Реферат: Мосты

СОДЕРЖАНИЕ.

1 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОСТА.

2 МАТЕРИАЛЫ.

3 КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ.

4 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

5 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

6 МОСТОВОЕ ПОЛОТНО.

   6.1Одежда.

   6.2 Тротуар.

   6.3 Ограждение.

   6.4 Водоотвод.

7 ОПОРНЫЕ ЧАСТИ.

8 НАГРУЗКИ.

9 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ПЛИТАМИ ПРОЛЕТНОГОСТРОЕНИЯ.

10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕННИХ УСИЛИЙ В ПЛИТАХ.

11 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОСТА.

Температура наружного воздуха.

Средняя по месяцам,  0С:

январь  — 11,3

февраль           — 11

март      — 6,5

апрель    1,5

май          8,2

июнь        13,8

июль        16,8

август      14,4

сентябрь            8,8

октябрь   2,5

ноябрь  — 3,2

декабрь            — 8,5

Среднегодовая                        2,20С

Абсолютная минимальная — 440С

Абсолютная максимальная              340С

Средняя максимальная наиболее жаркого месяца     22,10С

Наиболее холодных суток обеспеченностью:

0,98        — 380С

0,92        — 350С

Наиболее холодной пятидневки обеспеченностью:

0,98        — 340С

0,92        — 310С

Период со средней суточной температурой воздуха:

<80С :

продолжительность суток   236

средняя температура                       — 40С

<100С :

продолжительность суток   259

средняя температура                       — 2,80С

Средняя температура наиболее холодного периода:            -150С

Продолжительность периода со среднесуточной температурой <00С, сут.         164

Упругость водяного пара наружного воздуха по месяцам, гПа:

январь  2,8

февраль           2,7

март      3,2

апрель  5,1

май        7,2

июнь      11

июль      13,8

август    13,4

сентябрь          9,9

октябрь 6,7

ноябрь  4,8

декабрь            3,5

Средняя месячная относительная влажность воздуха в 13 ч.,  %:

наиболее холодного месяца          87

наиболее жаркого месяца  57

Количество осадков, мм:

за год    758

жидких и смешанных за год           -

суточный максимум  95

Плиты пролетного строенияпроектируются для эксплуатации в климатической зоне нормальной влажности.

2МАТЕРИАЛЫ.

Для изготовления плит пролетного строения применяется тяжелыйбетон класса по прочности на сжатие В 35, марка бетона по морозоустойчивости F200, ГОСТ 25192- 82 и ГОСТ 26633- 85. Арматура, применяемая в плитах,- напрягаемая,горячекатаная, класса А- 4; ненапрягаемая- класса А 2, по ГОСТ 578-82. Длязакладных, анкеров и прочих изделий применяется сталь по ГОСТ 103- 56*  16Д, 15х СНД- 2.

3 КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОЛЕТНОГОСТРОЕНИЯ.

В соответствии с заданием  выполняется проект однопролетногомоста. Длина пролетного строения 17,5 м. Несущий элемент моста- сборныежелезобетонные плиты с напрягаемой арматурой. Принять пролетное строение из 14плит, с поперечным прямоугольным сечением с овальными пустотами.

Для обеспечения работы, плиты укладывают на опоры параллельно другдругу, и объединяют в поперечном направлении. Швы между плитами омоналичивают,придавая им шпоночную форму.

4 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НАПРЯГАЕМОЙАРМАТУРОЙ.

Для плит применяется напрягаемая арматура класса А- 4.В процессеизготовления арматура натягивается на упоры с начальным контролируемымнапряжением ssp=675МПа.Длявосприятия растягивающих напряжений при изготовлении в верхней зоне плитыустанавливается напрягаемая арматура класса А- 4.

5 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НЕНАПРЯГАЕМОЙАРМАТУРОЙ.

Для плит применяется ненапрягаемая арматура из стали класса А-2.При изготовлении устанавливается в виде каркасов и сеток.

6 МОСТОВОЕ ПОЛОТНО.

6.1 Одежда.

Конструкция одежды ездового полотна состоит из нижнего и верхнегослоя асфальтобетона общей толщиной 7 см.Асфальтобетон- мелкозернистый, ГОСТ9128-84.

В качестве защитного слоя гидроизоляции предусмотрен бетон,армированный сварной сеткой по ГОСТу 23279-85, толщиной 40 мм. Арматураизготовлена в виде сварной сетки из стали класса ВА- 1 по ГОСТ 6227-80.

