УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОСТА.

СОДЕРЖАНИЕ.




1 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОСТА.

2 МАТЕРИАЛЫ.

3 КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ.

4 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

5 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

6 МОСТОВОЕ ПОЛОТНО.
6.1Одежда.
6.2 Тротуар.
6.3 Ограждение.
6.4 Водоотвод.

7 ОПОРНЫЕ ЧАСТИ.

8 НАГРУЗКИ.

9 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ПЛИТАМИ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ.

10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕННИХ УСИЛИЙ В ПЛИТАХ.

11 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.
...

СОДЕРЖАНИЕ.




1 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОСТА.

2 МАТЕРИАЛЫ.

3 КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ.

4 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

5 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

6 МОСТОВОЕ ПОЛОТНО.
6.1Одежда.
6.2 Тротуар.
6.3 Ограждение.
6.4 Водоотвод.

7 ОПОРНЫЕ ЧАСТИ.

8 НАГРУЗКИ.

9 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ПЛИТАМИ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ.

10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕННИХ УСИЛИЙ В ПЛИТАХ.

11 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

СОДЕРЖАНИЕ.




1 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОСТА.

2 МАТЕРИАЛЫ.

3 КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ.

4 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

5 АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.

6 МОСТОВОЕ ПОЛОТНО.
6.1Одежда.
6.2 Тротуар.
6.3 Ограждение.
6.4 Водоотвод.

7 ОПОРНЫЕ ЧАСТИ.

8 НАГРУЗКИ.

9 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ПЛИТАМИ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ.

10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕННИХ УСИЛИЙ В ПЛИТАХ.

