n= , (5.8)

где R_y–расчетное сопротивление стали растяжению, кН/см²;

m – коэффициент условия работы [8].

Расчет поперечных балок оголовка опор выполняется по Рисунку 5.2 б, г. Расчетная поперечная нагрузка прикладывается к поперечной балке с эксцентриситетом е относительно середины пролета балки:

е = 0,5 (B₁-B) = 0,5·(8-7,5) = 0,25 м.

Поперечными балками оголовка являются пакетные конструкции, которые изготавливаются из сварных двутавров высотой 1040 мм, длиной 8000 и 11920 мм. Характеристика балок: момент инерции I = 404433 см ²,момент сопротивления W=7778 см ³.

Расчетный изгибающий момент с учетом эксцентриситета приложения нагрузки

M_n = 0,5 ( ), (5.9)

Из условия прочности ≤ , при m = 1, получим W_x = .

Расчет оголовка:

1. Сочетание № 1

В связи с тем, что в данном сочетании нагрузок отсутствует работа домкрата, расчетная схема принимает вид (Рисунок 5.2 б).

= γ_fP_уз = = 5513 кН;

М_n =0,5·5513·( ) = 129200кН·см;

W_x = = = 4379 см³<7700 см³,

что говорит о возможности использования в виде поперечных балок ростверка сварных двутавровых балок верхнего ростверка опоры из стали 15ХСНД с высотой 1040 мм.

1. Сочетание №2

Р_уз = = 4341,36 кН,

В связи с тем, что в данном сочетании нагрузок отсутствует работа домкрата, расчетная схема принимает вид (Рисунок 5.2 б).

= γ_fP_уз = 1,3·4341,36 = 5643,77 кН;

М_n =0,5·5643,77·( ) = 132200 кН·см;

W_x = = = 4484 см³<7700 см³,

что говорит о возможности использования в виде поперечных балок ростверка выбранный в предыдущем сочетании вариант.

1. Сочетание №3

В данном сочетании расчет ведется по расчетной схеме Рисунка 5.2 а.

Р_уз = 0,5·1326,12+ = 1326,12 кН,

В данном сочетании нагрузок рассчитывается продольная вспомогательная балка.

= 1,3·1326,12 = 1723,9 кН;

М_n = = 86198 кН·см;

∑W_x = = 2921,96 см³,

Для удобства постановки монтажных клеток и их устойчивости подбираем двутавр такого типа, что бы их было не менее двух - 30Ш2 с W_x = 827 см³ и высотой 295мм.

n = 3,98 шт.

Округляем до целого 4 штуки.

V₃ в первом и во втором сочетании в несколько раз больше V₃ в 3-ем сочетании нагрузок. Следовательно расчет поперечных балок производить нет необходимости.

Таким образом:

монтажные клетки – металлические,

вспомогательные продольные балки – двутавр 30Ш2,

поперечные балки – сварной двутавр из стали 15ХСНД высотой 1040 мм (часть элемента П-4).

Целью расчета временной опоры, является определение количества и характеристики элементов временной опоры.

Расчет стоек временной опоры выполняется по расчетной схеме, приведенной на Рисунке 5.3.

Рисунок 5.3. – Расчетная схема промежуточной опоры

Наиболее загруженными сечениями стоек временной опоры являются сечения, примыкающие к обрезу фундамента. Расчетные усилия в стойках определяют по формуле

N_c = + , (5.10)

где W_j – приходящаяся на временную опору расчетная горизонтальная нагрузка от давления поперечного ветра на пролетное строение и кран W₁ и полная расчетная горизонтальная нагрузка от давления поперечного ветра на опору W₂, кН;

Q – расчетный вес временной опоры, кН;

n_c – общее количество стоек в опоре;

n_p – количество рядов стоек [8].

Расчет стоек временной опоры:

1. Сочетание №1

В связи с тем, что данное сочетание отрицает воздействие ветровой нагрузки, то мы не учитываем расчетную горизонтальную нагрузку от давления поперечного ветра, а значит

N_c = = = 555,645 кН< [N_c] = 1000 кН;

Q = Q₁ + γ_f = 68 + 1,1·369,39 = 473,9 кН,

где Q₁ – вес строительных двутавров и мелкого строительного оборудования, кН;

–вес металлоконструкций, кН.

1. Сочетание №2

N_c = + = 672,053 кН < [N_c] = 1000 кН;

W₂ = γ_fb_опH_оп ω φ = 1·2·15,74·0,38·0,5 = 5,98 кН,

где b_оп – ширина опоры, м;

Н_оп – высота опоры, м;

φ – коэффициент заполнения.

1. Сочетание №3

N_c = + = 295,68 кН < [N_c] = 1000 кН.

Устойчивость конструкций временных вспомогательных сооружений и устройств против опрокидывания следует рассчитывать по формуле:

М_оп ≤ М_уд, (5.11)

где М_оп – момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота конструкций, кН·м;

М_уд – момент удерживающих сил относительно той же оси, кН·м;

к_н – коэффициент надежности;

m – коэффициент условий работы.

Расчетная схема, для определения устойчивости против опрокидывания изображена на Рисунке 5.4.

Рисунок 2.4 – Расчетная схема для расчетов на устойчивость против опрокидывания

Расчет на опрокидывание для опоры №3

g = = 38,5 кН/м;

Р_к =1,1·(449,54+342) = 897,314 кН;

V₃ = + = 5604 кН;

М_уд = 0,5Bγ_fg(V+Q) = 0,5·10·0,9·(5604+473,9) = 27354 кН·м;

М_оп = γ_fω(W₁H₁+ W₂H₂) = 1,4·(170,087·26,24+5,98·7,87) = 6314,203 кН·м;

6324,2 кН·м< · 27354 = 23623,9 кН·м.