6.2 Тротуар.

Тротуары состоят из накладных сборных блоков, с ограждениями снаружных сторон.Ширина тротуаров принята- 1,5 м.Конструкция одежды на тротуарахсостоит из асфальтобетона, уложенного по плитам тротуарных блоков.

6.3 Ограждение.

Принято металлическое, полужесткого типа, барьерное ограждение поГОСТ 26809-86.Высота ограждения 75 см.

6.4 Водоотвод.

Для обеспечения отвода воды с проезжей части мост расположен напродольном уклоне 4 0/00, поперечный уклон моста 20 0/00.Предусмотрен отвод воды с ездового полотна и тротуаров через водоотводныетрубки или вдоль ограждения за пределы моста.

7 ОПОРНЫЕ ЧАСТИ.

Плиты пролетного строения опираются на резиновые опорные части.

Рис. 8.2 Поперечное сечение плитногопролетного строения.

Рис. 8.3  Поперечное сечение плит(размеры в см).

                                                              

Рис. 8.4  Конструкция дорожной одежды: а- в пределах  ездового полотна; б- на тротуаре:1- асфальтобетон s=7 см, g=2,3 т/м3; 2- то же, s=4 см; 3-защитный слой из армированного бетона, s=4 см, g=2,5 т/м3; 4- гидроизоляция, s=1 см,g=1,5 т/м3; 5- цементная  стяжка,  s=3 см, g=2,1т/м3; 6- железобетонная  плита пролетного строения; 7- плитатротуарного блока.

8 НАГРУЗКИ.

Исходные данные:

Автодорожный мост на дороге 2 технической категории пролетом 17,5м имеет габарит

Г- 11,5 и два тротуара по 1,5 м (рис. 8.2). Пролетное строениеобразовано из четырнадцати предварительно напряженных плит, объединенных междусобой в поперечном направлении шпоночными швами (рис. 8.3). Оси опирания наопорные части отстоят от концов плит на 0,3 м. Расчетная схема пролетногостроения- однопролетная балка с расчетным пролетом lp=17,5-2*0,3=16,9 м.

Нагрузка на тротуары моста при учете совместно с другиминагрузками:

Р=3,92- 0,0196l, кПа,

где l- длина загружания.

Расчетные нагрузки.

Расчетные нагрузки представляют собой нормативную нагрузку,умноженную на коэффициент надежности по нагрузке gf :

gf =1,3, для веса выравнивающего, изоляционного и защитного слоев;

gf =1,1, для веса элементов железобетонного пролетного строения;

gf =1,2, для равномерно распределенной нагрузки;

gf =1,5, для тележки при расчетах элементов проезжей части;

gf =1,2, для одиночной оси.

Динамические коэффициенты для нагрузки А 11.

1+m=1+(45-l/135) ,> 1,0

gf =1,0  для НК- 80

gf =1,2  при расчетах тротуаров совместно с другими нагрузками.

1+m=1,3  при l<1,0 м

1+m=1,2  при l> 5,0 м  для нагрузки НК- 80

1+m=1     к нагрузке на тротуарах.

Нагрузки.

Конструкции моста рассчитаны на следующие нагрузки и воздействия:

Постоянные: собственный вес конструкций и воздействие усилияпредварительного обжатия.

Временные: вертикальные от подвижного состава и пешеходов.

Определение нагрузок.

Постоянная нагрузка на пролетное строение состоит из собственноговеса сборных плит длинной 17,5 м, тротуаров, перильной одежды.

Собственный вес одного метра плиты (рис. 8.3) с учетом бетонапродольных швов при плотности железобетона g=2,5 т/м3 [1*0,75-2*0,325*0,3- 2(3,14*0,3252/4)]*2,5 *

*10=9,72 кН/м. В скобках записана площадь поперечного сечения плитыкак площадь прямоугольника минус площадь двух отверстий, каждая из которыхсостоит из площади прямоугольника (второй член) и площади двух полукругов илиодного круга ( третий член).

При четырнадцати плитах по ширине пролетного строения на 1 м егодлины приходится:

9,72*14=136,11 кН/м.

Вес двух тротуаров шириной 1,5 м каждый и перильного ограждения потиповому проекту 2*15=30кН/м.

Общий собственный вес конструкции на всю ширину пролетногостроения

136,11+30=166,11 кН/м.

