Железобетонный мост под однопутную железную дорогу

 
 

Московский  Государственный Университет Путей  Сообщения (МИИТ)

Институт  Пути, Строительства и Сооружений 
 
 
 
 

Кафедра: «Мосты». 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

«Железобетонный мост под однопутную железную дорогу». 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                  Выполнила: студентка гр.СЖД-411

                                                                            Косухина Е.И.

                                            Проверил: Ткач А.С. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва-2009г. 

Содержание:

1. Расчет пролетного строения……………………………………………………………………3-5

1.1. Описание  схемы мостового перехода и  определение основных параметров балки……...3-4

1.2. Для расчета  на прочность……………………………………………………………………….4

1.3. Для расчета  на выносливость…………………………………………………………………4-5

1.4. Для расчета  на трещиностойкость……………………………………………………………...5

2. Назначение  основных параметров и определение площади рабочей арматуры…………….5-7

3. Расчет на  прочность по изгибающему моменту  сечений нормальных к продольной  оси элемента……………………………………………………………………………………………..7-8

4. Определение  приведенных геометрических характеристик  сечения. ……………………...9-10

5. Расчет по  образованию трещин нормальных  продольных оси элемента………………….10-11

6. Определение  потерь предварительного напряжения………………………………………..11-12

7. Расчет плиты балластного корыта……………………………………………………………13-15

8. Определение прогиба в балке…………………………………………………………………….15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Расчет преднапряжённого балочного пролетного строения 

Пролётное строение состоит из двух одинаковых главных балок, поэтому производится расчёт одной балки.

- длина расчетного  пролета балки,

где - длина полного пролета балки

- нагрузка от собственного  веса блока.

- нагрузка от веса балласта с частями ВСП.

- временная нагрузка ( определяется  по СНиПу в зависимости от  )

- площадь линии влияния 

1)

2)

3)

4)

 

1.2. Для расчета на прочность.

 

- коэффициент надежности от собственного веса.

- коэффициент надежности от веса балласта.

 - коэффициент надежности от действия временной нагрузки.

- динамический коэффициент.

 

1.3. Для расчета на  выносливость.

 

где - коэффициент, учитывающий редкую повторяемость особо тяжелых нагрузок.

 

1.4. Для расчета на  трещиностойкость.

 

где - коэффициент, учитывающий редкую повторяемость особо тяжелых нагрузок. 

2. Назначение основных параметров и определение

площади рабочей арматуры

- высота балки

- расстояние от центра тяжести  нижней рабочей арматуры до  нижней грани.

- расстояние от центра тяжести  верхней рабочей арматуры до  верхней грани.

-приведенная толщина плиты.

- площадь треугольника. 

 
 
 
 

Площадь определяется приближенно, исходя из условия предельного равновесия:

где - момент в середине пролета( для расчета на прочность).

      - предельный момент, определяется как момент относительно центра тяжести сжатой зоны:

- рабочая высота сечения,  это расстояние от центра тяжести  нижней рабочей арматуры до  верхней грани.

  - плечо внутренней пары сил, это расстояние от центра тяжести нижней рабочей арматуры до центра сжатой зоны.

- расчетное сопротивление бетона ( для класса  ).

- расчетное сопротивление преднапрягаемой  арматуры.

- соответственно площадь нижней  и верхней рабочей арматуры.

     На  данной стадии расчета величина  сжатой зоны  не известна, её с достаточной степенью точности можно заменить на

     В  качестве рабочей арматуры принимаем пучки высокопрочной проволоки, каждый пучок состоит из 24 проволочек, каждая диаметром 5 мм. Следовательно площадь пучка равна        4,71 см².

 
 
 

      В качестве верхней рабочей  арматуры без расчета принимаем  2 пучка высокопрочной проволоки:

- условие выполняется. 

3. Расчет на прочность по изгибающему моменту сечений нормальных к продольной оси элемента.

Цель  расчёта: гарантировать конструкцию от разрушения под воздействием наиболее тяжелой нагрузки.  

В результате расчета уточняется необходимое количество рабочей арматуры и проверяется величина сжатой зоны.

 Условие  прочности по первой группе предельных состояний:

  где М – момент, действующий от веса балласта, М_lim – предельный момент который может воспринять сечение, определяется из следующих предпосылок: 

1. В сжатой зоне сечения сопротивление бетона сжатию ограничивается напряжениями R_b – равномерно распределенному по высоте сжатой зоны.
2. В растянутой зоне образуется сквозная трещина, сопротивляемость бетона растяжению полностью исключается. Все усилия этой зоны передается арматуре.
3. Растягивающие напряжения в арматуре ограничиваются расчетным  сопротивлением арматуры растяжению - R_p = 10200 кг/см². 
4. Сжимающиеся напряжения в напрягаемой арматуре ограничиваются наибольшими сжимающими напряжениями - .

Возможно 2-а случая расчета:

1. Сжатая зона находится в пределах плиты (x<h'_f);
2. Сжатая зона выходит из пределов плиты (x>h'_f)

Величина  сжатой зоны x определяется из условия равенства проекции всех сил на горизонтальную ось:

Наибольшие  напряжения в напрягаемой арматуре, расположенные в сжатой зоне определяются по формуле:

где - наибольшее сжимающее напряжение в напрягаемой арматуре.

      

 
 

- условие выполняется. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Определение приведенных геометрических характеристик сечения.

- приведенная площадь сечения.

- координата центра тяжести.

- приведенный момент инерции.

 

- площадь бетона по контуру.

- отношение модулей упругости  арматуры и бетона.

- уменьшение на 1 исключает площадь  бетона занятую арматурой, имеющей сцепление с бетоном.

 
 

Приведенный статический момент относительно произвольной оси:

Приведенный момент инерции относительно нижней грани:

 

5. Расчет по образованию трещин нормальных продольных оси элемента.

  Обеспечение надежности конструкции против образования поперечных трещин или их ограниченного раскрытия в растянутой от внешней нагрузки зоне в зависимости от категории трещиностойкости.

  В  результате расчета определяются  необходимые напряжения от предварительного обжатия арматуры и усилий натяжения арматуры , обеспечивающие поперечную трещиностойкость конструкции в стадии эксплуатации, при этом в конструкции допускается появление растягивающих напряжений и при этом условии трещиностойкости записывается в следующем виде: