Проектирование железобетонного моста
Устройство опалубки, укладка бетонной смеси и последующий уход за бетоном. Опалубку обычно делают деревянной. При небольшом числе однотипных опор, а также для опор сложной конфигурации применяют стационарную опалубку, состоящую из дощатой обшивки и каркаса. Для опор с криволинейным очертанием доски обшивки располагают вертикально. С целью обеспечения непроницаемости цементного раствора доски… Читать ещё >
Проектирование железобетонного моста (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
мост балка плита арматура Введение Задание на проектирование
1. Варианты моста
2. Расчет пролетного строения
2.1 Расчет главных балок
2.1.1 Определение коэффициентов поперечной установки
2.1.2 Определение расчетных усилий в главных балках
2.1.3 Назначение требуемой площади напрягаемой арматуры и ее размещение
2.1.4 Определение геометрических характеристик сечений железобетонных балок
2.1.5 Определение потерь предварительного напряжения арматуры
2.1.6 Расчет на прочность сечений, нормальных к продольной оси балки
2.1.7 Расчет на прочность сечений, наклонных к продольной оси балки
2.1.8 Расчет на трещиностойкость сечений, нормальных к продольной оси балки
2.1.9 Определение общих деформаций (прогибов) балки
2.2 Расчет плиты проезжей части
3. Технология строительства моста
3.1 Монтаж опор
3.2 Монтаж пролетных строений
Список литературы
Введение Мостовые сооружения используют для пропуска дороги над водными препятствиями, ущельями, оврагами и другими дорогами. Пролетные строения перекрывают пространство между опорами, воспринимают нагрузку от перемещающихся по ним транспортных средств и передают ее и собственный вес на опоры. Опоры воспринимают усилия от пролетных строений и передают их через фундаменты на грунты основания.
К мостовым сооружениям предъявляют эксплуатационные, экономические, экологические, эстетические и расчетно-конструктивные требования. Эксплуатационные требования являются основными и сводятся к тому, чтобы сооружение в течение заданного срока эксплуатации имело заданную грузоподъемность, обеспечивало безопасность и комфортность пропуска по нему пешеходов и транспортных средств без снижения скорости. Экономические требования определяют, чтобы полная стоимость сооружения при заданном сроке его службы, включая стоимость строительства, содержания, ремонта и возможной реконструкции, была бы минимальной. Экологические требования определяются интересами охраны окружающей среды. Вопросы окружающей среды приобретают все большую остроту, что определяют необходимость строгого соблюдения принципа наименьшего вмешательства в природную среду при проектировании искусственных сооружений. Эстетические требования сводятся к тому, чтобы форма сооружения соответствовала представлениям о красоте и гармонировала с окружающей местностью или городской застройкой. Расчетно-конструктивные требования обязывают, чтобы сооружение в целом и его отдельные элементы были рационально прочными, устойчивыми и жесткими.
Автомобильная дорога на своем протяжении пересекает многочисленные водотоки — малые, средние и большие реки, каналы. В Воронежской Области насчитывается порядка 800 мостовых переходов.
Река Дон — самая большая река Воронежской области. В районе города Лиски ее среднегодовые ресурсы составляют около 8 кубических километров. Ширина реки в межень от 40−50 м до 70−80 м. Глубина на плесах 3−5 м.
Реки Воронежской области относятся к бассейну Дона. Это левые притоки: Воронеж, Икорец, Битюг, Осередь и правые: Ведуга, Девица, Потудань, Тихая Сосна, Черная Калитва. На северо-востоке протекает река Хопер, которая впадает в Дон уже за пределами области.
Почвы незаменимы для жизни человека, сельского и лесного хозяйства, экологического благополучия. Более 80% территории Воронежской области покрывают черноземы — самые плодородные почвы на Земле. Земельный фонд области равен 5,22 млн. га. Территория области делится по характеру почв на лесостепную и степную части. Первая относится к Окско-Донской провинции с распространением умеренно промерзающих типичных, выщелоченных, оподзоленных черноземов и серых почв лесостепи. Вторая — к Южнорусской провинции с распространением южных и обыкновенных черноземов степной почвенно-биоклиматической области.