Принятая конструкция дорожной одежды показана на рис. 8.4(поперечный уклон моста создается за счет уклона ригеля).

Вес дорожной одежды с полной ширины пролетного строения:

асфальтобетон на проезжей части моста и полосах безопасности

0,07*11,5*2,3*10=18,51 кН/м;

асфальтобетон на тротуарах

0,04*1,5*2*2,3*10=2,76 кН/м;

суммарный вес покрытия ездового полотна и тротуаров

18,51+2,76=21,27 кН/м;

защитный слой из армированного бетона

0,04*11,5*2,5*10=11,5 кН/м;

гидроизоляция

0,01*11,5*1,5*10=1,73 кН/м;

цементная стяжка

0,03*11,5*2,1*10=7,25 кН/м;

суммарный вес защитных и выравнивающего слоев

11,5+1,73+7,25=20,48 кН/м.

Распределив всю нагрузку между плитами поровну, получим на однуплиту:

от собственного веса конструкций

 g1=166,11/13,7=12,12 кН/м;

от покрытия ездового полотна и тротуаров

g2=21,27/13,7=1,55 кН/м;

от выравнивающего, изоляционного и защитного слоев

g3=20,48/13,7=1,49 кН/м.

Разделение постоянной нагрузки на три части g1, g2, g3 вызваноразными коэффициентами надежности дляэтих нагрузок.

Временная нагрузка на пролетноестроение для дороги 2 технической категории принимается от автотранспортныхсредств А-11, от толпы на тротуарах и от тяжелых транспортных единиц НК- 800.

Рис. 8.1  Нагрузки на мост Г 11.5 .

                 

Схемы автомобильных нагрузок А 11 ввиде полосы равномерно распределенной нагрузки интенсивностью V=0,98*11 кН/м =0,1*11 тс/м иодиночной тележки с давлением на ось Р=9,81*11 кН =11 тс .

Схема от тяжелой одиночной нагрузки в виде колесной нагрузки (содной четырехосной машины) НК 80 общим весом 785 кН (80 тс).

  9 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИМЕЖДУ ПЛИТАМИ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ.

Метод внецентренного сжатия.

В этом методе наиболее нагруженной всегда является крайняя плитапролетного строения. Линия влияния давления на нее строится по значениямординат под крайними плитами

h=1/n+а12/2Sai2

где n- число плит в поперечном сечении моста, n=14; аi- расстояниемежду центрами тяжести симметричных относительно оси моста плит: а1= 13 м, а2= 11 м, а3= 9 м, а4=7 м,

а5= 5 м, а6= 3 м, а7= 1 м;

Sаi2=132+112+92+72+52+32+12=455.

Ординаты линии влияния давления на крайнюю левую плиту (рис. 9.1,9.2, 9.3):

h1=1/14+132/2*455=0,257;

h1^=1/14-132/2*455=- 0,144.

Коэффициенты поперечной установки определяем для каждого виданагрузки отдельно как сумму ординат линии влияния давления под центрами тяжеститранспортных единиц или полос, для толпы- как ординату под точкой приложенияравнодействующей.

При загружании линии влияния нагрузки устанавливаем в самоеневыгодное положение с учетом габаритов проезда и правил расстановкиавтомобилей. Принятый на пролетном строении габарит Г- 11,5 предусматривает двеполосы движения. Поэтому в нашем случае расчетное число полос нагрузки А- 11-две.

Для нагрузки А- 11 рассматриваем два варианта расстановки.

Первый вариант — расчетные полосы нагрузки смещаются на край проезжей части сминимальным расстоянием 1,5 м от оси крайней полосы безопасности. В этомварианте усилия от нагрузки А- 11 сочетаются с усилиями от толпы на тротуаре.

Рис.9.1 Загружание пролетного строения методом внецентренногосжатия  для нагрузки А- 11 и толпы на тротуаре (размеры в м).

Второй    вариант-две полосы(независимо от габарита моста, предусматривающего более одной полосы движения)устанавливаются на край  ездового полотна с минимальным расстоянием 1,5 м отоси крайней полосы до бордюра (усилия, соответствующие этому положениюнагрузки, учитываются лишь в расчетах на прочность).

Следует помнить, что при определении КПУ для полосовой нагрузки А-11, для всех полос, кроме первой, в качестве множителя к ординатам должен бытьвведен коэффициент s1=0,6, учитывающий возможное неполное загружание полосавтомобилями.

