Зададимся диаметром прогона 0,29 м и расстоянием между прогонами l = 0,75 м (прогоны - сложные двухярусные).

Тогда, моменты инерции двух накатин и прогона будут соответственно равны

Определяем коэффициент поперечной установки

Т. к. , то усилие распределяется на 3 прогона и ординаты линии влияния определяются по формулам:

Линию влияния загружаем задними осями утяжеленного автомобиля и определяем соответствующие ординаты:

Таким образом, усилие, приходящееся на 5-й прогон

Расчётная временная нагрузка при этом равна

Собственный вес пролётного строения, приходящийся на 1 прогон складывается из:

Веса досок защитного настила:

Веса накатин:

,

где n - кол-во элементов, приходящихся на 1 прогон, с - плотность дерева, V - объём элемента, гf - коэффициент перегрузки.

,

Суммарный момент в середине пролёта от нагрузок и будет равен

Проверяем сечение прогона, которым задались вначале, по формуле

,

 где Rи = 1800 т/м2 - расчетное сопротивление на изгиб для бревен с сохранением естественной коничности, W = 4786 см3 - момент сопротивления сечения прогона.

Запас прочности составляет 5%.

Принимаем диаметр прогона 29 см.

При проектирование расчитывается один прогон, остальные назначаются такого же диаметра.

4. Расчет поперечной балки

6. Расчет элементов фермы

6.1 Определение коэффициента поперечной установки

КПУ определяется для наиболее загруженной фермы от колесной нагрузки (Автомобиль МАЗ) и пешеходной нагрузки на тротуарах. Для расчета КПУ пролетных строений, поперечная жесткость которых достаточно велика (например, Гау-Журавского с ездой поверху), применяется метод внецентренного сжатия. Основой данного метода является допущение, что пролетное строение в поперечном направлении абсолютно жесткая, в результате чего под эксцентрично приложенной нагрузкой его поперечное сечение не деформируется, а только опускается и поворачивается на некоторый угол. При этом наиболее загруженной всегда оказывается крайняя балка или ферма.

Чтобы определит КПУ по методу внецентренного сжатия, строится линия влияния давления на крайнюю балку.

;

Где n - число главных балок; - расстояние между крайними балками, - сумма квадратов расстояний между балками, симметрично расположенными относительно продольной оси моста, включая и квадрат расстояния между крайними балками.

КПУ для колесной нагрузки:

Для пешеходной нагрузки:

6.2 Определение эквивалентной временной нагрузки

6.3 Определение усилий в элементах главных ферм

Усилия в верхнем и нижнем поясах:

Загружаем ту часть линии влияния, которая соответствует максимальному усилию в элементе: для верхнего пояса загружаем отрицательную часть линии влияния, для нижнего - положительную.

,

где - эквивалентная нагрузка, n - коэффициент перегрузки (при , а при , промежуточные значения находятся по интерполяции); (1+м) - динамический коэффициент, - КПУ для колесной нагрузки, 0,9 - коэффициент полосности для двух колонн автомобилей.

мостовой переход настил пролетный

Расчетная временная нагрузка на наиболее загруженную ферму от толпы на тротуаре:

,

где - нормативная нагрузка от толпы, n - коэффициент перегрузки для толпы (n =1,2), kт - КПУ для толпы.

где - площадь линии влияния для нижнего или верхнего поясов в соответствующей панели.

Усилия в тяжах:

Усилия в тяжах находятся аналогично усилиям в поясах по линиям влияния. В тяжах загружаем часть линии влияния, которая соответствует максимальному усилию в элементе (положительную часть):

1) Усилие в тяже N1:

2) Усилие в тяже N4:

Усилия в раскосах:

Усилия в раскосах находятся аналогично усилиям в поясах по линиям влияния. В раскосах загружаем часть линии влияния, которая соответствует максимальному усилию в элементе (отрицательную часть):

1) Усилие в раскосе D1:

2) Усилие в раскосе D3:

3) Усилие в раскосе D'3:

6.4 Подбор сечений элементов ферм

Подбор сечения верхнего пояса:

Задаемся диаметром бревен верхнего пояса: d = 0,33 м.

