина моста, м	Схема моста, м	Строительная стоимо стъ моста, тыс. руб.	Приведенная стои мость моста, тыс. руб.	Материалоемкость		Коэффициент индустриализа ции
				Объем сборного железо бетона, м3	Объем монолитного бетона, м3
91,1	5х15,8	325948,12	3577,92	229,84	441,63		0,34

Вывод: На основании технико-экономического паказателя дальнейшей разработке принимается мост, у которого коэффициент индустриализации 0,34 что приводит к меньшей степени механизации работ, а строительная стоимость моста составляет 325948,12 руб.

2. 1   2   3   4   5   6   7

. . Расчет балочного железобетонного пролетного строения

1. Расчет главной балки

Расчетную схему разрезного балочного пролетного строения для определения внутренних усилий принимает в виде равномерно загруженных главных балок, имеющие шарнирное опирание на опоры.

Линии влияния усилия M_0.5, М_0,25, Q₀, Q_0.25, Q_0.5, их площади и схема загружения приведены на рис 2.1.



Рисунок 2.1 – Расчетная схема и линии влияния

1. 
   Нормативные постоянные нагрузки на пролетное строение:
   

, (2.1)
где

- равномерно распределенная нагрузка от собственного веса железобетонных балок, кН/м;

– объем пролетного строения, м³;

- удельный вес железобетона, = 24 кН/м³

, (2.2)

где

- равномерно распределенная нагрузка от веса балластной призмы с элементами пути, кН/м;

- высота балластной призмы, = 0.5 м;

– ширина балластной призмы, м;

- удельный вес балласта, = 20 кН/м³.

- распределенная нагрузка от веса тротуаров с коммуникациями,

.

От временной подвижной нагрузки:

Временная нагрузка учитывается с динамическим коэффициентом

(1+μ)=1+

С помощью программы “Powers”, ДВГУПС, определяем расчетные усилия, такие как: изгибающий момент в середине и четверти пролета (M₀, M_0.25); поперечная сила в середине и конце пролета (Q₀, Q_0.5).

Исходные данные:

Расчетная длинна пролетного строения:

l_p=15,80 м,

Класс нагрузки С-11.


Рисунок 2.2 – Параметры линии влияния и эквивалентной нагрузки
При расчете на прочность изгибавший моменты и поперечные силы определяются по формулам:




Проверка расчетов усилий в программе Powers_New.



Рисунок 2.3 – Расчетные усилия

2. Расчет главной балки пролетного строения на прочность

   1. Геометрические характеристики главного сечения главной

балки

Для упрощения расчетов сложное реальное сечение балки (рис. 2.4) заменяется тавровым.


Рисунок 2.4 – Общий вид реального сечения балки



Рисунок 2.5 – Общий вид упрощенного таврового сечения балки
h – расчетная высота балки, ;

– расчетная ширина плиты.

, (2.2)

– рабочая высота балки, ;

b – ширина ребра балки

, b = 0.5 м;

– 0.15-0.20м.

2. Подбор рабочей арматуры

Так как температура самой холодной пятидневки минус 44^оС, то вид арматуры согласно [1], применяем:

• 
  стержневая;
  
• 
  горячекатаная;
  
• 
  периодического профиля;
  
• 
  класс ;
  
• 
  марка стали ;
  
• 
  диаметр .
  

(2.3)

где

- расчетное сопротивление растяжению продольной арматуры главной балки, определяется по табл. 7.16 СП Мосты и трубы.

Число стержней рабочей арматуры балки определяется с учетом предварительного назначения диаметра по выражению:

, (2.4)

где

- площадь одного стержня арматуры,

Уточняем площадь рабочей арматуры:

, (2.5)

К дальнейшей разработки принимаем площадь рабочей арматуры
= 0.018 м².

Расстановка стержней арматуры главной балки осуществляется в виде одиночных стержней. В данном случае, условия размещения стержней можно считать нестесненными и допускается располагать стержни ненапрягаемой арматуры в несколько рядов. Допускаемое расстояние в свету между стержнями (при трех и более рядах) . Толщина защитного слоя бетона . Схема размещения рабочей арматуры представлена на рис. 2.7.