    

Рис. 9.2 Загружание пролетного строения методом внецентренногосжатия для нагрузки А- 11 (размеры в м).

Нагрузка НК- 80 устанавливается на краю проезжей части.

Коэффициенты поперечной установки от двух полос нагрузки А- 11 накраю проезжей части (рис. 9.3):

для полосовой нагрузки

КПУА=0,136+0,6*0,107=0,257;

для тележек

КПУАт=0,136+0,05=0,186.

Рис. 9.3 Загружание пролетного строения по методу внецентренногосжатия для нагрузки НК- 80 (размеры в м).

Коэффициенты поперечной установки от толпы на тротуаре КПУт= 0,264.

Коэффициенты поперечной установки от двух полос нагрузки А 11 накраю ездового полотна (рис.9.2):

для полосовой нагрузки

КПУА= 0,193+0,6*0,107=0,257;
для тележек

КПУАт= 0,193+0,107= 0,3.

Коэффициент поперечной установки от нагрузки НК- 80 на краюпроезжей части (расстояние от равнодействующей до края полосы безопасности 1,75м), КПУК=0,128.

Метод внецентренного сжатия моментом кручения.

По обобщенному методу внецентренного сжатия М.Е.Гибшмана ординатыпод центрами тяжести крайних плит линии влияния давления на крайнюю плитувычисляются по формуле:

h=1/ n± а12/ 2Sа12+4n(К/ П)

где n- число плит в поперечном сечении, n=14; К- прогиб плиты всечении под  единичной силой вызванный этой силой; П- угол закручивания плиты вместе приложения единичного крутящего момента, вызванный этим моментом; К и Попределяются в том же сечении, что и КПУ.

Для середины пролета балки:

К/ П=(1/ 12)*(G Ik/ E I)l2.

Момент инерции поперечного сечения плиты i определяем из условияравенства их площадей и моментов инерции.

Площадь овального отверстия (рис.9.4):

А1=d1h1+(pd2/ 4)=32,5*3+(3,14*32,52/ 4)=1804 см2.

Момент инерции овального отверстия относительно его центральнойоси

x1-x1:

Ix1=d1h13/ 12+2[0,00686 d4+ pd2/8(0,2122d+h1/ 2)2]=32,5*303/12+2[0,00686*

*32,54+3,14*32,52/ 8(0,2122*32,5+30/ 2)2]= 486000см4.

Для прямоугольника  Ix1=bhn13/ 12=A1hn12/ 12,отсюда  hn1=¼12 Ix1/ A1=¼12*

*486000/ 1804= 56,9¿ 57cм.

Приведенное поперечное сечение плиты показано на рис.9.4.

Толщина верхней плиты:

hI^=6,5+(62,5-57/ 2)=9,25 см.

Толщина нижней плиты:

hI=6+(62,5- 57/ 2)= 8,75 см.

Положение центра тяжести плиты относительно ее нижней грани:

Sn=100*752/ 2- 2*32,5*57(8,75+57/ 2)= 143239 см3;

Аn=100*75- 2*32,5*57= 3795 см2;

y =Sn/ An= 143239/ 3795= 37,74 см.

Момент инерции поперечного сечения:

I=100*753/ 12+100*75(75/ 2- 37,74)2- 2[32,5*573/ 12+32,5*57(57/ 2+8,75-

— 37,74)2]= 25,12*105 см4= 25,12*10-3 м4.

Момент инерции кручения определяется для замкнутого коробчатогосечения без учета средней стенки, так как в силу симметрии сечения касательныенапряжения в ней отсутствуют:

Iк=4а12*а22/ [а2/ с2+ а2/ с3+ 2(а1/ с1)],

где а1 и а2- высота и ширина прямоугольника, образованного прямыми,проведенными посередине толщины стенок коробки; с1, с2 и с3- соответственно толщины боковых,нижних и верхней стенок коробки (рис.9.4).

Тогда:

Iк=4*662*87,52/ [87,5/ 8,75+ 87,5/ 9,25+ 2(66/12,5)]= 44,44*105 см4= 44,44*10-3 м4.

Поправка на кручение:

4n(К/ П)=(1/ 3)n(GIk/E I)lp2= (1/ 3)*14(0,42*44,44*10-3/ 25,12*10-3)16,92= 999,63.

Отношение G/ E  принято равным 0,42.

Краевые ординаты линии влияния давления:

h1=1/ 14+ 132/ 2*455+ 999,63= 0,159;

h1^=1/ 14- 132/ 2*455+ 999,63= — 0,017.

Загружание линии влияния производим по описанным выше правилам(рис.9.5).

Коэффициенты поперечной установки от двух полос нагрузки А- 11 накраю проезжей части:

для полосовой нагрузки

КПУА=0,101+ 0,6*0,068=0,142;

для тележек

КПУАт=0,101+ 0,068= 0,169.

Коэффициент поперечной установки от нагрузки НК- 800 на краюпроезжей части    КПУК= 0,098.

Коэффициент поперечной установки от толпы на левом тротуаре

КПУт= 0,161.

Метод Б.Е.Улицкого.

Ведя расчет по этому методу, принимаем, что все плиты в поперечномнаправлении соединены между собой шарнирами, расположенными в уровненейтральной плоскости. Расчленяем пролетное строение на отдельные плиты,проводя вертикальные сечения по шарнирам. Взаимодействие отдельных плит междусобой характеризуется поперечными силами Q (x) в этих сечениях. Закон измененияпоперечных сил вдоль пролета принят в виде:

Q(x)=S•n=1 g sin npx/ l ,

где g=2/ l Sl0Q(x)sin (npx/ l)dx.

Число неизвестных в системе равно числу сечений- в нашем примеретринадцати (рис.9.6).

Для определения их составляется система уравнений, каждое изкоторых выражает равенство кривизн волокон соседних плит в вертикальнойплоскости.

В сечении i:

(Б- Ebцbn/ Glk)gi-1- 2(Б+ Ebц bn/ Glk)gi+ (Б- Ebцbn/ Glk)gi+1=(- Кл+ Кпр)*[1± {El/ Glk}bэbц*

*(np/l)2],

где Б=l2/ n2p2l- характеризует деформации волокон, вызванные изгибом ввертикальной плоскости силами Q(x); bц- расстояние от расчетного сечения доцентра изгиба плиты; bn- расстояние от плоскости действия сил Q(x) до центра изгибаплиты; bэ- расстояние от плоскости действия внешних сил до центра изгибаплиты.

Геометрические характеристики сечения плиты, полученные изпредыдущих расчетов:

I= 25,12*105 см4; Ik= 44,44*105 см4; G/ E= 0,42.

Поскольку поперечное сечение плиты симметрично, то центр изгибаплиты лежит на оси симметрии и bц=bn=bэ= 50 см.

Коэффициенты при неизвестных g вычисляются при

Б= 16902/ n2p2 25,12*105= 0,115/ n2;

Ebцbn/ GIk=502/ 0,42*44,44*105= 0,0014.

Значения грузовых членов определяем исходя из загруженияпролетного строения еденичной равномерно распределенной вдоль пролета нагрузкойq= 1 Н/ см.

При этом:

К= 2 l2q/ n3p3l(1- cos np)= 2*16902*1/ n3p3 25,12*105(1- cos np)= 0,074/ n3(1- cos np)=

=0,147.

При установке экстремальные коэффициенты каждого метода сведены втаблицу 9.1.

Таблица 9.1 Коэффициенты поперечнойустановки, полученные разными методами.

Анализ данных, помещенных в табл. 9.1, показывает, чтокоэффициенты поперечной установки, определенные по методу внецентренногосжатия, оказываются существенно разными по сравнению с определенными другимиметодами. Наибольшее приближение к значениям, полученным по методуБ.Е.Улицкого, основанному на наиболее точных предпосылках, дает методраспределения нагрузки для плитных пролетных строений М.Е.Гибшмана.

При выполнении курсовых и дипломных проектов, если отношениеширины плитного пролетного строения к длине пролета меньше единицы, можнопользоваться методом распределения нагрузки для плитных пролетных строенийМ.Е.Гибшмана либо обобщенным методом внецентренного сжатия.

В сечениях у опор считаем, что каждая из плит воспринимает лишьнагрузку, расположенную непосредственно на ней.

Поскольку расстояния между центрами полос нагрузки А-11 и междуцентрами колес нагрузки НК- 800 превышает ширину одной плиты, то на плитеразмещается лишь одна колея нагрузки или одно колесо и коэффициент поперечнойустановки в этих случаях КПУоп=0,5.

еще рефераты
Еще работы по геодезии