Проверка при потере устойчивости в плоскости фермы:

Определяем гибкость пояса:

,

где l0 - свободная длина пояса в плоскости фермы; сx - радиус инерции сечения относительно оси Х - Х (); Ix - момент инерции всего сечения пояса относительно оси Х - Х; F - площадь всего сечения пояса.

В зависимости от полученного значения лx находят коэффициенты понижения несущей способности - ц:

при л ? 75.

Проверка сечения пояса производится по формуле:

,

где Fбр - расчетная площадь - брутто сечения пояса (без учета ослаблений); у - расчетное напряжение в поясе; Rc - расчетное сопротивление древесины при сжатии.

Условие соблюдено.

Проверка при потере устойчивости из плоскости фермы:

Определяются геометрические характеристики расчетного сечения в середине длины участка пояса:

,

где Iб - момент инерции сечения одного бревна; Fб - площадь одного бревна.

Радиус инерции относительно оси Y - Y:

, где F - площадь всего сечения пояса.

Гибкость пояса из плоскости фермы:

,

где - гибкость всего сечения относительно Y - Y; - гибкость отдельной ветви пояса из плоскости фермы; lв - свободная длина ветви; св - радиус инерции одной ветви; м - коэффициент, учитывающий тип соединения (м = 1,2).

В зависимости от значения лy определяем коэффициент ц по формулам приведенным выше.

Проверка сечения пояса при потере устойчивости из плоскости фермы производится по формуле:

Условие соблюдено.

Подбор сечения нижнего пояса:

Принимаем в качестве сечения нижнего пояса уголок равнополочный №20 (Fн = 0,0124 м2).

Подбор сечения нижнего пояса производится по формуле:

,

где Ui - растягивающее усилие в участке пояса; Rp - расчетное сопротивление материала нижнего пояса; Fнт - площадь нетто сечения нижнего пояса.

Условие соблюдено.

Подбор сечения раскоса:

Производится аналогично подбору сечения сжатого пояса, проверяется на сжатие с учетом изгиба из плоскости фермы и в плоскости фермы. Порядок расчета и формулы идентичны расчету сжатого пояса. Из-за потери устойчивости раскоса в плоскости фермы, в формулы необходимо подставлять свободную длину половины раскоса l1, а расчетным сечением считать сечение в четверти длины раскоса.

При потере устойчивости из плоскости фермы необходимо учитывать удерживающее влияние обратного раскоса. Для этого в формулы вводится свободная длина l0 с коэффициентом з:

,

где Iоб - момент инерции из плоскости фермы обратного раскоса; Iо - момент инерции из плоскости фермы прямого раскоса; lо - длина прямого раскоса; lоб - длина обратного раскоса.

В формулу вводится свободная длина раскоса:

Проверка при потере устойчивости в плоскости фермы:

Задаемся диаметром бревен раскосов: d = 0,26 м.

Условие соблюдено.

Проверка при потере устойчивости из плоскости фермы:

Условие соблюдено.

7. Строительство

Строить деревянный мост очень удобно зимой. В этом случае забивать сваи, собирать пролетные строения и доставлять материалы можно прямо со льда. Значительное упрощение работ по разбивке, устройству опор и сборке пролетных строении позволяет значительно снизить затраты на строительство.

Постройку моста выполняют по техническому проекту и рабочим чертежам. Проектные материалы должны содержать подробные чертежи всех возводимых конструкций с необходимыми указаниями, календарную последовательность всех видов работ и данные о методах их осуществления Лесоматериал, применяемый для строительства деревянных мостов, должен удовлетворять установленным требованиям. При хранении должна быть обеспечена защита от увлажнения, загнивания, а так же от слишком быстрого высыхания. Как правило, материал требует сушки, что осуществляется в штабелях на открытом воздухе, продолжительностью 20-30 дней для тонкого материала и 1.5-2 мес. для толстого.