Расстановка стержней арматуры главной балки осуществляется в виде одиночных, сдвоенных или сварных стержней. В данном случае, условия размещения стержней можно считать нестесненными и допускается располагать стержни ненапрягаемой арматуры в несколько рядов. После расстановки стержней рабочей арматуры с учетом всех конструктивных требований (расстояния в свету между продольными стержнями, толщины защитного слоя бетона и т.д.) производится уточнение значений и .

Расстояние до центра рабочей арматуры определяется по выражению:

(2.6)

где

– количество стержней рабочей арматуры в первом и последующих горизонтальных рядах;

– расстояние от растянутой грани до центра рассматриваемого горизонтального ряда рабочей арматуры, м.

Уточненная величина рабочей высоты балки равна:



Далее определяется граница сжатой зоны бетона (см. рис. 2.6). Высота сжатой зоны бетона х может быть больше или меньше приведенной высоты полки . В этих случаях несущая способность может быть определена как для прямоугольного сечения ( х₁  ) или таврового ( х₂  ).



Рисунок 2.6 – Схема к определению высоты сжатой зоны

Высота сжатой зоны х определяется по выражению (расположение нейтральной линии в плите):

, (2.7) где -расчетное сопротивление арматуры в верхней сжатой зоны. - расчетное сопротивление бетона сжатой зоны, определяется по CП таб.7,6; - площадь сжатой арматуры, м2 ; , (2.8) Для расчета принимаю следующие допущения:диаметр сжатой арматуры ;количество стержней сжатой арматуры ;бетон класса В-35 Площадь одного стержня сжатой арматуры: , (2.9)

Определяем относительную высоту сжатой зоны по выражению:

(2.10)
где - относительная высота сжатой зоны бетона; h0 – фактическая рабочая высота сечения балки, которая определяется в зависимости от уточненной величины as с учетом расстановки рабочих стержней арматуры.

Значение определяется по формуле:

(2.11)

где - для элементов с обычным армированием;

– напряжение в арматуре, следует принимать равным для ненапрягаемой арматуры;

- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны.

Так как, x то предельно-изгибающий момент в рассмотренном сечении балки определяется по выражению:

(2.12)

Для дальнейших расчетов принимаем:

• 
  арматуру для растянутой зоны: стержневую, горячекатаную арматуру периодического профиля d=40 мм, класс арматуры - А400 (А-), марка стали - 25Г2С, класс бетона – В35.
  
• 
  арматуру для сжатой зоны - d=10 мм.
  

Проверка расчетов с помощью программы MOST:



Рисунок 2.7 – Ввод исходных данных



Рисунок 2.8 – Схема размещения арматуры балки



Рисунок 2.9 – Результаты расчета нормальных сечений

Прочность сечения, перпендикулярного к продольной оси балки, определяем из уравнения предельного состояния:









Так как условия проверки пополняется, и разница между предельным изгибающим моментом и изгибающим моментом от внешних нагрузок не превышает 10%, то к дальнейшей разработке принимаем количество стержней арматуры Класса А-III, n=15шт.

Расчет главной балки на прочность по наклонным сечениям

Для упрощения расчетов сложное реальное сечение балки (рис. 2.4) заменяется тавровым.



Рисунок 2.4 – Расчетная схема главной балки.
h – расчетная высота балки, ;

– расчетная ширина плиты, = 2.08 м; – расчетная высота плиты,

, (2.12)

Где – площадь плиты,

– координата центра тяжести рабочей арматуры, , принимаю = 0.2 м; – рабочая высота балки, ; b – ширина ребра балки, b = 0.5 м; – площадь рабочей арматуры; - площадь арматуры в сжатой зоне.

Расчет наклоного сечения на действие поперечной силы следует производить из условия:

(2.13)

Где поперечная сила, возникающая в конце наклонного сечения; суммы проекций усилий всех стержней пересекаемой арматуры при длине проекции сечения С;