Проект большого путепровода через электрифицированную железную дорогу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Военная академия тыла и транспорта

Имени генерала армии А.В. Хрулева

Кафедра строительства мостов и тоннелей

Дипломный проект

на тему: Проект большого путепровода через электрифицированную железную дорогу

Санкт-Петербург

Содержание

Введение

РАЗДЕЛ I. Анализ исходных данных

1.1 Место строительства

1.2 Инженерно - геологические условия района строительства

1.3 Автомобильная дорога

1.4 Электрифицированная железная дорога

1.5 Выводы из анализа исходных данных

РАЗДЕЛ II. Вариантное проектирование путепровода через электрифицированную железную дорогу

2.1 Выбор вариантов

2.2 Вариантное проектирование

2.2.1 Промежуточные опоры

2.2.2 Береговые устои

2.2.3 Сопряжение путепровода с насыпью

2.2.4 Деформационный шов

2.2.5 Конструкция барьерных и перильных ограждений

2.2.6 Водоотвод

2.2.7 Дорожная одежда

2.2.8 Опорные части

2.2.9 Определение ориентировочной стоимости вариантов

2.3 Сравнение вариантов

РАЗДЕЛ III. Расчет несущих конструкций путепровода

РАЗДЕЛ IV. Общие положения по охране труда

РАЗДЕЛ V. Сметно - финансовый расчет

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Целью дипломной работы является разработка проекта большого путепровода через электрифицированную железную дорогу. Для этого рассмотрим два варианта путепровода (с использованием типовых конструкций), сравним их стоимостные показатели (стоимость материалов и конструкций, стоимость строительных работ, трудозатраты на возведение) и проведем необходимые расчеты конструкций на соответствие действующим на них нагрузкам.

Рост числа автомобилей и других транспортных средств, увеличение скоростей их движения ведут к необходимости создания разветвленной сети дорог с эстакадами, путепроводами и многоярусными транспортными пересечениями.

Путепроводом называют мостовое сооружение через автомобильную, железную дорогу или улицу, призванное повысить эффективность использования транспорта.

По способу изготовления конструкций железобетонных эстакад и путепроводов их можно разделить на монолитные, сборно-монолитные и сборные. Монолитные сооружения выполняют из бетона, укладываемого в опалубку непосредственно на месте строительства. Сборно-монолитные конструкции образуются из сборных элементов и монолитного бетона, объединяющего эти элементы в одно целое.

Сборные эстакады и путепроводы полностью выполняют из заранее изготовленных элементов. Монолитный бетон может использоваться и в этом случае для заполнения швов, стыков, но его объем в несколько раз меньше объема сборного.

Металлические эстакады и путепроводы монтируют из элементов заводского изготовления, применяя соединения на сварке или болтах.

Выбор способа производства работ по возведению сооружений зависит от местных условий планировки, наличия строительного оборудования, климатических условий и других факторов.

В эстакадах и путепроводах применяют такие конструкции, как многопролетные плитные, плитно-ребристые и коробчатые пролетные строения балочно-неразрезной и рамной систем. С целью повышения безопасности движения под сооружениями и улучшения архитектурных достоинств в качестве опор для несущих конструкций применяют стойки, обеспечивающие точечное опирание. Одной из особенностей современного мостостроения является связь конструктивных решений пролетных строений с технологией изготовления и монтажа.

Требования предъявляемые к путепроводам

Путепроводы являются ответственными инженерными сооружениями и к ним предъявляется ряд требований.

Производственно-эксплуатационные требования сводятся к обеспечению удобного и безопасного движения через путепровод и под ним. Конструкции пролетных строении и опор должны быть рациональными для изготовления и возведения, а так же удобными в эксплуатации.

Расчетно-конструктивные требования направлены на обеспечение прочности, жесткости и устойчивости конструкций моста в течении всего срока службы. Сооружения и его элементы должны быть стойкими против воздействия воды, температуры и т.д.

Экономические требования состоят в необходимости проектирования конструкций, требующих наименьших затрат средств и материалов на строительство при возможно меньшей трудоемкости работ по возведению сооружения.

Пролеты путепроводов и свободная высота под ними должна определяться шириной пропускаемой дороги и габаритами проезда под ним. Пролеты путепровода не предназначенные для пропуска под ними движения должны быть меньшей длины, чем пролет соответствующий габаритам под путепроводом для пропуска транспортных средств.

В соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84 все металлические конструкции мостовых сооружений должны быть заземлены, если они находятся на расстояниях ближе 5м от контактной сети на постоянном токе и менее 10м от контактной сети на переменном токе. В обоснованных случаях на городских и автодорожных мостах, расположенных в населенных пунктах, по согласованию с эксплуатирующей мост организацией или заказчиком допускается прокладка кабельных линий высоковольтных электропередач, при условии обеспечения безопасности работ по текущему содержанию моста. Так же должны быть заземлены железобетонные и бетонные конструкции, поддерживающие контактную сеть.

При проектировании путепроводов через пути электрифицированной железной дороги над контактной сетью следует предусматривать устройство ограждающих и предохранительных щитов (сеток) высотой 2,0м. Допускается применение с каждой стороны путепровода горизонтальных щитов (сеток) длиной не менее 1,5м.

РАЗДЕЛ I. Анализ исходных данных

1.1 Место строительства

Северо-запад России, Ленинградская область. Пересечение автомобильной дороги и электрифицированной железной дороги.

1.2 Инженерно-геологические условия района строительства

Грунты района строительства представлены на рис.1

Рис.1.1 Условное обозначение грунтов

На рис.1.1 цифрами обозначены:

1 - песок мелкозернистый;

2 - суглинок пылеватый, тугопластичный;

3 - суглинок пылеватый, мягкопластичный;

4 - суглинок пылеватый, тугопластичный;

5 - суглинок пылеватый, полутвердый;

6 - глина полутвердая и твердая;

Песок мелкозернистый с включениями галечника: сыпучие грунты, связи между зернами которых отсутствуют и их сопротивление сдвигу практически зависит только от внутреннего трения между частицами, что и определяет несущую способность грунта. Внутреннее трение зависит от крупности зернового состава, плотности и влажности. Так как в состав грунта входят галечниковые включения данный вид грунта может быть отнесен к крупнообломочным (количество частиц крупнее 10мм составляет более 50%), основания сложенные такими грунтами относятся к вполне надежным.

Глина пылеватая: в таких грунтах сопротивление сдвигу обусловлено не только внутренним трением, но так же сцеплением и связанностью между его частицами. Даже небольшое присутствие частиц глины в грунте (в следствии большой удельной поверхности и активности во всех физико-химических процессах) придает ему способность переходить из твердого состояния в пластичное при изменении влажности. Наличие пылеватых частиц снижает прочностные характеристики грунта (пылеватые частицы уменьшают межмолекулярные силы, т.е. для перехода из твердого состояния в текучее требуется меньшее количество воды). Слой пылеватой глины соприкасается с пластом мелкозернистого грунта (обладающего достаточно большой водопропускной способностью), а значит, может иметь повышенную влажность.

Суглинок мягкопластичный: обладает схожими с пылеватой глиной свойствами. К использованию таких грунтов в качестве оснований следует относиться с осторожностью. Несмотря на достаточно большую несущую способность, изменение количества воды в грунте (происходящее достаточно медленно) и процессы ползучести приводят к возникновению осадок и кренов которые нарастают с течением времени (такие осадки часто неравномерны). Положительным свойством глин является так же их способность не пропускать воду.