Воронежская область находится между 52? и 49? с.ш. в умеренном климатическом поясе. Лето относительно жаркое, а зима умеренно-холодная. Континентальность климата возрастает с северо-запада на юго-восток.Почти весь год территория Воронежской области находится под господством западного переноса и умеренной воздушной массы. Формирование климата происходит под влиянием умеренных, арктических и тропических воздушных масс. Среднегодовая температура воздуха составляет около 6? С. Абсолютный минимум составляет ?42?С, абсолютный максимум +43?С. Безморозный период длится от 142—157 дней на севере до 155—168 дней на юге области. Заморозки возможны во все теплые месяцы, кроме июля. Относительная влажность воздуха заметно меняется в течение года. Так в мае-июне она составляет 41−47%, а зимой — 80−85%. Среднегодовое количество осадков меняется с северо-запада на юго-восток от 550 до 450 мм. Чуть больше осадков выпадает на наветренных склонах возвышенностей, над крупными лесными массивами, населенными пунктами. Максимум осадков приходится на июль, а минимум на февраль. В Воронежской области преобладают ветры с западной составляющей. Среднегодовая скорость ветра — 3,3−5,2 м/сек. Для зимы характерны более сильные ветры, в среднем до 6,2 м/сек.
Мост будет соединять левый берег микрорайона «Шилово» и правый берег «Новогремяченское» сельского поселения.
Задание на проектирование
1. Вид сооружения: ж/б мост;
2. Временные нагрузки: А14, Н14;
3. Категория дороги: III;
4. Габарит: 10;
5. Тротуары: 1,5;
6. Пересекаемое препятствие:
Река: Класс: — Отверстие: 156,0 м. УМВ: 104,08 м. УВВ: 107,76 м.
РСУ: — м. УВЛ: 107,28 м. Скорость течения: 0,5 м/с. Толщина льда: 0,7 м.
Размыв: 0,9 м.
7. Особые условия: карчеход
8. Класс Бетона: В-45
1. Варианты моста
Вариант № 1. Железобетонный балочный мост по схеме: 21+42*3+21 м.
Промежуточные опоры: принимаем трехстолбчатые опоры на сваях оболочках Ш1,6 м при пролетах 42 м.
Устои: Массивные.
Категория дороги на мосту: III. Количество полос движения на путепроводе -2. Габарит путепровода -10 м. Тротуары шириной -1,5 м. Ширина полосы безопасности -1,5 м. Высота перильного ограждения — 1,1 м. Барьерное ограждение — мостовое одностороннее усиленное трубой со стойками на цоколе.
Конструкция ездового полотна:
1) асфальтобетон — 9 см
2) защитный слой — 4 см
3) гидроизоляция -0,6 см
4) выравнивающий слой — 5 см
Вариант №2. Железобетонный балочный мост по схеме: 21+33+42+33*2 м.
Промежуточные опоры: принимаем трехстолбчатые опоры на сваях оболочках Ш1,6 м при пролетах 42 м.
Устои: Козловые.
Категория дороги на мосту: III.
Количество полос движения на путепроводе -2. Габарит путепровода -10 м.
Тротуары шириной -1,5 м. Ширина полосы безопасности -1,5 м.
Высота перильного ограждения — 1,1 м. Барьерное ограждение — мостовое одностороннее усиленное трубой со стойками на цоколе.
Конструкция ездового полотна:
1) асфальтобетон — 9 см
2) защитный слой — 4 см
3) гидроизоляция -0,6 см
4) выравнивающий слой — 5 см
Таблица 1.1.
Определение стоимости вариантов моста.
