Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

3.1 Классификация грузоподъемности промежуточной опоры

Грузоподъёмность промежуточных опор определяют:

по среднему давлению;

по максимальному давлению;

по эксцентриситету приложения равнодействующих нагрузок с нахождением относительного эксцентриситета;

по устойчивости против опрокидывания.

3.1.1. Расчёт промежуточной опоры по среднему давлению

Расчётная схема промежуточной опоры по среднему давлению, показана на рисунке 3.1, данная схема предусматривает загружение временной вертикальной нагрузкой обоих опирающихся пролётных строений. В расчёт по среднему давлению вводят только вертикальные постоянные нагрузки и искомую временную нагрузку, величину которой находят по следующей формуле:

,

где

- коэффициент условий работы, для сечения по подошве фундамента (п.3.19 [6]);

- коэффициент условий работы, для сечения по кладке опоры (п.3.19 [6]);

- коэффициент надёжности по назначению, для сечения по подошве фундамента (п.3.18 [6]);

- коэффициент надёжности по назначению, для сечения по кладке опоры (см.п.3.18 [6]);

- несущая способность грунта основания

Где

- условное сопротивление грунта, принимаемое равным 15 тс/м²,

- меньшая сторона подошвы фундамента, принимается

= 11,09 м- глубина заложения фундамента,

- осреднённое по слоям расчётное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычесленное без учёта взвешивающего действия воды; для мелкого песка принимается .

- коэффициенты, принимаемые по табл. 4 [6]

;

- расчётное сопротивление кладки опоры;

С учётом климатического коэффициента k_к=0,8 (см.таблицу 2.2. [6]), и выщелачивания (принимаем 0,8), расчётное сопротивление равно

;

– рабочая площадь поперечного сечения по подошве фундамента;

– рабочая площадь поперечного сечения по кладке опоры;

- доля вертикальной нагрузки от подвижного состава, для однопутной опоры (см.п.3.11 [6]);

- коэффициент надёжности к временным нагрузкам (см.таблицу 3.3 [6]);

- суммарная площадь линий влияния усилий;

,

где

, - длина загружения линий влияния;

Подставляя численные значения в формулу 2.26., получим:

;

- суммарное вертикальное усилие от постоянных нагрузок;

,

где

- собственный вес частей тела опоры выше расчётного сечения (по кладке) с соответствующим коэффициентом надёжности по назначению;

- собственный вес частей тела опоры выше расчётного сечения (по подошве фундамента) с соответствующим коэффициентом надёжности по назначению;

- объём промежуточной опоры, выше сечения по кладке опоры;

- объём подферменика опоры, выше сечения по кладке опоры;

- объём фундамента опоры, выше сечения по подошве фундамента;

- удельный вес ядра опоры (гранит, базальт) ;

-удельный вес (гранит);

- интенсивность постоянной нагрузки от веса пролётного строения;

- коэффициент надёжности по нагрузке для пролётного строения;

- коэффициент надёжности по нагрузке для мостового полотна;

Для сечения по кладке опоры получим:

;

Для сечения по подошве фундамента получим:

Рисунок 3.1 – Расчетная схема по среднему давлению

Для сечения по подошве фундамента, получим:

Для сечения по кладке опоры, получим:

;

3.1.2 Расчёт промежуточной опоры по максимальному давлению

Грузоподъёмность промежуточных опор по максимальному давлению определяют как в продольном, так и в поперечном направлении.

Расчёт промежуточной опоры по максимальному давлению по подошве фундамента в продольном направлении

Схема загружения временной нагрузкой одного пролёта показана на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема загружения временной нагрузкой одного пролёта

Допускаемую временную нагрузку определяют по следующей формуле:

,

где

- момент сопротивления;

– площадь поперечного сечения по подошве фундамента;

- суммарный момент в сечении, от постоянных нагрузок;

где

- горизонтальные расстояния (плечи) от центра тяжести сечения, до соответствующих нагрузок;

;

- продольные ветровые нагрузки на пролётное строение и на опору;

,

- рабочая площадь пролётного строения;

,

- рабочая площадь промежуточной опоры;

- интенсивность нормативной ветровой нагрузки;

,

где

- средняя составляющая;

- пульсационная составляющая;

,

где

а) для пролётного строения

- нормативное ветровое давление;

- коэффициент учитывающий давление ветра на различной высоте (для 16м);

- аэродинамический коэффициент лобового сопротивления;

- коэффициент динамичности (для разрезных конструкций);

- произведение коэффициентов пульсации и корреляции;

,

- длина пролёта, или высота опоры;

Получим:

Получим:

б) для промежуточной опоры

- нормативное ветровое давление;

- коэффициент учитывающий давление ветра на различной высоте (для 5м);

- аэродинамический коэффициент лобового сопротивления;

- коэффициент динамичности (для разрезных конструкций);

- произведение коэффициентов пульсации и корреляции;

- длина пролёта, или высота опоры;

Получим:

.

Получим:

;

- расстояние (плечо) до усилия ;

- расстояние (плечо) до усилия ;

- коэффициент передачи продольного усилия через опорные части;

- коэффициент надёжности по нагрузке;

- коэффициент сочетания временных нагрузок;

- площадь линии влияния усилий;

- площадь линии влияния моментов;

- полная длина пролётного строения;

Получим:

Расчёт промежуточной опоры по максимальному давлению по подошве фундамента в поперечном направлении

Схема загружения промежуточной опоры на максимальную нагрузку в поперечном направлении показана на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Схема загружения промежуточной опоры на максимальную нагрузку в поперечном направлении

тсм

Сумма моментов от постоянных нагрузок для однопутной симметричной опоры без ледорезов и при отсутствии ледовых нагрузок и навала судов слагается только из ветровых воздействий:

,

Для классифицируемой опоры ветровые нагрузки составляют:

на пролёты:

на подвижной состав:

на опору: ;

- расстояние (плечо) до усилия ;

- расстояние (плечо) до усилия ;

- расстояние (плечо) до усилия ;

- площадь линии влияния усилий;

- площадь линии влияния моментов;

;

Расчёт промежуточной опоры по максимальному давлению по обрезу фундамента в продольном направлении

где

– длина опоры;

– ширина опоры;

– радиус опоры;

Получим:

;

- расстояние (плечо) до усилия ;

- расстояние (плечо) до усилия ;

- коэффициент надёжности по нагрузке;

- коэффициент сочетания временных нагрузок;

Получим:

- площадь линии влияния усилий;

- площадь линии влияния моментов;

L₁ =67,1- полная длина пролётного строения

Получим:

Расчёт промежуточной опоры по максимальному давлению по обрезу фундамента в поперечном направлении

где

- момент инерции сечения;

– длина опоры;

– ширина опоры;

,

– радиус опоры;

Получим:

Получим:

;

;

;

- расстояние (плечо) до усилия ;

- расстояние (плечо) до усилия ;

- расстояние (плечо) до усилия ;

- площадь линии влияния усилий;

- площадь линии влияния моментов;

Загружение временной нагрузкой обоих пролётов в продольном направлении, в сечении по подошве фундамента

- площадь линии влияния усилий;

- площадь линии влияния моментов;

Загружение временной нагрузкой обоих пролётов в продольном направлении, в сечении по обрезу фундамента

- площадь линии влияния усилий;

- площадь линии влияния моментов;

3.1.3 Проверка эксцентриситета равнодействующей по подошве фундамента

Эксцентриситет положения равнодействующей всех нагрузок в продольном направлении найдём по следующей формуле:

Эксцентриситет положения равнодействующей всех нагрузок в поперечном направлении найдём по той же формуле:

3.1.4 Расчёт на опрокидывание в продольном направлении

Расчётная схема загружения промежуточной опоры на опрокидывание в продольном направлении показана на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4– Расчётная схема загружения промежуточной опоры на опрокидывание в продольном направлении

Эквивалентная нагрузка для оценки устойчивости опоры против опрокидывания подсчитывается по следующей формуле:

где

- коэффициент условий работы;

- коэффициент надёжности по назначению;

Сумма опрокидывающих моментов определяется по следующей формуле:

Сумма удерживающих моментов определяется по следующей формуле:

где

;

Получим:

;

Получим:

3.1.5 Расчёт на опрокидывание в поперечном направлении

Расчётная схема загружения промежуточной опоры на опрокидывание в поперечном направлении показана на рисунке 3.5.

Сумма удерживающих моментов от постоянных нагрузок подсчитывается по следующей формуле:

;

Рисунок 3.5 – Расчётная схема загружения промежуточной опоры на опрокидывание в поперечном направлении

Получим:

.

3.1.6 Определение и сравнение классов опоры и нагрузки

Класс опоры в определенном сечении определяется по формуле:

,

где

- интенсивность эквивалентной нагрузки;

- интенсивность эталонной нагрузки по схеме Н1, принимается по характеристикам и линии влияния ([2] приложение 9);

- при 3 и ;

- при и ;

- динамический коэффициент для эталонной нагрузки, находится по формуле:

,

где

- длина загружения линии влияния;

Получим:

Класс подвижного состава определяется по формуле:

,

где

- эквивалентная нагрузка от подвижного состава первой категории;

- при 3 и ;

- при и ;

- динамический коэффициент для временной нагрузки, находится по формуле:

Все вычисленные классы опоры сводятся в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Классы грузоподъемности и нагрузки для промежуточной опоры

3.2 Классификация грузоподъемности береговой опоры

Устои моста рассчитывают только в продольном к оси моста направлении, при этом грузоподъёмность определяют:

• по среднему давлению;

• по максимальному давлению;

• по эксцентриситету приложения равнодействующей с нахождением относительного эксцентриситета от максимально допустимой нагрузки;

• по устойчивости против опрокидывания;

• на сдвиг по грунту основания.