1.3 Автомобильная дорога

Путепровод проектируется на автомобильной дороге общего пользования II технической категории. В соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85 автомобильная дорога II технической категории имеет следующие нормативы, представленные в таблице 1.

Таблица 1.Технические характеристики автомобильной дороги II категории

Дорожная одежда и тип покрытия назначаются в зависимости от технической категории автомобильной дороги. Конструкция дорожной одежды состоит из покрытия и дорожного основания, которое устраивается из нескольких слоев (рис 1.2). Для дороги II технической категории принято асфальтобетонное покрытие.

Рис.1.2 Конструкция дорожной одежды на подходах к путепроводу.

1.4 Электрифицированная железная дорога

Перегон представляет собой участок двух путной электрифицированной железной дороги, схема которой представлена ниже (рис 1.3). Высота железобетонной опоры контактной сети 9,6м. Высота насыпи 0,5м. общая высота 10,5м., ширина пути с опорами контактной сети 12,5м.

Рис.1.3 Схема электрифицированной железной дороги.

1.5 Выводы из анализа исходных данных

Таким образом на основе проведенного анализа имеющихся исходных данных можно сделать следующие выводы о требованиях, которым должен удовлетворять проектируемый путепровод.

Для обеспечения требуемой скорости движения на автомобильной дороге продольный уклон проезжей части не должен превышать 40%, а габарит в соответствии с требованиями приложения 1 СНиП 2.05.03-84 соответствовать Г-11,5 ( с шириной проезжей части составляющей 7,5м).

Расчетная нагрузка для проектируемого путепровода А-11 (колесная нагрузка (одной четырехосной машины) НК-80 общим весом 785 кН(80тс)) представлена на рис 1.4.

Рис.1.4 Схема нагрузки от подвижного состава

Для обеспечения пропуска железнодорожного транспорта под пролетом путепровода подмостовой габарит должен составлять не менее высоты опор контактной сети железной дороги (не мене 10м), а с учетом требований правил технической эксплуатации железных дорог РФ (минимального приближения элементов сооружений к линиям электропередачи) не менее 12м. А длина пролетного строения не менее 15м.

В качестве материала пролетных строений могут быть использованы как железобетонные, так и металлические конструкции (в этом случае при расстоянии до контактной сети менее 5м необходимо заземление элементов).

РАЗДЕЛ II. Вариантное проектирование путепровода через электрифицированную железную дорогу

2.1 Выбор вариантов

Проектирование путепровода начинается с технико-экономического обоснования необходимости строительства сооружения. В городских эстакадах, путепроводах или многоярусных транспортных пересечениях технико-экономическое обоснование основано на необходимости исключить потери от простоя транспорта на перекрестках, перерасход горюче-смазочных материалов, дополнительный износ резины и дорожной одежды на участках торможения, потери времени пассажиров, затраты на устройство и содержание оборудования для регулирования движения и др. Строительство пересечения в разных уровнях считается целесообразным, если срок его окупаемости не превышает 10 лет.

После выявления необходимости строительства сооружения составляют его рабочий проект, являющийся первой стадией проектирования, на которой определяют такие данные, как ширина несущей конструкции, ее пролеты, вид материала, и тип конструкции, методы организации строительства, его трудоемкость и сметную стоимость. На этой же стадии решаются общие вопросы по планировке сооружения.

Важнейшим компонентом рабочего проекта является вариантное проектирование, обеспечивающее сравнение вариантов сооружения по расходу материалов, стоимости и трудоемкости их возведения. После выбора планировочного решения определяют рациональные пролеты несущей конструкции и приближенную стоимость вариантов. Следует заметить, что принятое планировочное решение часто оказывает существенное влияние на выбор типа несущей конструкции.

Для получения по вариантам расходов материалов и стоимости обычно используют укрупненные показатели расходов на единицу объема или веса, а также единичные расценки в соответствии с действующими нормативными документами.

Для проведения технико-экономического сравнения выберем 2 варианта путепровода. Каждый из которых должен удовлетворять требованиям полученным в результате анализа исходных данных (уклоны, длина пролетных строений, подмостовой габарит).

2.2 Вариантное проектирование

Вариант №1.

Схема варианта: 1924 м, L = 456,00 м.

Конструкция пролетного строения состоит из балок двутаврового сечения с предварительно напрягаемой арматурой для мостов и путепроводов под нагрузку А-11 и НК-80, l = 24 м.Балка разработана Союздорпроектом - (Серия 3.503.1-81, Инв. №1318/1-4, ТУ-35-842-87.)

Рис.2.1 Балка двутаврового сечения с предварительно напрягаемой арматурой

Характеристика балки:

Длина, м 24

Толщина, м 1,20

Ширина

Обьем, м3 14,7

Масса, т 36,8

2.2.1 Промежуточные опоры

В качестве промежуточных опор запроектированы столбчатые опоры на свайном основании и на буронабивных столбах. В верхней части опоры расположен ригель. Ригель выполняется из монолитного железобетона. Стойка опоры - также из монолитного бетона. Стойки располагаются вертикально. Фундамент под опоры предусмотрен в виде свай, которые опускаются в грунт, до опирания на грунт достаточной прочности.

Сваи - сечением 40х40 см., длиной 14 м.

Буронабивные столбы - O1,7 м. с уширением 3 м, длиной 16 м.

Рис.2.2. Опоры путепровода

2.2.2 Береговые устои

В качестве береговой опоры запроектирован устой козлового типа. Устой состоит из насадки, шкафной стенки, откосных крыльев, стаканов, ростверка и свай. Насадка, блоки шкафной стенки и откосные крылья запроектированы из сборного железобетона М 200. Стыки сборных элементов омоноличиваются бетонным раствором. Стойки в устое принимаются размером 400400 мм из сборного железобетона. Вдоль эстакады приняты 2 ряда стоек, один ряд стоек устраивается с наклоном 1:2 для улучшения восприятия устоем давления от насыпи. Стойки нижним концом замоноличиваются с помощью бетонного раствора в стаканы из сборного железобетона. В свою очередь стаканы объединены монолитной плитой ростверка, объединяющей сваи для их совместной работы.

Рис.2.3 Береговые устои

2.2.3 Сопряжение путепровода с насыпью

Одним из наиболее важных требований к сопряжению путепровода с насыпью является обеспечение плавности перехода от насыпи к мосту. Этому способствует устройство одинакового покрытия на мосту и подходах. Кроме того, надо обеспечить плавность перехода от упругих деформаций насыпи и пролётного строения, как по величине деформаций, так и по скорости проистечения.

Это достигается путём переходных участков в виде переходных плит, отмосток и подушек из щебёночного и песчаного материала. Переходные плиты одним концом опираются на выступы шкафной стенки, а другим на железобетонный лежень. Плиты укладывают с уклоном 1:10 в сторону насыпи и закрепляют штырями. Под плитой устаивают подушку из дренирующего слоя.

Рис.2.4 Сопряжение путепровода с насыпью

2.2.4 Деформационный шов

Конструкцию деформационных швов MAURER D80 применяют в мостах с железобетонными, сталежелезобетонными и стальными пролетными строениями на различных пересечениях (прямых и косых, при этом угол косины не ограничен) в районах с температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки (обеспеченность 0,98 по СНиП ХХШ-01-99) минус 50С. Деформационный шов с резиновым компенсатором изготавливается на заводе как в 100%-ной готовности, не требующей доводки на монтаже, так и в неполной заводской сборке со стыковкой отдельных секций шва на монтаже в соответствии с требованиями заказчика (потребителя). Окаймление шва анкеруют в монолитном бетоне концевого участка пролетного строения моста или приваривают к стальной конструкции пролетного строения.

