Железобетонный мост через реку Белая

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Восточно-сибирский государственный университет технологий и управления»

(ФГБОУ ВПО ВСГУТУ)

Кафедра «Промышленное и гражданское строительство»

Курсовой проект

на тему: «Железобетонный мост через реку Белая »

г. Улан-удэ, 2014 г.

Введение

Дороги пересекают многочисленные реки, ручьи, периодические водотоки в суходолах, ирригационные и другие каналы. Для преодоления каждого водного препятствия строят систему сооружений, называемую переходом водотока.

Переходы через водотоки классифицируются по типам искусственных сооружений. Для пересечения водотока могут быть применены: мосты и туннели.

Наибольшее распространение получили переходы, где в качестве искусственных сооружений применены мосты. Поэтому мостовые переходы являются основным видом переходов через водотоки.

В данном курсовом проекте нам необходимо спроектировать железобетонный мост на автомобильной дороге.

1. Исходные данные

Длина пролета - 15 м.

Габарит моста - Г-13,25+5+Г 13,25

Ширина тротуара - 0,75 м.

Класс бетона - АIII

Класс арматуры - В40

Толщина защитного слоя - 5 см

Толщина гидроизоляции - 0,5см

Толщина выравнивающего слоя - 4 см.

Толщина асфальтобетонного покрытия - 8 см.

2. Расчет пролетного строения с пролетом 15 м

2.1 Характеристика пролётного строения

Бездиафрагменное пролётное строение имеет расчётный пролёт 15,0м, габарит проезда Г-13,25+5+Г 13,25 и два тротуара по 0,75 м.

Несущая конструкция пролётного строения составлена из 6 блоков Т-образного сечения без диафрагм, объединенных между собой, для образования пролётного строения, путём петлевого стыка и взаимного бетонирования концов консольных плит. Расстояние между осями блоков 1,92м. Блоки пролётного строения изготовляются из бетона марки М300. Рабочая арматура плит и рёбер изготовляется из горячей стали II класса. Основное расчётное сопротивление бетона 150 кг/см2, арматуры 3000 кг/см2. Нормативная нагрузка НК-80.

2.2 Расчёт плит проезжей части

Расчёт плит проезжей части производим на постоянную нагрузку (от собственного веса), и временную (от автомобилей) нагрузку.

2.1.1 Расчёт на действие временной нагрузки

Нагрузка на плиту от всех слоёв покрытия, сточного треугольника и её собственного веса составляет:

Асфальтобетон-9 см. 0,09м*2,3т/м3=0,207 т/м2;

Асфальтобетон-4 см. 0,04м*2,3т/м3=0,092 т/м2;

Цементобетон-6 см. 0,06м*2,4т/м3=0,144 т/м2;

3 слоя гидроизолыции-0,5см. 0,005м*1,5т/м3=0,0075т/м2;

Сточный треугольник-0,045м. 0,045см*2,2т/м3=0,099 т/м2;

Итого g1=0,207+0,092+0,144+0,0075+0,099=0,549 т/м2;

Железобетонная плита средней толщины - 0,175м. 17,5см*2,5т/м3=0,438 т/м2;

Итого g2=0,438 т/м2;

Полная расчётная нагрузка на плиту шириной 1 метр:

где: -коэффициенты перегрузки;

Определяем изгибающий момент как в простой балке:

,

где:l-расчётный пролёт плиты, l=1,92м;

2.2.2 Расчёт на действие временной нагрузки

Расчёт производим на давление заднего колеса НК-30. Вдоль пролёта давление заднего колеса передаётся на ширину:

b1=b2+2H, м,

b1=0,6+2*0,2=1м.

Поперёк пролёта плиты давление колеса передаётся на длину:

a1=a2+2H+l/3, м,

a1=0,2+2*0,2+1,92/3=1,24м.

1,24<1,28м.

Давление колеса автомобиля на ширину плиты в 1метр:

Р1=Рз.к./a1, т,

где: Pз.к. -давление от заднего колеса, т;

Р1=6,0/1,24=4,84 т.

Изгибающий момент от расчётной нагрузки определяется по формуле:

где: (1+M) -коэффициент динамического действия, (1+M)=1,3;

na -коэффициент перегрузки, na=1,4;

Суммарный момент от постоянной и временной нагрузок:

Расчётные изгибающие моменты в пролёте и на опорах:

Поперечные силы на опоре:

2.2.3 Подбор сечений плит

Подбираем сечение бетона и арматуры плиты. На опоре действует момент Моп=-2,597т*м. При толщине плиты в корне консоли 20 см.

Рабочая толщина армированной плиты стержнями d=14мм:

h0=h-d/2-?=20-14/2-2=17,3 см.

По таблице находим коэффициенты:

?0=0,042;

?0=0,983;

А0=0,041;

Необходимое количество арматуры:

Принимаем арматуру из 5тистержней d=14мм:

Производим проверку главных напряжений в корне консоли от нормативных нагрузок:



?гл=Q/b*z=4760/175*17,15=1,55 кг/см2<Rг.р.о.=32кг/см2

где:z=h0-x/2=h0(1-?/2)=17,3*(1-0,042)=17,15см.

2.3 Расчёт главных балок (прогонов) по первому предельному состоянию

После окончания сборки и взаимного соединения блоков пролётного строения оно будет представлять собой ребристую конструкцию с шестью главными балками (прогонами). Каждая главная балка пролётного строения имеет тавровое поперечное сечение.

Расчётный пролёт прогона 18,0 метра, расстояние между осями 1,92м. Высота главной балки h=130см.