Элементы моста | Кол-во | Стоимость, р. | ||
единицы | всего | |||
Вариант I — Железобетонный балочный L=168 м. | ||||
1. Промежуточные трехстолбчатые опоры на сваях оболочках | ||||
а) изготовление и погружение оболочек диаметром 1,6 м, м3 | 200,27 | |||
б) заполнение оболочек бетоном, м3 | 59,56 | |||
в) конструкции сборных оболочек, м3 | 26,76 | |||
г) заполнение оболочек бетоном, м3 | 83,42 | |||
д) бетонный ригель, м3 | 84,36 | |||
2. Железобетонные пролетные строения балочные разрезные из составных балок с напряженной арматурой, м3 | 4010,36 | |||
3. Железобетонные пролетные строения балочные разрезные из цельноперевозимых балок с напряженной арматурой, м3 | 617,4 | |||
Всего: | ||||
Вариант II — Железобетонный балочный L=162 м. | ||||
1. Промежуточные трехстолбчатые опоры на сваях оболочках | ||||
а) изготовление и погружение оболочек диаметром 1,6 м, м3 | 70,23 | |||
б) заполнение оболочек бетоном, м3 | 259,61 | |||
в) конструкции сборных оболочек, м3 | 37,48 | |||
г) заполнение оболочек бетоном, м3 | 91,34 | |||
д) бетонный ригель, м3 | 96,67 | |||
2. Железобетонные пролетные строения балочные разрезные из цельноперевозимых балок с напряженной арматурой, м3 | 1086,427 | |||
3. Железобетонные пролетные строения балочные разрезные из составных балок с напряженной арматурой, м3 | 1252,59 | |||
Всего: | ||||
Из таблицы 1.1. наглядно видно, что 2-ой вариант моста экономически выгоднее. Поэтому этот вариант принят для дальнейшей разработки.
Рис. 1.1. Схемы поперечных сечений:
а — пролетного строения;
б — действительного сечения;
в — расчетного сечения.
2. Расчет пролетного строения
2.1 Расчет главных балок
2.1.1 Определение коэффициентов поперечной установки
В курсовом проекте коэффициенты поперечной установки КПУ определяются методом внецентренного сжатия по линиям влияния, которые загружают временными нагрузками А-14, пешеходной и Н-14 (рис. 2.1.).
Размеры полосы безопасности П и проезжей части пв при Г-10: П=1,5 м; пв=7,0 м.
КПУр для тележек нагрузки А-14 вычисляется по формуле:
Для равномерно распределенной полосовой нагрузки А-14 КПУн определяется с учетом коэффициента полосности S1, равного 1,0 для нагрузки с полосы движения, вызывающей наибольшие усилия, расположенной ближе к краю моста и равного 0,6 — для остальных полос нагрузки:
От нагрузки толпы на тротуарах КПУТ вычисляют по формуле:
От нагрузки Н-14 КПУН14 определяется по формуле:
Ординаты линий влияния под крайними балками определяются по формуле:
где n — число главных балок; a1 — расстояние между крайними балками;
ai — расстояние между попарно симметричными балками.
Рис. 2.1. Схемы загружения пролетного строения временными нагрузками при определении коэффициентов поперечной установки:
а) невыгодное размещение нагрузки А-14 на проезжей части без полос безопасности;
б) невыгодное размещение нагрузки А-14 на всей ширине ездового полотна;
в) невыгодное загружение нагрузкой Н-14.
Схема загружения а):
y11=0,3571 yТП=-0,2392
y2=0,2337 yТЛ=0,5702
y3=0,1623
y4=0,0389
Схема загружения б):
y11=0,4545 y3=0,2597
y2=0,3311 y4=0,1363
Схема загружения в):
y11=0,3928 y2=0,2175
2.1.2 Определение расчетных усилий в главных балках
Расчетные усилия (изгибающие моменты и поперечные силы) определяются в характерных сечениях загружением линий влияния. Линии влияния загружают постоянной и временной нагрузками так, чтобы в характерных сечениях возникали наибольшие усилия.
Усилия от нагрузки А14 при 1-й схеме загружения.
Изгибающий момент:
Поперечная сила:
Усилия от нагрузки А14 при 2-й схеме загружения.
Изгибающий момент:
Поперечная сила:
Усилия от нагрузки Н14.