Рис.2.5 Деформационный шов MAURER D80

2.2.5 Конструкция барьерных и перильных ограждений

Тротуар пролетного строения -- часть мостового полотна, предназначенная для безопасного движения пешеходов.

Тротуары и барьерные ограждения (Ограждение--конструктивный элемент мостового полотна, устраиваемый на границах ездового полотна, предназначенный для предотвращения съезда транспортных средств за его пределы на ограждение). В настоящей работе из барьерных ограждений рассмотрены только наиболее эффективные для мостовых сооружений - полужесткие ограждения, причем акцент сделан на отечественные барьерные ограждения, в основном разработанные на базе стандартных конструкций, прошедших всесторонние исследования.

Рис.2.6 Барьерное ограждение на базе ГОСТ 26804-86.

Перильное ограждение представляет собой блок металлических элементов, выполненный по типовым проектам. Верхний элемент блока выполнен из трубы диаметром 764 мм, нижний -- из уголка 100638, соединение на сварке этих элементов выполняется при помощи круглых стержней диаметром 26 мм с шагом 150 мм. Прикрепление перильных блоков к тротуарам осуществляется с помощью приварки их к закладным планкам. Поверхности перил и металлических ограждений должны защищаться от коррозии масляной краской или органосиликатными материалами.

Рис.2.7 Перильное ограждение пешеходных тротуаров

2.2.6 Водоотвод

Элементы железобетонных конструкций, находящиеся под воздействием атмосферных осадков, сравнительно быстро приходят в негодность: бетон разрушается, арматура коррозирует. Для предохранения железобетонных конструкций мостов и путепроводов, помимо гидроизоляции, устраивают водоотвод с поверхности ездового полотна и тротуаров. В зависимости от объема атмосферных вод и условий отвода применяют различные способы водоотвода. Если под мостовым сооружением не находятся никакие конструкции, то применяют неупорядоченный отвод воды через тротуары. В данном случае примем упорядоченный отвод воды в определенных местах через водоотводные трубы, которые крепятся с помощью специальных кронштейнов на опорах. Вода по трубам стекает в колодцы ливневой канализации.



Рис.2.6 Устройство водоотвода

2.2.7 Дорожная одежда

Дорожная одежда устраивается для выполнения следующих функций: защита конструкций от механического воздействия, защита конструкций от действия атмосферной влаги, гидроизоляция, обеспечение комфорта движения.



Рис.2.7 Дорожная одежда: 1 - асфальтобетон, 2 - защитный слой, 3 - гидроизоляция, 4 - выравнивающий слой, 5 - плита проезжей части.

Одежда ездового полотна располагается на железобетонной плите проезжей части и состоит из выравнивающего слоя, гидроизоляции, защитного соя изоляции и покрытия. Выравнивающий слой под гидроизоляцию устраивают из бетона или цементно-песчаного раствора толщиной 30 мм. По выравнивающему слою устраивают оклеечную гидроизоляцию из рулонных материалов. Над оклеечной гидроизоляцией (10 мм) устраивают защитный слой из цементно-песчаного раствора (40 мм). Этот слой защищает гидроизоляцию от возможных повреждений. Защитный слой армируют стальной сеткой. Покрытие одежды ездового полотна выполняют из асфальтобетона (7см).

2.2.8 Опорные части

Опорные части передают опорные реакции от несущей конструкции на опоры в заданном месте. Кроме того, опорные части обеспечивают поворот и линейное смещение балок пролётного строения при их прогибе от действия подвижных нагрузок, а также от продольных и поперечных смещений концов балок, возникающие в результате температурных деформаций пролётного строения.

Линейные и угловые перемещения обеспечиваются резиновыми опорными частями. Типоразмер РОЧ - 304010,9 мм. Габаритные размеры: ширина h=300 мм, длина l=400 мм, высота h=109мм.

Силы трения по контакту с бетоном опор и пролётных строений исключают смещение опорной части по этим плоскостям, поэтому перемещение происходит только за счёт поперечных деформаций в опорной части. Опорная часть составлена из 8 слоёв резины и 9 металлических прокладок толщиной 3 мм. Масса РОЧ составляет 37,9 кг. Армирование резины в процессе её вулканизации увеличивает её несущую способность в 3-5 раз за счёт сокращения поперечных и продольных деформаций.

Рис.2.8 Опорные части

Вариант №2.

Схема варианта: 1733 м, L = 561,00 м.

Конструкция пролетного строения состоит из балок двутаврового сечения с предварительно напрягаемой арматурой для мостов и путепроводов под нагрузку А-11 и НК-80, l = 33 м.

Рис.2.7 Балка двутаврового сечения с предварительно напрягаемой арматурой

Характеристика балки:

Длина, м 33

Толщина, м 1,5

Ширина

Обьем, м3 23,9

Масса, т 59,8

Конструкция тротуаров, барьерных ограждений, аналогична 1 варианту.

Конструкция перил аналогична 1 варианту.

Конструкция опор аналогична 1 варианту.

Конструкции деформационного шва, водоотвода, сопряжения моста с насыпью, дорожной одежды ездового полотна, береговых устоев и опорных частей принимаются аналогично 1 варианту.

2.2.9 Определение ориентировочной стоимости вариантов

Приближённо считаем, что стоимость образуется только за счёт цены материала. К расчёту принимаются старые цены, для перехода к настоящим ценам умножаем сумму по каждому варианту на коэффициент к=15. Из этих соображений составлены следующие таблицы.

Вариант 1.

№ п/п	Наименование	Ед. измерения	Стоимость ед. измерения	Объём работ	Общая стоимость в руб.
1	Покрытие проезжей части	м2	64	1655	105920
2	Покрытие тротуаров	м2	32	331	10592
3	Перильные ограждения	м	240	331	79440
4	Тротуарные блоки	м3	146	463,4	67656,4
5	ПС с: преднапряжённой арматурой каркасной арматурой	м3 м3	390 310	315,84 263,56	123177,60 81703,60
6	Деформационные швы	м	48	100,8	4838,4
7	Опорные части	шт	250	48	14500
8	Промежуточные опоры: Тело опоры Буровые столбы, сваи	м3 м3	160 230	131,37 90,46	24960,0 20805,80
9	Устои	м3	160	210,1	33616

У= 567209,8

С учётом к=15: У= 8508147,0

Вариант 2.

№ п/п	Наименование	Ед. измерения	Стоимость ед. измерения	Объём работ	Общая стоимость в руб.
1	Покрытие проезжей части	м2	64	1725	110140
2	Покрытие тротуаров	м2	32	450	14400
3	Перильные ограждения	м	240	300	72000
4	Тротуарные блоки	м3	146	463,4	67656,4
5	ПС с: преднапряжённой арматурой каркасной арматурой	м3 м3	390 310	631,68 56,48	246355,20 17508,8
6	Деформационные швы	м	48	100,8	4838,4
7	Опорные части	шт	250	50	12500
8	Промежуточные опоры: Тело опоры Буровые столбы, сваи	м3 м3	160 230	152,0 84,46	24320 19425
9	Устои	м3	160	210,1	33616

У=622759,80

С учётом к=15: У=9341397,0

2.3 Сравнение вариантов

Экономический показатель.

Наиболее дешёвым получился 1 вариант. Поэтому наиболее лучшим является вариант 1 из балок двутаврового сечения с предварительно напрягаемой арматурой.

Технический показатель.

В 1,2 варианте предусматривается разрезная система. Такие системы устойчивы к деформациям, вызванным осадкой опор, хорошо работают на восприятие временных нагрузок.

Производственный показатель.

Положительная черта 1,2 варианта - сборка пролётных строений ведётся в специально отведённых для этого местах - заводах, конструкции перевозятся целиком и монтируются на месте кранами с колёс, это практично и экономично. Во 2 варианте использует меньше опорных частей и деформационных швов - это положительный факт.

Эксплуатационный показатель.

2 вариант имеет преимущество с точки зрения количества опорных частей и деформационных швов. Их меньше чем в остальных вариантах, что облегчает эксплуатацию моста, но длина пролетного строения больше, чем в 1 варианте.

Эстетический показатель.

С точки зрения архитектурной выразительности наиболее приемлем 1 и 2 вариант. В 1-м оси опор симметричны и увеличиваются от середины к концам моста, как и во втором 2-й имеют строго симметричные размеры: все пролеты равные.

Таблица сравнения вариантов

Показатель	1 вариант	2 вариант
Экономический	-	-
Технологический	+	+
Производственный	+	+
Эксплуатационный	+	-
Эстетический	+	+

Вывод: Наиболее выгодным по этим данным считаем 1 вариант.

РАЗДЕЛ III. Расчет несущих конструкций путепровода

3.1 Общие указания

Несущие конструкции и основания мостов и труб необходимо рассчитывать на действие постоянных нагрузок и неблагоприятных сочетаний временных нагрузок. Расчеты следует выполнять по предельным состояниям.

Временные нагрузки от подвижного состава (транспортных средств) автомобильных дорог, следует вводить в расчет с соответствующими динамическими коэффициентами.

При одновременном учете действия на сооружение двух или более временных нагрузок расчетные значения этих нагрузок следует умножать на коэффициенты сочетаний, меньше или равные единице.

Конструкции пролетных строений мостов, как правило, следует рассчитывать как пространственные, а при условном расчленении их на плоские системы приближенными методами, выработанными практикой проектирования, и учитывать взаимодействие элементов между собой и основанием.

Усилия в элементах конструкций мостов и труб, для которых в нормах не указаны методы их расчета с учетом возникающих неупругих деформаций, допускается определять в предположении упругой работы принятой расчетной схемы.

Величины напряжений (деформаций), определяемые в элементах конструкций при расчетах сооружений в стадии эксплуатации и при строительстве, а также величины напряжений (деформаций), определяемые расчетами в монтажных элементах или блоках при их изготовлении, транспортировании и монтаже, не должны превышать расчетных сопротивлений (предельных деформаций), установленных в нормах по проектированию соответствующих конструкций мостов и труб.

Нагрузки и воздействия. Сочетания нагрузок

Номер нагрузки (воздействия)	Нагрузки и воздействия	Номер нагрузки (воздействия), не учитываемой в сочетании с данной нагрузкой (воздействием)
	А. Постоянные
1	Собственный вес конструкций	-
2	Воздействие предварительного напряжения (в том числе регулирования усилий)	-
3	Давление грунта от веса насыпи	-
4	Гидростатическое давление	-
5	Воздействие усадки и ползучести бетона	-
6	Воздействие осадки грунта	-
	Б. Временные
	От подвижного состава и пешеходов
7	Вертикальные нагрузки	16, 17
8	Давление грунта от подвижного состава	16, 17
9	Горизонтальная поперечная нагрузка от центробежной силы	10, 16, 17
10	Горизонтальные поперечные удары подвижного состава	9, 11, 12, 16-18
11	Горизонтальная продольная нагрузка от торможения или силы тяги	16, 17
	Прочие
12	Ветровая нагрузка	10, 14, 18
13	Ледовая	11, 14, 16, 18
14	Нагрузка от навала судов	11-13, 15-18
15	Температурные климатические воздействия	14, 18
16	Воздействие морозного пучения грунта	7-11, 13, 14, 18
17	Строительные нагрузки	7-11, 14, 18
18	Сейсмические	10, 12-17

Расчёт плиты проезжей части.

Цель расчёта - произвести армирование плиты проезжей части по величине расчётного изгибающего момента и проверить прочность принятого сечения.



Это пространственная конструкция, в которой 8 главных балок, объединённых для совместной работы с плитой проезжей части.

Рассмотрим плиту проезжей части, которая как бы опирается на вертикальные рёбра. Рисуем опорные части упруго деформирующиеся.

Отбросим упруго перемещающиеся опорные части, получим:

Заменим неразрезную конструкцию разрезной, получим:

Моп=0,7?0,8 М0

Мпр=0,5·М0

Упрощая расчётную схему реального пролётного строения к расчёту плиты проезжей части, принимаем разрезную статически определимую балку с расчётным пролётом, равным расстоянию между внутренними гранями главных балок. Рассчитывая простейшую статически определимую систему, мы определяем усилия в ней от постоянных и временных нагрузок, а затем с помощью принятых коэффициентов переходим к результатам для более сложной неразрезной системы.

Расчёт плиты проезжей части на постоянные нагрузки.

Расчётная схема.

Постоянные нагрузки для расчёта проезжей части - это нагрузка от веса самой плиты и от веса дорожной одежды.

Мq=q·lпл2/8

Таблица 2. Постоянные нагрузки на 1 м плиты.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м	гf	Расчётная нагрузка, кН/м
Асфальтобетон; д=7 см, г=23 кН/м3 Защитный слой из армированного бетона; д=4 см, г=25 кН/м3 Гидроизоляция; д=1 см, г=15 кН/м3 Выравнивающий слой; д=3 см, г=21кН/м3 Ж/б плита; д=15 см, г=25 кН/м3	1,61 1,00 0,15 0,63 3,75	1,5 1,3 1,3 1,3 1,1	2,42 1,3 0,2 0,82 4,13

У=7,14 У=8,9

Расчётный момент в середине плиты проезжей части:

Мq=(8,9·1,56пл2)/8=2,70 кН·м.

Нормативный момент в середине плиты проезжей части:

Мqн=(7,14·1,56пл2)/8=2,17кН·м.

Расчёт плиты проезжей части на временную нагрузку (А11 и НК-80).

Поставим одно колесо в самое невыгодное положение - в середину пролёта.

b1=b+2·hд.о.=0,8+2.0,15=1,1 м	a1=a2+2·hд.о; a=a1+1/3хlпл=a2+2·hд.о+1/3хlпл=0,2+2.0,15+1/3.1,56=1,02 Т.к a=1.02<2/3Lпл=1.04=> принимаем а1=1,04 м

Тогда распределённая нагрузка:

Qk=100/(a1·b1)=100/(1,1·1,04)=87,41 кН·м2.



щ=2·(Ѕ·(0,13+0,39)·0,55)=0,286 м2

Определим величину изгибающего момента в середине пролёта плиты от нагрузки НК-80. Для расчётного момента необходимо принять динамический коэффициент и коэффициент надёжности по нагрузке для НК-80.

Динамический коэффициент принимаем по интерполяции: (1+м)нк=1,27;

л=1,56;

гfнк=1.

