Проект капремонта путепровода на 6 км ПК 7 железнодорожной ветки Нерюнгри-НГРЭС (Проект капремонта путепровода на 6 км ПК7 железнодорожной ветки Нерюнгри - НГРЭС), страница 13

– положение центра тяжести стального сечения, м

(В.1)

– положение центра тяжести железобетонной плиты, м

(В.2)

– расстояние между центрами тяжести стального сечения и железобетонной плиты, м

(В.3)

– момент инерции стальной части сечения, м⁴

(В.4)

– моменты сопротивления, м³

(В.5)

Таблица В.2

Геометрические характеристики объединенного сечения пролетного строения

В.2.3 Предельно допустимая временная нагрузка для бетона плиты

Предельно допустимая временная нагрузка для бетона плиты определяется по формуле

(В.6)

Результаты расчета приведены в таблице

В.2.4 Определение класса пролетного строения

Переход к классам по прочности выполняют согласно методологии, принятой в Руководстве по определению грузоподъемности[15]. Класс пролетного строения определяют по формуле

(В.7)

Результаты расчета приведены в таблице 3.3

Таблица В.3

Величина эталонной нагрузки и класс плиты балластного корыта по грузоподъемности

В.2.5 Расчет элементов усиления

В.2.5.1 Нагрузки и воздействия

Определение расчетных нагрузок производилось в соответствии с требованиями [1]. Расчет конструкций выполнен с учетом полного востановления стыка Постоянные нагрузки, приходящиеся на одну балку пролетных строений были взяты непосредственно из типового проекта инв. №739 института «Гипротрансмост», 1969 г. [16]. В соответствии с техническим заданием в качестве расчетной временной нагрузки принята эквивалентная нагрузка мостов II категории [15].

В.2.5.2 Методика расчета

Стыки плит балластного корыта усиливаются путем установки металлических накладок, перекрывающих швы омоноличивания плиты, работающих только на временные нагрузки. Исходя из конструктивных особенностей толщина накладок для пролетных строений Lp = 23.0 м составила 12 мм, для пролетных строений Подбор толщин листов усиления производился исходя из требований обеспечения прочности наиболее нагруженного сечения и допускаемых прогибов в середине пролета, а также с учетом расчета по грузоподъемности, выполненном в п 5.

В качестве расчетного наиболее нагруженного сечения было принято сечение стыка в середине пролета для пролетного сечения расчетной длинной 23.0 м. Дополнительно проверялась количество и диаметр высокопрочных болтов для элементов усиления.

В.2.5.3 Расчет по прочности

Расчет по прочности элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, выполнялся согласно п.4.26 [17] по формуле

, (В.8)

где М – момент для расчетов по прочности в рассматриваемом сечении, определяемый как максимальный момент от действия постоянных и временных нагрузок определяется согласно [17] и схемы по формуле

для сечения 1-1

_,(В.9)

где временная вертикальная нагрузка действующая на консоль плиты, определяется по формуле

, (В.10)

для сечения 2-2

_{, (В.11)}

где условный балочный изгибающий момент, определяется по формуле

_{, (В.12)}

где временная вертикальная нагрузка действующая на центральную часть плиты, определяется по формуле

, (В.14)

для сечения 3-3

_{, (В.15)}

а - коэффициент, учитывающий ограниченное развитие пластических деформаций в сечении и зависящий от соотношения площадей элементов балки, принимаемый по таблице 61 [1] и равный а=1,26;

- момент сопротивления усиленного участка железобетонной плиты балластного корыта относительного нейтральной оси, определяемый согласно схеме,

Результаты расчетов приведены в таблице В.4

Таблица В.4

Расчетные значения изгибающих моментов возникающих в плите балластного корыта

Таким образом, величины расчетных напряжений при расчете на прочность усиленных сечений не должны превышать

т/м²

По результатам расчетов приведенных в приложении условие прочности выполняется

В.2.5.4 Расчет необходимого количества болтов для соединения элементов усиления

Для расчетов принимаем высокопрочные болты диаметром 27мм из стали марки ст.10Х по ГОСТ 22356—77, согласно [2, 9]

Определение требуемого количества высокопрочных болтов в элементе производится по формуле 228 [1]:

, (В.14)

Рисунок В.2 – Расчетная схема для определения внутренних усилий: а — для участка плиты со свободными консолями; б – для центрального участка плиты с упруго защемленными концами

где m_b1 - коэффициент условий работы соединения, принимаемый по таблице 81 [18] равный m_b1=1;

n_s - число контактов в соединении n_s=2;

N - продольная сила, определяемая по формуле:

, (В.15)

где - напряжения в поясе балки, определяемое по формуле

, (В.16)

Q_bh - расчет усилия, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом (одним болтоконтактом), определяется по формуле 226 [1]:

, (В.17)

где – коэффициент трения, принимаемый по таблице 57 [2], (при обработке контактных поверхностей пескоструйным способом) = 0.58;

– коэффициент надежности, принимаемый по таблице 83 [18], (при обработке контактных поверхностей пескоструйным способом) = 1.184.

Р – усилие натяжения высокопрочного болта определяется по формуле 227 [1]:

(В.18)

где R_bh – расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению, определяемое по формуле 139 [18];

m_bh – коэффициент условий работы высокопрочных болтов при натяжении их крутящим моментом, равным 0,95.

, (В.19)

где R_bun – наименьшее временное сопротивление высокопрочных болтов разрыву. Для стали ст. 40Х R_bun = 110000,

- площадь поперечного сечения высокопрочного болта, определяется по формуле

, (В.20)

Таблица В.5

Расчетные значения для подбора количества болтов соединения

3.2.6 Результаты расчета

В результате проведенных расчетов были подобраны толщины накладок усиления, перекрывающих швы омоноличивания плит балластного корыта. Кроме этого получено необходимое число болтов прикрепления накладок, и определены усилия, приходящиеся на листы усиления и на один болтоконтакт.

Для элементов усиления принимаем металлические накладки толщиной 12 мм., в связи с конструктивными особенностями стыка балластного корыта ширина элементов усиления составляет 240 мм. Очертания полностью повторяют пролетное строение по форме. Для элементов усиления используется сталь ст. 10ХСНД. Все сварные швы выполнены конструктивно согласно [1] ручным способом и типом соединения стык в стык. Для соединения элементов усиления используются высокопрочные болты типа 110ХЛ диаметром 27 мм. из стали ст.40Х. Гайки применяются из стали ст. 40Х, а шайбы из стали ст. 40. Расстояния между болтами подобранны с учетом шага рабочей арматуры.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Разработка стандартного конструктивного решения по усилению поясов главных балок с изменением статической работы конструкции производилась путем устройства шпренгельных затяжек по нижнему поясу

1. Исходные данные

Сталежелезобетонное пролетное строение расчетной длиной =23,0 м изготовлено по типовому проекту серии 3.501-49, инв. № 739/2 1969 г. проектировки Гипротрансмоста (ГТМ).

Общая характеристика пролетного строения представлена в табл. Г.1.

Таблица Г.1

Основные характеристики сталежелезобетонного пролетного строения с расчетной длиной =23,0 м (ГТМ, 1969 г.)

1. Определение геометрических параметров расчетного сечения пролетного строения

Геометрические параметры расчетного сечения пролетного строения установлены по типовому проекту серии 3.501-49, инв. № 739/2 1969 г. проектировки Гипротрансмоста (ГТМ). За расчетное сечение принято .