Изгибающий момент:
Поперечная сила:
Постоянная нагрузка равна:
где щ1 и щ2 — площади соответствующих линий влияния (рис. 2.2.); Zip и Zip` - ординаты линий влияния под тележкой А14 или Н14;
P=140 кН — давление на ось тележки; н=10 кН/м — интенсивность равномерно распределенной нагрузки А14; PT=3,92−0,0196Чл кПа — равномерно распределенная нагрузка на тротуарах, где л=l — длина загружения; T — ширина тротуара; (1+м) — динамический коэффициент к нагрузкам от подвижного состава (к тележкам нагрузки АК для расчета элементов железобетонных мостов — 1, к равномерно распределенной нагрузке АК — 1, к нагрузке НК — 1); gб=Pб/lП — интенсивность собственного веса балки; Pб=798,57 кН при lП=42 м; gТ=5,7 кН/м при Т=1 м — интенсивность собственного веса тротуаров; gП=0,42 кН/м — то же металлических перил;
giН — интенсивность нормативной постоянной нагрузки от i-го конструктивного слоя ездового полотна равная giН=hiЧгi, где hi — толщина слоя, гi — удельный вес слоя; гf — коэффициенты надежности по нагрузкам (вес покрытия ездового полотна и тротуаров автодорожных мостов — 1,5; вес выравнивающего, изоляционного и защитного слоев автодорожных мостов — 1,3; другие постоянные нагрузки и собственный вес — 1,1; тележка нагрузки АК — 1,5; равномерно распределенная часть нагрузки АК — 1,15;
нагрузка НК — 1; к распределенным нагрузкам для тротуаров при расчете пролетного строения и опор при учете совместно с другими нагрузками — 1,2); PН14=252 кН — давление на оси нагрузки Н14; nб — количество главных балок в поперечном сечении.
Рис. 2.2. Схемы загружения линий влияния при расчете главных балок:
а) постоянная нагрузка;
б) нагрузка от толпы;
в) нагрузка А14 равномерно распределенная и тележка;
г) нагрузка Н14.
Усилия от нагрузки А14 при 1-й схеме загружения.
Изгибающий момент:
Поперечная сила:
Усилия от нагрузки А14 при 2-й схеме загружения.
Изгибающий момент:
Поперечная сила:
Усилия от нагрузки Н14.
Изгибающий момент:
Поперечная сила:
2.1.3 Назначение требуемой площади напрягаемой арматуры и ее размещение
В зависимости от длины балки приближенно назначается расстояние от нижней грани растянутой зоны до центра тяжести напрягаемой арматуры: ap=18 cм при lП=42 м.
В предположении, что высота сжатой зоны бетона не более высоты плиты, предварительно находится требуемая площадь напрягаемой арматуры
где M — наибольший расчетный изгибающий момент; h0=h-aP — рабочая высота сечения; RP — расчетное сопротивление растяжению напрягаемой арматуры для автодорожных мостов при расчетах по предельным состояниям первой группы.
качестве напрягаемой арматуры применяются пучки из высокопрочной гладкой проволоки класса В диаметром d1=5 мм с количеством проволоки n=48.
Площадь поперечного сечения одного пучка из n проволок составляет
Требуемое количество арматурных пучков обычно принимают с запасом на 1 больше.
Принимаем 6 арматурных пучков.
Фактическая площадь напрягаемой арматуры
После размещения напрягаемой арматуры уточняется фактические значения величин:
Где ai-расстояние от нижней грани пояса до центра тяжести i-го ряда пучков; ni — количество пучков в i-том ряду.
Рис. 2.3. Размещение пучков в нижнем поясе балки
2.1.4 Определение геометрических характеристик сечений железобетонных балок
Площадь сечения бетона
Где
— суммарная площадь поперечного сечения каналов;
— диаметр канала балок с натяжением арматуры на бетон;d=5 см — диаметр пучка из 48 проволок.
2.1.5 Определение потерь предварительного напряжения арматуры
Потери предварительного напряжения арматуры определяются:
1. От релаксации напряжений при механическом способе натяжения
проволочной арматуры:
где уp=уpk=ma7ЧRp — контролируемое напряжение в арматуре;
ma7=0,95 — коэффициент условий работы; Rp=1055 МПа и Rp, ser=1335 МПа — расчетные сопротивления напрягаемой арматуры при расчетах по предельным состояниям первой и второй групп.
уp=0,95Ч1055=1002,25 МПа
2. От деформации анкеров при натяжении на бетон:
Где Дl1=2мм — обжатие шайб под анкерами; Дl2 -деформация арматурного элемента относительно анкера стаканного типа; l=lпдлина арматурного элемента, равная полной длине балки.