Вычислим расчётную нагрузку в середине пролёта от НК-80:

Мнк=(1+м)нк·гfнк·qk·щ=1,27·1·87,41·0,286 = 31,75 кН·м.

Вычислим нормативную нагрузку в середине пролёта от НК-80:

Мнкн=qk·щ=87,41·0,286 = 25,0 кН·м.

Определим перерезывающую силу в опорном сечении:



Qq+l=(q·lпл)/2+(1+м)нк·гfнк·(Pk/a1)·y=(8,854·1,56)/2+1,27·1· · (100/1,2) ·0,62 = 73,73 кН.

А-11.

b1=b+2·hд.о.=0,6+0,3=0,9 м	a1=a2+2·hд.о=0,2+2.0,15=0,5м; a=a1+1/3хlпл=0,5+1/3·1,56 =1,02 Т.к a=1.02<2/3Lпл=1.04=> принимаем а1=1,04 м

щ=2·(Ѕ·(0,165+0,39)·0,9/2)=0,250 м2.

Интенсивность полосовой нагрузки на 2 колеса qпол=11 кН/м, на одно колесо - 5,5 кН/м. Интенсивность этой нагрузки на 1 м2:

Qполпл=qпол/2b1=11/(2·0,9)=6,11 кН/м2.

Для расчётного момента необходимо принять динамический коэффициент и коэффициент надёжности по нагрузке для А-11.

(1+м)=1+=1+=1,32;

л=1,56;

гfА=1,2; для qпоп

гfат=1,5 для q

Давление одного колеса тележки создаёт интенсивность нагрузки, которую мы определяем по формуле:

Qат=Рат/(a1·b1)=55/(1,04·0,9)= 58,76 кН/м2.

Вычислим расчётный момент от одного колеса нагрузки А-11 в середине пролёта:

МА11 = (1+м)А11·щ·(гfат·qат+гfа·qполпл) = 1,32·0,25· (1,5·58,76 + 1,2·6,11) = 31,51 кН·м.

Вычислим нормативный момент от одного колеса нагрузки А-11 в середине пролёта:

МА11н=(qат+qполпл)·щ=(58,76+6,11)·0,250= 16,22 кН·м.

Расчёт плиты на воздействие двух колёс нагрузки А11.

а=1,04м, b1=0.9м

щ=

Расчётный момент от двух колес нагрузки А-11:

МА11=(1+м)А11·щ·(гfат·qат+гfа·qполпл)=1,32·0,304(1,5.58,76+1,2.6,11) = 38,71 кН·м.

Нормативный момент от двух колес нагрузки А-11:

МА11н=(qат+ qполпл)·щ=(58,76+6,11)·0,304= 19,72 кН·м.

Определим перерезывающую силу в опорном сечении от двух колес нагрузки А-11 и постоянной нагрузки:

Qq+A=(q·lпл)/2+(1+м)А11·гfат·Pат·У(Yi/ai)+(1+м)А11· гfа·qпол· УYi= =(8,85·1,46)/2+1,32·1,5·54·(0,79/0,99)+1,32·1,2·5,4·0,79= 98,54 кН.

Определим суммарный расчётный момент в середине пролёта плиты:

М1=Мq+Мk=2,70+31,75=34,45 кН·м;

М1=Мq+МA111=2,70+31,51=34,21 кН·м;

М1=Мq+МA112=2,70+38,31=41,01 кН·м.

Выбираем наибольший момент:

М0=41,01кН·м=Мmax - расчётный момент.

Определим суммарный нормативный момент в середине пролёта плиты:

М1н=Мqн +Мkн=2,17+25,0 =27,17 кН·м;

М1н =Мqн+МA11н1=2,17+16,22=18,39 кН·м;

М1н =Мqн+МA11н2=2,17+19,72=21,89 кН·м.

Выбираем наибольший момент:

Мmaxн=21,89 кН·м.

Момент опоры.

Моп=0,8·Мmaxр=0,8·41,01= 32,81 кН·м;

Мопн=0,75 Мmaxн=0,8·27,17= 21,74 кН·м.

Момент пролёта.

Мпр=0,5Мmaxр =0,5·41,01= 20,51 кН·м;

Мпрн=0,5Мmaxн=0,5·27,17= 13,58 кН·м.

Расчёт плиты проезжей части на стадии эксплуатации.

Расчёт проводим по 1 группе предельных состояний. Для расчёта принимаем класс бетона В-40, Rb=20 МПа, Rbn=29 МПа (по таблице23 СниП 2.05.03-84 «Мосты и трубы»). Расчётное сопротивление арматуры класса А-II, Rs=265 МПа, Rsn=300 МПа (по таблице 31 СниП 2.05.03-84 «Мосты и трубы»). Диаметр рабочих стержней плиты принимаем 12 мм. При толщине плиты h=15 см определяем рабочую высоту сечения плиты, принимая величину рабочего слоя бетона д=2 см.



Hd=15-2-1,2/2=12,4см;

Расчёт плиты проезжей части на стадии эксплуатации производится на 1 п.м. Сечение плиты в середине пролёта. Расчётный момент для плиты в середине пролёта равен М0=20,51кНм в середине пролёта, для него определяем количество арматуры в нижней зоне плиты, работающей на восприятие момента.

Общая площадь арматуры

(Ориентировочно получим hd.0.875=z)

Атр=Мпр/(0,875·hd·Rs)=20,51·102/(0,875·12,4·26.5)=7,13см2.

Зная требуемое количество арматуры и диаметр одного стержня, находим количество стержней на 1 п.м. плиты:

Площадь одного стержня: Аст=(3,14·1,22)/4=1,13 см2.

Требуемое количество стержней:

n= Атр/Аст=7,13/1,13=6,3

принимаем 6 стержней.

Фактическая площадь арматуры: Аs=1,13·6= 6,78 см2.

Проверка принятого армирования.

уS = 15,5·v(Rbn·b·hd/As) = 15,5·v(29·100·12,4/6,78)=1128.825МПа, что больше Rsn=300МПа.

b=100 см - ширина плиты.

Rbn=29 МПа - нормативное сопротивление бетона на сжатие.

Шаг стержней:

w=b/n=100/6=16,7 см.

Для первого расчётного случая определим высоту сжатой зоны сечения по формуле:

x=(Rs·As)/(Rb·b)=(26,5·6,78)/(2,0·100)=0,9см < 0,7·hd=0,7·12,4=8,68см.

Условие выполняется.

Определим несущую способность сечения:

Мпред = Rb·b·x·(hd - 0,5·x) = 2·100·0,9·11,95 = 2151 кН·см

Z=hd-x/2=12,4-6,9/2=11,95см

Мпред=2151 кН·см > Мпр=2051 кН·см. Условие выполняется.

Расчёт опорного сечения.

Проводим расчёт аналогично изложенному выше. Количество стержней будет больше, так как действует больший изгибающий момент.



Hd=15-2-1,2/2=12,4;

Расчётный момент опоры

Определяем необходимое количество стержней арматуры в верхней части плиты.

Атр=Мопр/(0,875·hd·Rs)= 32,81·102/(0,875·12,4·26,5)= 9,56 см2.

Площадь одного стержня:

Аст=(3,14·1,22)/4=1,13 см2.

n=Атр/Аст=11,4 /1,13=10стержней.

Площадь принятого количества стержней:

Аs=1,13·10=11,3 см2.

Проверка принятого армирования.

у = 15,5·vRbn·b·hd/As = 15,5·v29·100·12,4/11,3=874.384МПа, что больше RSH = 300 МПа.

b=100 см - ширина плиты.

Rbn=29 МПа - расчётное сопротивление бетона на сжатие.

Шаг стержней:

w=b/n=100/10=10,0 см.

Высота сжатой зоны:

x=(Rs·As)/(Rb·b)=(26,5·11,3)/2·100=1,5см<0,7·hd=8,68см.

Определим несущую способность сечения:

Мпред = Rb·b·x·(hd - 0,5·x) = 2·100·1,5·(12,4-0,5·1,5)=3495 кН·см

Мпред=34,95 кН·м>

Расчётная прочность при действии поперечной силы:

Q=0,3·Rb·b·hd=0,3·200·12,4=738 кН

Q=738 кН >Qоп=83,66 кН.

Проверка несущей способности бетона по перерезывающей силе:

Q=0,75·Rb·b·hd=0,75·1,25·100·12,4=115,31 кН

Q=115,31 кН >Qоп=83,66 кН.

Расчёт плиты на трещиностойкость.

Радиус взаимодействия:

r= b·d=6·1,4=8,4 см.

Площадь взаимодействия:

Ar=100·(2+(1,4/2)+8,4)=1110 см2.

Радиус армирования:

Rr=Ar/(в·n·d)=1110/(1·10·1,4)=113,27 см

Ш=1,5·?Rr=1,5·?113,27 = 15,96cм0,5

уs=MопH/Asz, где z=hd-0,5x=12,3-1,46·0,5=11,57, тогда

уs=118,9МПа.

Ширина раскрытия трещин:

б=(уs·ш)/E=(118,9·15,96)/(2,06·105) = 0,009, что больше ?доп=0,02.

Условие выполнено.

Расчёт главной балки пролётного строения с каркасной арматурой.

Расчёт пролётного строения на постоянные нагрузки выполняется на 1 п.м. пролётного строения, он производится с учётом расчёта от собственного веса несущей конструкции, которая является первой частью постоянной нагрузки и с учётом второй части постоянной нагрузки - веса дорожной одежды, тротуарных блоков, перильных ограждений.

Таблица 3. Постоянные нагрузки на 1 м плиты

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м	гf	Расчётная нагрузка, кН/м
1	2	3	4
Асфальтобетон; д=7 см, г=23 кН·м3 Покрытие тротуаров; д=2 см, г=23 кН·м3 Защитный слой из армированного бетона; д=4 см, г=25 кН·м3 Гидроизоляция; д=1 см, г=15 кН·м3	18,515 1,38 14,5 2,175 9,14	1,5 1,5 1,3 1,3 1,3	27,77 2,07 18,85 2,83 11,88
1	2	3	4
Выравнивающий слой; д=3 см, г=21 кН·м3 Вес тротуарного блока Вес перильного ограждения Главные балки пролётного строения: крайние, Р=9,8кН/м средние, Р=9,06кН/м Продольные швы	9,34 3,76 19,6 54,36 13,13	1,1 1,1 1,1 1,1 1,1	10,27 4,136 21,56 59,80 14,44

У=145,9 У=173,61

Нормативная нагрузка: Qгл.б.н=145,9/8=18,24 кН·м.

Расчётная нагрузка: Qгл.б.=173,61/8=21,70 кН·м.

Определим расчётные и нормативные нагрузки, приходящиеся на 1 главную балку пролётного строения.

Определим изгибающий момент в середине пролёта главной балки от постоянной нагрузки:

Мl/2=(q·lр2)/8

Lp = 24-0,6 = 23,4 м

Мс.в. = (21,70·23,42)/8 = 1485,25 кНм;

Мс.в.н = (18,24·23,42)/8 = 1248,43 кНм.

Расчёт главной балки на воздействие временной нагрузки.

Определим КПУ методом внецентренного сжатия. КПУ определяет долю временной нагрузки на 1 главную балку.

Нагрузка НК-80.

Эта нагрузка устанавливается в поперечном сечении пролётного строения по одной расчётной схеме, когда одна колонна автомобилей располагается в пределах проезжей части.

з=1/n ± a2max/(2·Уai2); КПУ=1/2*зi, где

amax - расстояние между крайними балками, amax=12,6м

n - количество балок,

ai - расстояние между осями главных балок

з1=1/8+12.62/2.272.16=0,42;

з2=1/8-12.62/2.272.16=-0,17.

КПУ=(з1+з2)/2=(0,28+0,16)/2=0,22.

Определим КПУ=

Определим величинну изгибающего момента в середине пролёта главной балки от нагрузки НК 80. Для расчёта примем динамический коэффициент и коэффициент надёжности по нагрузке для НК-80.

(1+м)=1,1; л=17.4 м, гf=1

Расчётный изгибающий момент:

Мнкp=(1+м)нк·гfнк·КПУНК·P·(y1+y2+y3+y4)=1·1.1·0.22·(3.75+4.35+3.75+3.15) ·200=726 kH·м

Нормативный изгибающий момент:

Мнкн=КПУНК·P·(y1+y2+y3+y4)=0,22·200(3,75+4,35+3,75+3,15)=660 kH·м

Определим суммарный момент от собственного веса и от НК 80:

М1p= Мс.в+Мнк=1485,25+726=2211,25 кН·м;

Мн1= Мнс.в+Мннк=1248,43+660=1908,43 кН·м.

Нагрузка А11.

В данном случае нагрузка А11 приближена к бордюру, при этом не учитывается поперечная нагрузка на тротуары.



Ординаты для построения линий влияния такие же, как в предыдущем примере.

Вычисляем КПУ для тележки и полосовой нагрузки отдельно.

КПУ тел=(1/2)·Уyi; КПУ а=(1/2)·У(yк+0,6·yi);

КПУ тел=

КПУа=

Определим величинну изгибающего момента в середине пролёта главной балки от нагрузки А 11. Для расчёта примем динамический коэффициент и коэффициент надёжности по нагрузке для А 11.

(1+м)=1+(45-17,4)/135=1,2; л=17.4м

гfат=1,3

гfа=1,2

щ=1/2.17,4.4,35=37,85 м2.



Расчётный изгибающий момент:

Ма11p=(1+м)(гfат·КПУат·Pат·(y1+y2)+ гfа·КПУа·qполпл·щ) = =1,2·(1,3·0,49·110·(4,35+3,6)+1,2·0,42·11·37,85)=920,28 kH·м

Нормативный изгибающий момент:

Ма11н=КПУат·Pат·(y1+y2)+КПУа·qполпл·щ 0,49·110· (4,35+3,6) + 11·0,42·37,85=603,37 kH·м

Определим суммарный момент от собственного веса и от НК 80:

М2p= Мсв+Ма11р=1485,25+920,28=2405,53 кН·м;

Мн2= Мнсв+Ма11н=1248,43+603,37=1851,8 кН·м.

Нагрузка А11 с учетом толпы на тротуарах.

В данном случае нагрузка А11 устанавливается на проезжей части, не заезжая на полосу безопасности, при этом учитывается нагрузка толпы на тротуар.

КПУ ат=;

КПУ а=;

КПУ т=0,44.

Рт=3,92-0,196.17,4=3,57 кН.

Т=1,5м

1+м=1,2

гfат=1,3

гfа=1,2

щ=1/2.17,4.4,35=37,85 м2.