Перед началом строительства моста производят его разбивку. Разбивка осей моста заключается в нанесении на место продольной оси моста, осей опор и расположения отдельных свай. Для проверки отметок возводимой конструкции моста на берегу должен быть возведен репер, связанный нивелировкой с продольным профилем дороги.

Постройку деревянного моста начинают с возведения опор. Сваи для опор забивают механическим путем - копром и свайным молотом. При этом необходимо следить за правильным их расположением в плане и соответствия направления оси сваи проектному. На забитые сваи устанавливается насадка и укрепляется металлическими штырями, забиваемыми в головы свай через просверленные в насадке отверстия. Построив опоры, укладывают прогоны моста. Стойки, насадки и прогоны проще всего устанавливать легким самоходным краном.

В случае применения в мосту балок составного сечения их изготавливают в горизонтальном или вертикальном положении на специальных стеллажах. Подлежащие соединению брусья должны быть плотно пригнаны друг к другу и соединены болтами. Затем пакету брусьев придают строительный подъем, который можно обеспечить, уложив рядом две балки, соединенных на концах стяжными хомутами, и выгнув их клиньями, установленными в середине пролета.

Изготавливать дощатые фермы можно в горизонтальном или в вертикальном положении. Изготовление в горизонтальном положении целесообразнее при небольших пролетах (до 20м) в случае сборки на мостостроительных базах или на площадке около строящегося моста. Дощатые фермы больших пролетов удобнее собирать в вертикальном положении на подмостях или вблизи моста с последующей установкой их в готовом виде на опоры. В горизонтальном положении фермы изготавливают на деревянной платформе-плазе или стеллаже, несколько поднятом над поверхностью земли для удобства работ и возможности доступа к собираемым фермам снизу. Сборку начинают с укладки стоек жесткости и горизонтальных сжимных брусьев. Затем укладывают доски первых ветвей обоих поясов. На поверхность собранных ветвей поясов укладывают доски решетки. При наборе ее уплотняют путем подбивки досок клиньями с последующей прошивкой гвоздями. На стенку укладывают вторые ветви досок поясов. При забивке уплотняющих монтажных гвоздей следят, чтобы они не попали в места последующего сверления для нагелей или болтов. По окончании сборки фермы поднимают в вертикальное положение и в зависимости от принятого способа производства работ доставляют в виде отдельных плоскостей на место установки в пролет или же на плазе соединяют фермы связями и доставляют их на место уже в виде готовых блоков пролетных строений.

При сборке полетных строений на берегу устанавливать их на место удобно продольной надвижкой. Для этого требуется устройство дополнительных вспомогательных опор для временного опирания перемещаемых спаренных ферм пролетных строений, либо можно использовать вспомогательные плавучие опоры.

Для предотвращения загнивания деревянных мостов необходимо применять для их постройки здоровый лесоматериал, просушенный до воздушно-сухого состояния (влажность не больше 20%). Конструкции деревянных мостов должны быть защищены от атмосферных осадков. Должна быть так же обеспечена хорошая проветриваемость элементов и сопряжений для их быстрого просыхания. Для отвода воды устраивают водоспускные металлические трубки или деревянные лодки. Наиболее эффективной мерой защиты древесины является обработка ее антисептиками.

Список используемой литературы

1. Гибшман Е. Е. «Проектирование деревянных мостов». М., «Транспорт», 1976. - 272 с.

2. СНиП 2.05.03 - 84* «Мосты и трубы». М., 1988.

3. Судомоин А. С. «Расчет деревянных мостов» - методические указания к выполнению курсового проекта. СПб., 1983. - 43 с.

4. Судомоин А. С. «Составление вариантов пролетных строений деревянных мостов» - методические указания к выполнению курсового проекта. СПб., 1983. - 38 с.

Размещено на Allbest.ru