3.2.1 Расчёт устоя по среднему давлению

Схема загружения устоя для расчёта по среднему давлению показана на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 – Схема загружения устоя для расчёта по среднему давлению

Вес опоры выше подошвы фундамента Q₁=564,95 тс;

Вес опоры выше обреза фундамента Q₂=677,5 тс;

Расчётные сечения однопутного устоя показаны на рисунке 3.7., 3.8.

Рисунок 3.7– Расчётные сечения однопутного устоя по обрезу фундамента

Рисунок 3.8 – Расчётные сечения однопутного устоя по подошве фундамента

Интенсивность нагрузки от веса пролётного строения р₁=1,269 тс/м;

Интенсивность нагрузки от веса верхнего строения пути р_р1=1,1тс/м;

Интенсивность нагрузки от веса балласта на устое р_б=2 тс/м;

Длины загружения линии влияния составляют:

- Расчётное сопротивление грунтов основания

Где

- условное сопротивление грунта, принимаемое равным 15 тс/м²,

- меньшая сторона подошвы фундамента, принимается ;

= 11,14 м- глубина заложения фундамента,

- осреднённое по слоям расчётное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без учёта взвешивающего действия воды; для мелкого песка принимается .

- коэффициенты, принимаемые по табл. 4 [6]

;

- расчётное сопротивление кладки опоры;

С учётом климатического коэффициента k_к=0,8 (см.таблицу 2.2. [6]), и выщелачивания (принимаем 0,8), расчётное сопротивление равно

;

– рабочая площадь поперечного сечения по подошве фундамента;

– рабочая площадь поперечного сечения по обрезу фундамента;

Расчёт устоя по среднему давлению в сечении по подошве фундамента

Эквивалентная нагрузка по среднему давлению вычисляется по формуле:

где

- интенсивность постоянных распределенных по длине нагрузок собственно от веса пролётного строения, от веса мостового полотна и от веса балласта с частями верхнего строения пути на устое (приложение 7 [6]);

- коэффициенты надёжности по нагрузкам (таблица 3.3. [6]);

Получим:

Эквивалентная нагрузка вычисляется по формуле:

;

Расчёт устоя по среднему давлению в сечении по обрезу фундамента

;

Подставляя численные значения. получим:

;

3.2.2 Расчёт устоя по максимальному давлению

Максимальное давление определяется по наиболее загруженной грани устоя. Для передней грани оно возникает при загружении временной нагрузкой пролётного строения, самого устоя и призмы обрушения (рисунок 3.9). Допускаемая временная нагрузка на устой по максимальному давлению определяется по формуле, в которой плечи нормальных сил для определения моментов от временной и постоянных нагрузок определяются относительно оси, проходящей через центр тяжести рассчитываемого сечения. Моменты сил относительно центра тяжести вводят в формулу с учётом принятого правила знака.

Расчёт устоя по максимальному давлению в сечении по подошве фундамента

;

;

- суммарный момент в сечении, от постоянных нагрузок;

где

, так как ;

Рисунок 3.9 – Схема загружения устоя для расчёта по максимальному давлению (1 – допускаемая временная вертикальная нагрузка; 2 – эпюра горизонтального (бокового) давления на устой от транспортных средств на призме обрушения; 3 – эпюра бокового давления от собственного веса грунта; 4 – линии влияния вертикальных (нормальных) сил;)

Равнодействующая горизонтального (бокового) давления от собственного веса грунта насыпи, примыкающей к устою, определяется по следующей формуле:

,

где:

- удельный вес грунта основания;

;

- ширина фундамента;

- угол внутреннего трения грунта основания;

Подставляя численные значения в формулу. получим:

;

Плечо приложения равнодействующей:

;

Продольная ветровая нагрузка на пролётное строение составляет:

,

- рабочая площадь пролётного строения;

;

- рабочая площадь устоя;

,

- нормативное ветровое давление;

- коэффициент учитывающий давление ветра на различной высоте;

- аэродинамический коэффициент лобового сопротивления;

- коэффициент динамичности (для разрезных конструкций);

- произведение коэффициентов пульсации и корреляции;

,

- длина пролёта, или высота опоры;

Получим:

Получим:

- расстояние (плечо) до усилия .

Горизонтальное усилие от продольной ветровой нагрузки, действующей на пролётное строение, передаётся на опору в уровне опорных частей.

Продольная ветровая нагрузка на транспортные средства, находящиеся на мосту не учитывается.

-так как опорная часть подвижная.

Сумму площадей линий влияния моментов от временных нагрузок определяем по следующей формуле:

,

где

,

;

, ,

,

,

Подставляя численные значения в формулы получим:

Подставляя численные значения в формулу получим:

Эквивалентная нагрузка равна:

Расчёт устоя по максимальному давлению в сечении по обрезу фундамента

,

;

;Плечо приложения равнодействующей:

;

Продольная ветровая нагрузка на пролётное строение составляет:

;

- расстояние (плечо) до усилия ;

Сумма площадей линий влияния моментов от временных нагрузок:

Характеристики

Список файлов ВКР