2.3.1 Расчёт на действие постоянной нагрузки

На 1м.п. каждой из главных балок приходится равномерно распределённая нагрузка:

от веса покрытия 1/3*0,412*4,5=0,618 т/м;

от сточного треугольника 1/3*1/2*2,2*0,099*4,5=0,16 т/м;

Итого: 0,778 т/м;

от веса тротуаров и перил 1/3*0,75=0,25 т/м;

от веса балки (1,4*0,175+0,905*0,2)=0,426*2,5=1,065 т/м;

Итого: 1,315 т/м:

Полная расчётная нагрузка на 1м.п. главной балки:

Изгибающий момент в середине пролёта каждой из главных балок от действия расчётной постоянной нагрузки:

каркас армирование балка пролётный



Поперечные силы у опор(опорные реакции):

2.3.2 Расчёт на действие временной нагрузки.

Определение коэффициентов поперечной установки:

где: n -число прогонов в поперечном сечении моста;

е -эксцентриситет равнодействующей подвижной нагрузки;

Для грузов, устанавливаемых над опорами пролётного строения, коэффициенты поперечной установки определяются по методу рычага:

Эквивалентная колёсная нагрузка НК-80 для пролёта длинной 18,0 метра равна 7,37 т/м, а её расчётная величина с учётом коэффициента перегружения:

Величина изгибающего момента в середине пролёта от любой равномерно распределенной по пролёту нагрузки может быть определена по формуле:



Поперечные силы на опоре Qоп и в середине пролёта Ql/2 вычисляются по соответствующим линиям влияния от эквивалентной нагрузки:

Результаты расчётов для первого прогона:

Класс нагрузки	kрыч	kвн	Ml/2	Qоп	Ql/2
Постоянная	-	-	117,93	24,83	-
НК-80	0,33	0,228	115,2	52,07	4,55
Суммарная			233,13	76,9	4,55

2.3.3Подбор сечений продольных балок

Определяем положение центра тяжести сечения арматуры от низа балки:

Рабочая высота прогона:

Проверяем соблюдение условия для прямоугольного поперечного сечения:

Следовательно подбираем арматуру как для прямоугольного сечения шириной 140 см.

Этому значению соответствует ?0=0,9575;

Определим приведённое расчётное сопротивление многорядной арматуры:

Необходимая площадь рабочей арматуры:

Принимаем 2 стержня d=32мм, 10 стержней d=28мм.

Проверяем несущую способность прогона, предварительно находим коэффициент ?:

Этому значению ? соответствует значение А0=0,0822;

Несущая способность сечения:

Проверяем достаточность принятого бетонного сечения на опоре из условия ограничивающего трещинообразование:

Неравенство выполняется, следовательно принятые размеры сечения достаточны.

Исходя из этого условия в балке необходима постановка поперечной арматуры в виде сточных стержней и хомутов. Принимаем хомуты d=8мм с fx=0,503см2 и шагом а=30 см.

Погонное усилие воспринимаемое хомутом:

где: max -коэффициент условий работы хомутов, равен 0,8;

Предельная поперечная сила воспринимаемая бетоном сжатой зоны и хомутами:

Определим длину балки, в пределах которой необходима постановка отгибов:

Расстояние от грани опора до начала первого отгиба рекомендуется принимать 5 см. Через грань опоры проводим наклонное сечение I-I, площадь сечения отогнутых стержней в котором равна:

Отгибаем 4 стержня d=28мм, с F1=24,63 см2. Находим по чертежу место второго отгиба и определяем величину поперечной силы в этом сечении Q2=67,38т.

Через начало отгиба проводки наклона сечения II-II и определим площадь отогнутых стержней в этом сечении.

Считаем возможным отогнуть 2 стержня d=28мм с площадью F2=12,32см2.По чертежу определяем величину поперечной силы в этом сечении Q3=58.57т.

Требуемая площадь отгибов в наклонном сечении III-III.

Отгибаем 2 стержня d=28мм с площадью F3=12,32см2

В наклонном сечении IV-IV конструктивно отгибаем 2 стержня d=28мм с площадью F4=12,32см2.

Для построения эпюры материалов вычисляем изгибающие моменты, воспринимаемые каждой парой стержней каркаса:



2.4 Расчёт главной балки по второму предельному состоянию (по общим деформациям)

Прогиб прогона в середине пролёта вычисляем графоаналитическим методом.

Эпюра моментов от грузов Р=1, площадь которой равна полной фиктивной нагрузке на балку:

Фиктивные опорные реакции:

Моменты от фиктивной нагрузки в середине пролёта:

Определим приведённый момент инерции прогона при n=Fa/Fб=6,5;

Площадь сечения:

Положение центра тяжести:

Момент инерции:

Величина прогиба:

2.5 Расчёт главной балки по третьему предельному состоянию (по трещиностойкости).

При армировании балки сварными каркасами из стержней периодического профиля проверка должна быть произведена по формуле:

Напряжение в растянутой арматуре определяется от статической нормативной нагрузки (моменты от постоянной и колёсной нагрузок):

Напряжения в растянутой арматуре:

где: z=h0-x/2=116,34-4,33=112,01см.

Радиус армирования при многорядном сварном каркасе:

Подстановка в основную формулу:

Проверка главных растягивающих напряжений в ребре балки в сечении на опоре от нормативных нагрузок:

Главные напряжения на опоре:

где: z=h0-1/2*hпл=116,34-17,5/2=107,59см.

Список использованных источников

1 Российский В.А. Примеры проектирования сборных железобетонных мостов. М., “Высшая школа”, 1970, 520с.

2 Гибшман Е.Е. Мосты и сооружения на дорогах. “Транспорт”, 1972, 404с.

Размещено на Allbest.ur