11 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

Полные потери и предварительные напряжения на стадии эксплуатации:
для арматуры нижней зоны
п= п1+ п2= 141,61+ 61,16= 202,77 МПа;
0= p.max- п= 575- 202,77= 372,23 МПа;
для арматуры верхней зоны
‘п= 141,61+ 76,771= 218,381 МПа;
‘0= 575- 218,381= 356,619 МПа.
Сечение на расстоянии 1,7 м от опоры. Момент от нормативного значения постоянных нагрузок:
g1+ g2+ g3= 12,12+ 1,55+ 1,49= 15,16 кН/ м;
Мgn=(g1+ g2+ g3)lp/ 2*1,7-(g1+ g2+ g3)1,72/ 2=15,16(16,9/ 2)1,7-15,16(1,72/ 2)=195,86 кН*м
Напряжения в бетоне на уровне центра тяжести арматуры Ар от сил предварительного напряжения и постоянных нагрузок:
bp= (1985,4*103/ 4138,575)+(1985,4*103*22,29/ 28,4*105)(35,73- 6,25)-(195,86*105/28,4х
х105)(35,73- 6,25)= 735,61 Н/ см2= 7,36 МПа.
Потери от ползучести бетона
g= 170*(7,36/ 24,5)= 51,07 МПа.
Напряжения в бетоне на уровне центра тяжести арматуры А‘р от сил предварительного напряжения и постоянных нагрузок
‘bp= (1985,4*103/ 4138,575)-(1985,4*103*22,29/ 28,4*105)(39,27- 4)+(195,86*105/ 28,4х
х105)(39,27- 4)= 173,57 Н/ см2= 1,74 МПа.
Потери от ползучести бетона в арматуре А‘р
g= 170*(1,74/ 24,5)= 12,07 МПа.
С учетом потерь от усадки бетона 1= 35 МПа потери второй группы для этого сечения составят:
для арматуры нижней зоны п2= 51,07+ 35= 86,07 МПа;
то же, верхней п2= 12,07+ 35= 47,07 МПа.
Полные потери и предварительные напряжения на стадии эксплуатации:
для арматуры нижней зоны:
‘п= 141,61+ 86,07= 227,68 МПа;
‘0= 575- 227,68= 347,35 МПа;
для арматуры верхней зоны:
‘п= 141,61+ 47,07= 188,68 МПа;
‘0= 575- 188,68= 386,32 МПа.
Проверка плиты на прочность по изгибающему моменту на стадии эксплуатации. Предполагаем, что нейтральная ось проходит в ребре и устанавливаем расчетный случай по напряжениям в арматуре Ар.
Предварительные напряжения в напрягаемой арматуре сжатой зоны А‘р за вычетом потерь при коэффициенте надежности g= 1,1.
ре1= ‘0 g= 356,619*1,1= 392,28 МПа.
Приращение напряжений в арматуре Ар от действия внешней нагрузки
а= 15,5Г {Rbn[(bf- b)hf+ bhd]+(450- ре1)А‘р}/ Ар= 15,5Г{25,5[(100- 35)9,25+ 35* *68,751]+(450- 392,28)5,09}/ 40,72= 673,96 МПа.
Суммарные напряжения в арматуре Ар от внешней нагрузки и сил предварительного напряжения
а+ 0= 673,96+ 374,26= 1046,19 МПа
превышают Rpn= 600 МПа. Следовательно, имеем первый расчетный случай, при котором напряжения в арматуре Ар при расчете на прочность принимаются равными Rpn=500 МПа.
Напряжения в предварительно напряженной арматуре сжатой зоны
ре= Rре- ре1= 400- 392,28>0.
В этом случае принимается ре= 0.
Высота сжатой зоны бетона
х= RpАр- Rb(b‘f- b)h‘f / bRb= 500*40,72- 17,5(100- 35)9,25/ 35*17,5= 16,06>h‘f= 9,25 см.
Нейтральная ось, как было принято, проходит в ребре, и несущая способность сечения может быть найдена по формуле
Мпред= Rbbх(hd- 0,5х)+ Rb(b‘f- b)h‘f (hd- 0,5h‘f)=17,5*102[35*16,06(68,75- 0,5*16,06)+
+(100- 35)9,25(68,75- 0,5*9,25)]= 1272*105 Н*см= 1272 кН*м.
Прочность сечения посередине пролета по изгибающему моменту обеспечена, так как
М= 1049,864 кН*м < Мпред= 1272 кН*м.
Расчет на прочность по поперечной силе. Расчет выполняется для наклонного сечения у опоры, в котором действует максимальная поперечная сила Q= 372,29 кН.
Проверяем соблюдение обязательного условия
Qв< 2,5Rbtbhd;
2,5*1,2*10-1*35*68,75= 721,88 кН> Q= 372,29 кН,
то есть условие выполняется.
Проверяем необходимость постановки расчетной поперечной арматуры по условию
Qв> 0,6Rbtbhd;
0,6*1,2*10-1*35*68,75= 173,25 кН< Q= 372,29 кН,
то есть требуется расчетная поперечная арматура.
В соответствии с конструктивными требованиями для приопорных участков принимаем поперечное армирование в виде 3 10 А- II с шагом иw= 20 см (рис.10.5). Площадь поперечных стержней в сечении Аsw= 0,785*3= 2,355 см2.
Усилие, воспринимаемое поперечными стержнями, отнесенное к единице длины элемента,
qw= RswAsw/ uw= 215*10-1*2,355/ 20= 2,531 кН/ см.
Положение невыгодного наклонного сечения определяем путем попыток, рассматривая три случая - = 250, = 300 и = 350. Высота сжатой зоны в наклонном сечении принята х= 2a‘p= 2*4= 8 см. Тогда длина проекции наклонного участка на вертикаль
h1= h- 2a‘p= 75- 8= 67 см.
Длина проекции наклонного сечения на ось элемента с и поперечная сила, воспринимаемая наклонным сечением Qwb:
при угле наклона сечения = 250:
с= h1/ tg = 67/ 0,4663= 143,68 см;
Qwb=qwс+(2Rbtbhd2/ с)= 2,531*143,68+(2*1,2*10-1*35*68,752/ 143,68)= 640,07 кН;
при угле наклона сечения = 300
с= 67/ 0,5774= 116,05 см;
Qwb= 2,531*116,05+(2*1,2*10-1*35*68,752/ 116,05)= 635,92 кН;
при угле наклона сечения = 350
с= 67/ 0,7002= 95,68 см;
Qwb= 2,531*95,68+(2*1,2*10-1*35*68,752/ 95,68)= 657,18 кН.
Таким образом, для наиболее опасного наклонного сечения =300 Q=372,29кН<Qwb= = 635,92 кН, то есть прочность сечения по поперечной силе обеспечена.
Минимальная несущая способность наклонного сечения может быть определена и без попыток по формуле
Qwb= 2Г 2Rbtbhd2qw= 2Г 2*1,2*10-1*35*68,752*2,531= 634,07 кН.