Расчётный изгибающий момент:

Ма11+тp=(1+м)(гfат·КПУат·Pат·(y1+y2)+гfа·КПУа·qполпл·щ)+гfт·КПУт·Pт·щ·т=1,2·1,3·0,32·110·(4,35+3,6)+1,2·0,28·11·37,85)+1,2·0,44·3,57·1,5·37,85=711,44КH·м.

Нормативный изгибающий момент:

Ма11н = КПУат·Pат·(y1+y2) + КПУа·qполпл·щ + КПУт·Pт·щ·т= =0,49·110·(4,35+3,6)+11·0,42·37,85+0,44·3,57·1,5·37,85=485,6 kH·м.

Определим суммарный момент от собственного веса и от НК 80:

М2p= Мсв+Ма11+тр=1485,25+711,44=2196,44 кН·м;

Мн2= Мнсв+Ма11+тн=1248,43+485,6=1734,03 кН·м.

Выбираем наибольший момент:

Mmaxp=2196,44 кН·м.

Расчёт главной балки на стадии эксплуатации.

Рабочую арматуру главных балок принимаем периодического профиля класса А-II O 32 мм, класс бетона В40 Rb=20МПа,Rs=265МПа (по СниП 2.05.03-84 `Мосты и трубы').



Принимаем рабочую высоту сечения:

H'd=0,87·hб=0,87·1,05=0,919 м;

Определяем требуемую площадь сечения рабочих стержней, полагая, что высота сжатой зоны совпадает с толщиной проезжей части.

Атр = 1,1 ·Мрасч /(Rp ·(hd - 0,5 ·hf) = 1,1 ·1741,52·105/(265 ·(91,9 - 0,5 ·15)) = 85,65 см2.

Площадь одного стержня: Аст=(3,14·3,22)/4=8,04 см2.

Требуемое количество стержней:

n=Атр/Аст=85,65/8,04=10,7 принимаем 12 стержней.

Фактическая площадь арматуры: Аs=8,04·12=96,48 см2.

hd=hб-?yi/I=hб-z;

y1=a+d/2=2+1,6=3,6;

y2=y1+d=3,6+3,2=6,8;

y3=y2+d=6,8+3,2=10;

y4=y3+2d=10+2.3,2=16,4;

y5=y4+d=16,4+3,2=19,6;

y6=y5+d=19,6+3,2=22,8;

Определим рабочую высоту hd=105-13,2=91,8см.

Определим высоту сжатой зоны, предполагая, что нейтральная ось проходит в ребре по формуле:

x=(Rs·As-Rb·(bпл-b)·hпл)/(Rb·b)=(265.96,48-20·(130-16)·15)/(20·16)=-26,98 см < 0.

Нейтральная ось проходит в плите:

х=(Rs·As)/(Rb·bпл)=(265·96,48)/(20·130)=9,83 см.

Определим несущую способность сечения:

Мпред=Rb·bпл·x·(hd-0,5·x)=2·130·9,83·(91,8-0,5·9,83)=2220,6кН·м;

Мпред=2220,6кН·м > Мрmax= 1741,52 кН·м.

Условие выполняется следовательно количество стержней арматуры удовлетворяет требованиям.

Расчёт главной балки на перерезывающую силу.

При определение максимальной поперечной силы для средней части пролёта, КПУ определяем по обобщенному методу внецентренного сжатия, а у опор по методу рычага.

Анализируя эпюры можно сказать, что максимальное значение КПУ:

КПУоп1к=(1/2)·0,631 =0,315;

КПУоп2к=(1/2)·(0,369+0,131)=0,250;

КПУоп3к=(1/2)·0,869=0,435;

КПУопнкmax=0,435.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определим величину перерезывающей силы от НК-80.

Расчётное значение перерезывающей силы.

Qнк=(1+м)нк·гfнк·Рнк·У(КПУнк(оп.)i·yi), где гfнк=1,2; (1+м)нк=1,1.

Qнк=1,2·1,1·196·(1·0,435+0,931·0,324+0,859·0,223+0,793·0,220)=285,28 кН.

При этом значение перерезывающей силы должно находится в диапазоне

0,6Rbtbho=0,6·210=126<Q=285,28<. 2,5Rbtbho=2,5·210=525.

Условие выполняется.

Расчёт на трещиностойкость сечения в середине пролёта.

Расчёт на трещиностойкость производится из условия ограничения раскрытия трещин для арматуры периодического профиля:

z=hd-x/2=95,08-6,68/2=91,74 см;

Ar=16·(14,8+6·3,2)= 544 см2;

Rr=Ar/(в·n·d)= 544/(0,75·8·3,2)= 28,33 см;

ш=1,5?28,33=7,98;

у=977,65·103/64,32/91,74=165,68МПа.

Ширина раскрытия трещин:

б=(уs·ш)/E=(165,68·7,98)/(2,06·105)=0,00642<?=0,02.

Условие выполнено.

Расчет промежуточной опоры путепровода

На рис. 2.2 приведена схема промежуточной опоры, на которую опираются пролетные строения с типовыми железобетонными балками длиной 24 и 33 м. Рассматривается сочетание временных нагрузок, при котором подвижная нагрузка АК располагается на обеих полосах соседних пролетных строений, примыкающих к промежуточной опоре. На опору действует сила торможения и ветровая нагрузка вдоль путепровода. Постоянные нагрузки учитываются с коэффициентами надежности .

Требуется определить расчетные усилия в сечении опоры по обрезу фундамента.

Вертикальную расчетную нагрузку на опору в сечении 1-1 (при коэффициенте сочетаний = 0,8) определим из выражения:

а горизонтальную расчетную нагрузку на опору найдем по формуле

,

где: Т и W- соответственно тормозная и ветровая нагрузки на опору с учетом коэффициентов сочетания нагрузок = 0,7 и = 0,25;

QТ - вертикальная нагрузка соответственно от веса над фундаментной части опоры;

- вертикальное давление на опору от постоянных нагрузок соответственно с левого и правого пролетов;

- то же, от временных нагрузок,

при этом:

- коэффициенты надежности;

- погонная нагрузка соответственно от веса балок пролетного строения, покрытия и тротуаров первого пролета (слева от опоры);

- площади участков линии влияния опорного давления.

В нашем случае для пяти восьми балок (в поперечном сечении) длиной по 24 м и весом по 275 кН каждая, расположенных слева от опоры, нормативная погонная нагрузка с учетом бетона омоноличивания (шов омоноличивания 0,2х0,3 м) составит:

кН/м.

Остальная нормативная постоянная нагрузка принимается от веса покрытия проезжей части шириной 9 м (асфальтобетонного слоя толщиной 0,07 м; защитного слоя толщиной 0,04 м; гидроизоляции толщиной 0,01 м; выравнивающего слоя средней толщиной 0,08 м) и тротуаров шириной по 1 м (при высоте тротуарных блоков 0,6 м, имеющих конструкцию, позволяющую с учетом перил принять коэффициент сплошности сечения равным 0,5).

Нормативная погонная нагрузка от веса двух тротуаров шириной по 1 м и веса перил тогда ориентировочно может быть принята равной:

кН/м.

Расчетная погонная нагрузка от веса покрытия проезжей части при осредненном удельном весе материалов, составляющих покрытие, равном 23 кН/м3, при ширине проезжей части 9 м составит:

кН/м.

Тогда давление на опору от постоянной расчетной нагрузки левого пролета составит:

кН.

(Отметим, что давление на опору от веса покрытия и тротуаров и величине довольно значительно и составляет 47% от полной постоянно нагрузки.)