Расчет на опрокидывание для опоры №2

g= 38,5 кН/м;

Р_к =1,1·(325+302) = 689,7 кН;

V₂ = + = 2866,80 кН;

М_уд = 0,5Bγ_fg(V+Q) = 0,5·10·0,9·(2866,80+689,7) = 15030кН·м;

W₁ = + = 80,73 кН

М_оп = γ_fω(W₁H₁+ W₂H₂) = 1,4·(80,73·26,24+3,716·7,87) = 3188,75 кН·м;

3188,75 кН·м< · 15030 = 12980,4 кН·м.

Проверки на опрокидывания выполняются.

Расчет усилия в анкере ведется на последней стадии монтажа, так как в этом случае сочетание нагрузок наиболее невыгодно.

Массу пригруза при монтаже пролетного строения определяют из условия обеспечения устойчивости системы против опрокидывания в продольном направлении (устойчивости положения). Расчетная схема представлена на Рисунок 5.5. Формула для определения устойчивости (5.1)

Рисунок 5.5. – Расчетная схема для расчета анкера

М_оп = 0,5gL² + P_к(L-d) + P_т(L-0,5d) + W_1пр0,5Н + W_2кр( h_к + Н),

где W_1пр – расчетная горизонтальная продольная ветровая нагрузка на пролетное строение, кН,

W_1пр = 0,6W_пр = 0,6wL = 0,6·1,569·127,4 = 65,74 кН;

W_2пр – то же на кран от продольного ветра, кН,

W_2пр =0,6 γ_fωH_кркL_кр = 0,6·1·1,569·10·0,38·0,3 = 12,015 кН.

М_оп = 0,5·75,8·36,4²+897,314·(36,4-9,1)+24,2·(36,4-0,5·9,1) + +65,74·0,5·26,24+12,015·( ·10+26,24) = 88503,89кН.

М_уд = γ_пМ_оп ,

где γ_п – коэффициент перегрузки.

М_уд = 1,1·88503· = 102478кН.

N_A = (М_уд – γ_f 0,5g’ a²),

где γ_f – коэффициент надежности;

g^’–расчетный вес 1 м собираемого пролетного строения, подкрановых путей, людей, приспособлений и инструмента, кН/м

g^’ = = = 68,9 кН/м,

где п – коэффициент перегрузки.

N_A = ·(102478 - 0,9·0,5·68,9·18,2²) = 2145,93 кН.

5.3. Расчет пирса для поперечной передвижки пролетных строений.

5.3.1. Общие сведения о пирсах.

Под пирсами понимаются парные опорные сооружения для размещения на них, поперечной передвижки по ним и перестановки пролетных строений с них на плавучие или капитальные опоры.

Пирсы, предназначенные для перестановки (перегрузки) пролетных строений на плавучие опоры именуются (условно) «береговые», а предназначенные для перестановки (передвижки) на капитальные опоры - «речные» (условно). Длина «береговых» пирсов должна обеспечивать возможность заводки между ними плавучих опор для снятия с пирсов пролетных строений при рабочем горизонте воды с учетом его колебания и запасом глубины под днищем плавучих опор не менее установленного. В целях сокращения длины пирсов и для защиты их от воздействия льда, при возможности производства дноуглубительных работ, следует устраивать ковш. Уклон подводной части откосов ковша следует принимать в зависимости oт грунта в пределах 1:3 - 1:5 [8].

При значительной высоте моста или длине перекатки (на мелководье) береговые пирсы следует сооружать в низком уровне. Перекатку пролетных строений в этом случае производят:

а) в проектном уровне на специальных перекаточных опорах, являющихся концевыми частями сборочных подмостей;

б) в низком уровне на тележках (катках) или специальными передвижными подъемниками. Подъемка пролетных строений с тележек в уровень перевозки на плаву осуществляется подъемниками, сооружаемыми в конце пирсов.

«Речные» пирсы для перекатки на опоры пролетных строений, смонтированных в пролете параллельно оси моста, следует располагать под опорными узлами пролетных строений, как правило, с низовой стороны от капитальных опор. Сопряжение пирсов с капитальными опорами должно обеспечивать плавный, без толчков, переход катков или тележек с пирса на опору, для чего пирсам должен быть придан строительный подъем, компенсирующий их деформации под нагрузкой.

На суходоле «речные» пирсы могут располагаться под промежуточными (не опорными) узлами пролетных строений. В этом случае передвинутое по пирсам на проектную ось пролетное строение, переставляется на капитальные опоры с помощью домкратов.

Конструкция пирса может предусматривать размещение накаточного пути под один конец пролетного строения - одиночный пирс, или под концы пролетных строений двух смежных пролетов - совмещенный пирс.

Поперечные размеры пирсов определяются количеством накаточных путей (одиночный или совмещенный пирс) и условиями обеспечения их поперечной устойчивости под действием вертикальных и горизонтальных нагрузок.

Отметка верха пирсов назначается с учетом конструкции накаточного пути, перекаточных и подъемных устройств, упругих деформаций конструкций пирсов и накаточных путей и должна быть увязана с отметкой сборочных подмостей и отметками установки пролетных строений на плавучих или капитальных опорах.

Свайный фундамент низких пирсов рекомендуется перекрывать металлическими балками, а при значительных нагрузках железобетонной монолитной плитой.

Конструкция пирсов должна предусматривать возможность установки на них домкратов для поддомкрачивания пролетного строения при установке его на накаточном пути и снятия с него.