Учебно-методический комплекс по дисциплине «Проектирование мостов» (стр. 5 )

Горизонтальная нагрузка от собственного веса грунта на сваи или стойки:

в уровне нижней плоскости ригеля

;

в уровне естественной поверхности грунта, а для рамных устоев ― в уровне обреза фундамента

,

где h — высота слоя грунта от его естественной поверхности до подошвы шпал (см. рис. 14, б);

bC — расчетная ширина свай (стоек), которая принимается равной расстоянию между внешними гранями свай (стоек) при суммарной ширине свай или стоек, равной или большей половины ширины верхней части устоя b0, или удвоенной ширине всех свай (стоек) при суммарной их ширине меньшей половины b0.

Остальные величины пояснены выше.

Временную подвижную нагрузку при расчете устоя располагают на примыкающем к нему пролетном строении и на насыпи в пределах длины призмы обрушения. Эквивалентную нагрузку ν1 на пролетном строении определяют при длине загружения и коэффициенте α1 = 0,5 (при λ1 ≤ 25 м) или α1 = 0 (при λ1 > 25м).

Нормативное вертикальное давление на устой от временной нагрузки на пролетном строении:

,

где lП — полная длина пролетного строения;

l ― расчетный пролет.

Горизонтальная нагрузка от торможения или силы тяги подвижного состава передается на устой в уровне центра опорных частей и направлена в сторону пролетного строения.

Эквивалентную временную подвижную нагрузку ν3 , расположенную на призме обрушения, определяют при длине загружения и коэффициенте α3 = 0,5, где h ― расстояние от поверхности грунта до подошвы шпал (для рамного устоя — расстояние от обреза фундамента).

Расстояние, считая от подошвы шпал, в пределах которого интенсивность горизонтального давления грунта на устой постоянна, определяется по формуле:

м,

где b0 — ширина верхней части устоя.

Если высота верхней части устоя h0 > h1, то горизонтальное давление грунта на него:

и .

При h0 ≤ h1 горизонтальное давление на устой:

.

Плечи этих сил относительно точки “0” на нижней плоскости ригеля:

;

;

.

В приведенных формулах:

— коэффициенты, определяемые по табл. 3;

τ — коэффициент бокового давления грунта.

На боковую поверхность крайнего ряда свай (стоек) от временной нагрузки, расположенной на призме обрушения, передается горизонтальное распределенное давление в тс/м интенсивностью:

в уровне нижней поверхности ригеля

;

в уровне естественной поверхности грунта (для рамных устоев ― в уровне обреза фундамента)

.

Приближенно можно считать, что это давление изменяется по высоте свай (стоек) по линейному закону. Значения входящих в эти формулы величин пояснены выше.

Таблица 6

Значения коэффициентов α и ξ

3.4. Расчетные нагрузки

Внешние нагрузки, приложенные к верхней части устоев, приводят к вертикальной Nz и горизонтальной Hx силам, приложенным к ригелю в начале координат "0", и моменту My относительно начала координат. Распределенные нагрузки, приложенные к крайнему ряду свай (стоек) со стороны пролета, можно не учитывать (рис. 15).

В курсовом проекте устой необходимо рассчитать на следующие сочетания временных нагрузок:

1) наиболее неблагоприятное сочетание временной вертикальной нагрузки и давления грунта от подвижного состава с коэффициентом сочетаний η = 1;

2) наиболее неблагоприятное сочетание временной вертикальной нагрузки, давления грунта от подвижного состава и горизонтальной нагрузки от торможения или силы тяги подвижного состава с коэффициентом сочетаний η = 0,8.

Равнодействующая расчетных вертикальных нагрузок, приложенных в точке “0”:

для 1–го сочетания нагрузок

для 2–го сочетания нагрузок

Равнодействующая расчетных горизонтальных нагрузок, приложенных в той же точке:

для 1–го сочетания нагрузок

;

для 2–го сочетания нагрузок

;

Момент сил расчетных вертикальных и горизонтальных нагрузок относительно точки “0” (положительными считаются моменты, вращающие по часовой стрелке):

для 1–го сочетания нагрузок

для 2–го сочетания нагрузок

В приведенных формулах:

γf — коэффициент надежности по нагрузкам, принимаемый по табл. 5.1 прил.5;

Ni, Fi и Т — нормативные вертикальные и горизонтальные нагрузки, значения которых приведены в п. 3.3;

ai, zi и hi — горизонтальные и вертикальные плечи сил относительно начала координат — точки “0”, обозначенные на

рис. 14.

3.5. Расчетные усилия

Свайный устой рассчитывают как плоский свайный фундамент с высоким ростверком по методике, изложенной в книге “Свайные фундаменты” и др. (М., Транспорт, 1975). Рамный устой — как плоскую раму, методами строительной механики. В курсовом проекте разрешается определять усилия в сваях или стойках упрощенными способами как в фундаменте с низким свайным ростверком или как в статически определимой раме. Наибольшие сжимающие усилия и изгибающие моменты (для каждого сочетания нагрузок), возникающие в сечении сваи или стойки устоя:

вертикального ряда

наклонного ряда

где mB и mH ― количество свай (стоек) в вертикальном и наклонном рядах;

h — высота устоя (см. рис. 14);

ξ — относительное расстояние от оси вертикального

ряда до точки “0”;

а ― длина ригеля;

α ― угол наклона между осью наклонного ряда и вертикалью.

Остальные обозначения пояснены выше.

3.6. Расчеты по прочности и устойчивости

В курсовом проекте необходимо проверить прочность и устойчивость одной наиболее нагруженной сваи или стойки устоя как внецентренно–сжатого железобетонного столба для одного из сочетаний нагрузок. Формой и размерами сечения, расположением и диаметром арматуры задаются. Для свай и стоек применяют рабочую продольную арматуру диаметром 16 ÷ 32 мм. В столбах квадратного сечения стержни в количестве от 4 до 16 размещают у ребер (рис. 16, а). Круглые полые центрифугированные столбы диаметром 40–50, 60–80 и 100–120 см обычно имеют стенку толщиной, соответственно, 8, 10 и 12 см. Стержни рабочей арматуры размещают равномерно по длине окружности в количестве от 12 до 36 шт. в зависимости от диаметра сечения, причем расстояния между стержнями в свету не должны быть менее 5 см (рис. 16, б). Защитный слой составляет 3 см. Схему сечения сваи с размерами изображают в масштабе 1:10 – 1:20 и помещают в расчете.

При расчете сжато–изогнутых железобетонных столбов продольную силу N и изгибающий момент М в расчетном сечении заменяют продольной силой N, приложенной с расчетным эксцентриситетом относительно центра тяжести поперечного сечения:

.

Кроме того, при проверке прочности сечений в концевых участках столбов учитывают случайные эксцентриситеты, которые принимают равными

,

где l0 — расчетная длина столба.

Полный эксцентриситет продольной сжимающей силы:

.

Расчетную длину l0 стоек принимают равной их высоте, а свай — удвоенному их возвышению над уровнем естественной поверхности грунта.

Расчет стоек и свай по устойчивости и прочности следует выполнять по указаниям пунктов 3.52, 3.53, 3.54, 3.55, 3.69 и 3.71 СНиП 2.05.03—84* “Мосты и трубы”.

4. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТИВНЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ

На основании принятых решений, составленных эскизов и проведенных расчетов разрабатывают конструктивные чертежи пролетного строения. На этой стадии проектирования взаимно увязывают все части и элементы конструкции и разрабатывают детали. При необходимости вносят в конструкцию обоснованные изменения.

Конструкция пролетного строения изображается на общих видах, разрезах, арматурных чертежах с выносками арматуры, и деталях. В состав общих видов и разрезов входят: половина фасада балки, половина плана балластного корыта с показом водоотвода; половика горизонтального сечения ребра балки, поперечный разрез одной балки с показом гидроизоляции, мостового полотна, тротуаров и перил. На общих видах и разрезах проставляют все размеры частей железобетонных элементов, определяющих форму конструкции и взаимную увязку отдельных частей. Арматуру на этих чертежах не показывают. В состав арматурных чертежей входят: сборочный арматурный чертеж на половине длины балки с показом напрягаемой арматуры; сборочный арматурный чертеж в поперечном сечении балки; чертежи расположения сеток в плите, ребре и нижнем поясе; выноски напрягаемой арматуры с показом анкеров и выключенных из работы участков; выноски сеток и каркасов плиты, ребра и нижнего пояса балки. На сборочных арматурных чертежах проставляют размеры, определяющие взаимное расположение пучков, сеток и каркасов в конструкции, марки пучков, сеток и каркасов. На выносках арматуры указывают размеры пучков и их частей; номера пучков; количество и диаметр проволоки в пучках; диаметр, длину и шаг стержней в сетках; класс арматурной стали. Количество, диаметр и расположение арматуры должно соответствовать расчету. Под нижним поясом балки помещают таблицу с номерами арматурных пучков.

Рекомендуются следующие масштабы чертежей:

для общих видов, продольных разрезов и выносок напрягаемой арматуры — 1:40 – 1:50;

для поперечных разрезов и выносок ненапрягаемой арматуры — 1:20 – 1:25.

Макет чертежа конструкция пролетного строения приведен на рис.13.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ

Объем дисциплины и виды учебной работы

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6