Погонная нормативная нагрузка от веса восьми балок длиной по 33 м при весе одной балки 365 кН с учетом бетона омоноличивания балок по плите составит:

кН/м.

Тогда давление на опору от постоянной расчетной нагрузки с правого пролета будет равно:

кН.

Расчетную временную вертикальную нагрузку на опору с правого (большего) пролета определим по формуле:

где: - коэффициенты надежности соответственно для равномерно распределенной нагрузки ( = 1,2), для тротуарной временной грузки ( = 1,2), для тележки ( = 1,2);

- динамический коэффициент, определяемый по формуле (п. 2.22 СНиП [1]):

, где:

- длина загружения линии влияния опорного давления;

здесь ,

- интенсивность соответственно равномерно распределенной временной нагрузки АК (на одну полосу , кН/м) и пешеходной нагрузки (на один тротуар, кПа);

-- коэффициент полосности (при загружении двух полос тележками = 2, а при загружении двух полос равномерно распределенной нагрузкой = 1,6);

- площадь участка линии влияния опорного давления для правого пролета;

- ординаты линии влияния опорного давления под осями тележки (y1 = 1, y2 = 0,93);

Р - осевая нагрузка двухосной тележки, равная кН;

bтр - ширина тротуара.

Пешеходную нагрузку на тротуарах pтр принимаем по выражению:

,

здесь:

кПа

В нашем случае:

кН;

кН.

Суммарная временная нагрузка составит 848,4 + 252,8 = 1101,2 кН.

Нормативная горизонтальная нагрузка от сил торможения (см. п. 2.20 СНиП [1]) принимается равной 50% от равномерно распределенной вертикальной нагрузки, т. е.

кН/м.

Тогда расчетную тормозную нагрузку на опору с одной полосы при определим по формуле:

,

Она будет равна:

кН.

По СНиП [1] нагрузка Т должна быть не менее кН и не более кН, т.е. в пределах от 85,8 до 270 кН, здесь К - класс нагрузки (в нашем случае К=11).

Расчетную ветровую нагрузку, действующую на опору вдоль моста, определим по формуле:

,

где: W1 и W2 - ветровая продольная нагрузка соответственно на пролетное строение и тело опоры (по СНиП [1] продольная ветровая нагрузка на транспортные средства не учитывается);

-- коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,4.

Нагрузка W1 при расчете промежуточных опор прикладывается в уровне центров опорных частей.

Продольная ветровая нагрузка определяется в зависимости от давления ветра поперек моста. Принято, что на пролетное строение действует продольная сила, равная 20% от поперечной, а на опору действует сила, равная поперечной.

В соответствии с п. 2.24 СНиП [1] примем нормативную ветровую нагрузку равной 0,59 кПа. Тогда получим:

кН;

кН.

Расчетная ветровая нагрузка на опору вдоль моста, таким образом, будет равна: 4,6+ 5,0 = 9,6 кН.

Вес надфундаментной части опоры определим исходя из ее геометрических размеров:

путепровод электрифицированная железная дорога

кН.

Следовательно, расчетная вертикальная нагрузка на опору в сечении 1-1 от постоянных и временных нагрузок составит:

кН.

Горизонтальная расчетная нагрузка на опору вдоль оси моста от торможения подвижной нагрузки и продольного ветра при учете коэффициентов сочетания временных нагрузок будет равна:

, кН.

Изгибающий момент в сечении 1-1 опоры определится выражением:

,

где: - эксцентриситеты приложения вертикальных сил (опорных реакций) относительно оси опоры соответственно с правого и левого пролета (в нашем случае м);

hоп - высота опоры от центра шарнира опорной части до сечения 1-1.

Подставив значения найденных величин, получим:

кНм.

Таким образом, в сечении 1-1 опоры расчетные усилия составляют:

кН;

кНм;

кН.

Проверка прочности бетонного сечения опоры

Требуется проверить достаточность принятых размеров сечения тела опоры, выполненной из бетона класса В20.

Усилия в сечении по обрезу фундамента равны:

N1-1 = 46018 кН; М1-1 = 4871,7 кНм; G1-1 =382,1 кН.

Высота опоры от обреза фундамента до центра опорной части составляет 12,61 м.

Приведем сечение обтекаемой формы к прямоугольному с высотой h и шириной b (при этом ).

Величину br найдем в зависимости от эксцентриситета вертикальной силы, определяемой для данного сочетания временных нагрузок выражением:

.

Порядок работ следующий:

Определяем e0:

Находим коэффициент С, который равен:

,

(h - толщина опоры);

В зависимости от этой величины определяем



(r - радиус закругления поперечного сечения опоры), после чего устанавливается приведенная ширина опоры

,

где: b0 - расстояние между центрами закруглений сечения опоры.

Значения коэффициента k определяются в соответствии с таблицей.

Таблица 3. Определение значения коэффициента k

	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25	0,30	0,35	0,40	0,45	0,50
k	0,275	0,414	0,510	0,585	0,643	0,692	0,726	0,755	0,774	0,785

В условиях рассматриваемого примера:

,

, тогда

по таблице k = 0,785

Следовательно:

м,

Откуда

м.

При расчете внецентренно сжатой опоры прямоугольного сечения прочность обеспечивается при соблюдении условия:

,

где x: - высота сжатой зоны, определяемая по формуле:

.

При эскизных расчетах жестких опор можно считать . Более точно для прямоугольного сплошного сечения можно принять по формуле:

,

здесь:

.

Отсюда высота сжатой зоны сечения опоры равна:

м,

и, значит, несущая способность бетонного сечения N, составит:

мН,

что значительно больше, чем величина продольного усилия в сечении 1-1 опоры (N = 46018 кН = 46 мН). Таким образом, прочность бетонного сечения опоры обеспечена.

РАЗДЕЛ IV. Общие положения по охране труда в строительстве

Организация и выполнение работ в строительном производстве, промышленности строительных материалов и строительной индустрии должны осуществляться при соблюдении законодательства Российской Федерации об охране труда (далее -- законодательства), а также иных нормативных правовых актов, установленных перечнем видов нормативных правовых актов, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 23 мая 2000 г. № 399 «О нормативных правовых актах, содержащих государственные нормативные требования охраны труда»:

-строительные нормы и правила, своды правил по проектированию и строительству;

-межотраслевые и отраслевые правила и типовые инструкции по охране труда, утвержденные в установленном порядке федеральными органами исполнительной власти;

-государственные стандарты системы стандартов безопасности труда, утвержденные Госстандартом России или Госстроем России;

-правила безопасности, правила устройства и безопасной эксплуатации, инструкции по безопасности;

-государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы, гигиенические нормативы, санитарные правила и нормы, утвержденные Минздравом России.

В случаях применения методов работ, материалов, конструкций, машин, инструмента, инвентаря, технологической оснастки, оборудования и транспортных средств, по которым требования безопасного производства работ не предусмотрены настоящими нормами и правилами, следует применять соответствующие нормативные правовые акты по охране труда субъектов Российской Федерации, а также производственно-отраслевые нормативные документы организаций (стандарты предприятий по безопасности труда, инструкции по охране труда работников организаций).

Требования охраны и безопасности труда, содержащиеся в нормативных правовых актах субъектов Российской Федерации и производственно-отраслевых нормативных документах организаций, не должны противоречить обязательным положениям настоящих норм и правил и других нормативных правовых актов, содержащих государственные требования охраны труда.