Как видим, расхождение с Qwb, найденной выше, незначительно (0,3%).
Расчет плиты по трещиностойкости. Расчет выполняется для двух стадий работы конструкции - стадии изготовления и стадии эксплуатации.
На стадии изготовления (стадии создания предварительного напряжения) учитывается 5 %-ная технологическая перетяжка. При этом выполняются следующие расчетные проверки:
1. По образованию нормальных трещин от сил предварительного напряжения и собственного веса конструкции:
btв.г.< 0,8Rbt,ser
2. По раскрытию нормальных трещин:
аcr< 0,01 см
3. По образованию продольных микротрещин:
beн.г.< Rb,mel
На стадии эксплуатации к трещиностойкости плиты предъявляются требования IIIб категорий, как к конструкции автодорожного моста, армированной стержневой арматурой. На этой стадии должны быть выполнены следующие проверки:
4. По образованию продольных трещин под постоянной и временной нагрузками
beн.г.< Rb,me2
5. По раскрытию нормальных трещин аcr< 0,02 см.
6. По раскрытию наклонных трещин аcr< 0,02 см.
Расчет на стадии изготовления. При учете технологической перетяжки в 5 % напряжения в предварительно напряженной арматуре за вычетом потерь первой группы n1= 141,61 МПа составят:
01=‘01= 500*1,2- 141,61= 458,39 МПа.
Равнодействующая усилий предварительного напряжения
N01=01(Ар+А‘р)= 458,03*10-1(40,72+ 5,09)= 2099,88 кН.
Расстояние от точки приложения равнодействующей N01 до центра тяжести приведенного сечение е0= 22,29 см было найдено при определении потерь предварительного напряжения от ползучести бетона.
1. Проверка по образованию нормальных трещин, к продольной оси плиты. Расчет производится для сечения, отстоящего от опоры на 1,7 м, так как здесь уже действует полное усилие предварительного напряжения, а момент от собственного веса, вызывающий на верхней грани сечения сжимающие напряжения, мал.
Интенсивность равномерно распределенной нагрузки собственного веса плиты gn=13,7 кН/ м. Момент от собственного веса в сечении на расстоянии х= 1,7 м от опоры
Мс.в.= gn(х/ 2)(lp- х)= 13,7(1,7/ 2)(16,9- 1,7)= 177 кН*м.
Напряжения в бетоне верхней грани
btв.г.= -(N01/ Аred)+ (N01 е0/ Ired)yredв.г.- (Мс.в./ Ired)yredв.г.= -(2099,88*103/ 4138,575)+ +(2099,88*103*22,29/ 28,40*105)*39,27- (177*105/ 28,40*105)*39,27= -104,93 Н/ см2=
= -1,1 МПа< 0,
то есть на верхней грани сечения растягивающие напряжения не возникают.
2. Проверка по раскрытию нормальных трещин. Поскольку проверка по образованию нормальных трещин показала, что на верхней грани сечения действуют лишь сжимающие напряжения, то следовательно трещины там не образуются.
3. Проверка по образованию продольных микротрещин. Наиболее опасным является сечение на расстоянии 1,7 м от опоры.
Напряжения в бетоне нижней грани
beн.г.= (N0/ Аred)+ (N0 е0/ Ired)yredн.г.- (Мс.в./ Ired)yredн.г.= (2099,88*103/ 4138,575)+
+(2099,88*103*22,29/ 28,40*105)*39,27- (177*105/ 28,40*105)*39,27= 873,57 Н/ см2=
= 8,74 МПа< Rb,me1= 18,5 МПа,
следовательно, продольная трещиностойкость элемента на этой стадии работы обеспечена.
Расчет на стадии эксплуатации. Напряжения в сечении посередине пролета балки в предварительно напряженной арматуре на стадии эксплуатации составляют:
в арматуре А‘р ‘0= 356,619 МПа;
в арматуре Ар 0= 372,23 МПа.
Равнодействующая сил предварительного напряжения
N0= 372,23*10-1*40,72+ 356,619*10-1*5,09= 1697,24 кН.
Положение равнодействующей относительно центра тяжести приведенного сечения
е0= [372,23*10-1*40,72(35,73- 6,25)- 356,619*10-1*5,09(39,27- 4)]/ (372,23*10-1*40,72+
+ 356,619*10-1*5,09)= 22,55 см.
4. Проверка по образованию продольных трещин на верхней грани сечения. Наибольшие сжимающие напряжения возникают в середине пролета на верхней грани сечения от действия постоянных и временных нагрузок (Мn= 779,359 кН*м):
beв.г.= (1697,24*103/ 4138,575)-(1697,24*103*22,55/ 28,40*105)*39,27+(779,359*105/
/ 28,40*105)*39,27= 958,54 Н/ см2= 9,59 МПа< Rb,me2= 15 МПа.
Следовательно, продольная трещиностойкость на стадии эксплуатации обеспечена.
5. Проверка по раскрытию нормальных трещин на нижней грани сечения. Проверка выполняется для сечения посередине пролета балки от действия постоянных и временных нагрузок (Мn= 779,359 кН*м).
Напряжения на нижней грани получены выше:
beв.г.= 9,59 МПа.
Напряжения на нижней грани сечения
btн.г.= (1697,24*103/ 4138,575)+(1697,24*103*22,55/ 28,40*105)*35,73-(779,359*105/
/ 28,40*105)*35,73= 88,9 Н/ см2= 0,89 МПа.
Знак минус свидетельствует о том, что на нижней грани сечения действуют растягивающие напряжения.
Распределение напряжений по высоте сечения показана на рис. 10.6.
Высота растянутой зоны сечения, определенная из подобия треугольников,
хt= (h/ beв.г.+ btн.г.)btн.г.= (75/ 9,59+ 0,89)0,89= 6,4 см
меньше толщины нижней полки ht= 8,75 см, то есть нейтральная ось проходит в нижней полке и площадь растянутой зоны бетона
Аbt= btxt= 100*6,4= 640 см2.
Центр тяжести этой площади отстоит от нижней грани сечения на 0,5хt= 0,5*6,4= = 3,2 см.
Растягивающие напряжения в бетоне на этом уровне