3. От трения арматуры о стенки каналов при натяжении арматуры на бетон:
где уp=1002,25 МПа; e=2,718 — основание натуральных логарифмов;
щ=0,005 — коэффициент для бетонных внутренних поверхностей каналов; д — коэффициент, равный 0,55 при трении о стенки бетонных каналов; х=42 м — длинна участка между натяжными устройствами, м; и=0,15 рад — суммарный угол поворота оси арматуры, равный углу наклона к горизонтали у натяжного устройства (анкера)
Значение потерь у3 вычисляются для каждого из пучков, затем находится среднее значение:
4. От усадки бетона с теплообработкой при натяжении на бетону4=40 МПа при класса бетона В=45.
5. От ползучести бетона:
где напряжение в бетоне на уровне центра тяжести арматуры; усилие в арматуре с учетом потерь у1-у3;
— расчетный изгибающий момент от собственного веса балки;e=1,23 м; Ared=0,8959 м2; Jred=0,378 м4; Ap= м — геометрические характеристики сечения и рабочей арматуры; Rвр — передаточная прочность, соответствующая расчетному сопротивлению бетона класса В45=22,0 МПа.
6. От деформаций обжатия стыков между блоками:
гдечисло швов по длине натягиваемой арматуры; Дlобжатие стыка, равное 0,3 мм для стыков, заполненных бетоном; l=42, ммдлина натягиваемой арматуры.
2.1.6 Расчет на прочность сечений, нормальных к продольной оси балки.
Расчет производится по предельному состоянию первой группы, т.е. на расчетные усилия. Расчет сечений с плитой в сжатой зоне выполняется в зависимости от положения границы сжатой зоны бетона, которая определяется расстоянием х по формуле:
где Rр=1055 МПа — расчетное сопротивление бетона соответствующего класса прочности осевому сжатию; ширина верхней полки балки.
Rв=22 МПа. Граница сжатой зоны проходит в плите х? 0,18.
Сечение рассматривается как прямоугольное. Производится проверка условия:
где М — наибольшее расчетное усилие; ho =202,5, смрабочая высота сечения
Должно соблюдаться условие
где оу — предельная относительная высота сжатой зоны бетона, определяемая по формуле:
где у1=Rp+500-уp, МПа — напряжение в напрягаемой арматуре;
у2=500 МПа — предельное напряжение в арматуре сжатой зоны.
Условие выполняется.
2.1.7 Расчет на прочность сечений, наклонных к продольной оси балки
Расчету по предельному состоянию первой группы подвергаются сечения с наибольшей расчетной поперечной силой Q, т. е. расположенные у опор.
Вначале подбирается шаг и диаметр хомутов — вертикальной ненапрягаемой конструктивной арматуры стенок балок. Так шаг Us?10 см и диаметр ds?10 мм должен быть на концевых участках балки, простирающихся от оси опорной части в обе стороны на длину, равную высоте балки; Us?15 см, ds?10 мм — приопорных участках, простирающихся до четверти пролета; Us?20 см, ds?8 мм — на половине длины балки в середине.
Рис. 2.4. Схема к расчету на прочность наклонного сечения.
Расчет наклонных сечений балок с напрягаемой арматурой при наличии ненапрягаемых хомутов производится из условия:
Условие выполняется.
где Q — максимальное значение поперечной силы от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения; Rsw, Rpw — расчетные сопротивления ненапрягаемой и напрягаемой арматуры с учетом коэффициентов ma4 Rpw=0,7Rp; Rsw=0,8Rs (Rs=265 МПа — для стержневой арматуры периодического профиля класса А300); Api, Asw — площади поперечного сечения одного пучка отогнутой напрягаемой арматуры и одного хомута; б — угол наклона стержней (пучков) к продольной оси элемента в месте пересечения наклонного сечения; Qb — поперечное усилие, передаваемое в расчете на бетон сжатой зоны над концом наклонного сечения и определяемое по формуле:
где Rbtрасчетное сопротивление бетона осевому растяжению; в — толщина ребра балки на приопорном участке; h0 — расчетная высота сечения; - длина проекции наклонного сечения, причем расстояние от верхней грани до центра тяжести сжатой зоны бетона x0=0,5xпри х, а угол наклона рассчитываемого сечения в следует брать равным 60*. Начало наклонного сечения следует располагать в 10−15 см от опорного.
Число хомутов зависит от длины проекции наклонного сечения с и шага Us c учетом того, что хомуты расположены в два ряда.
Для железобетонных элементов с поперечной арматурой должно быть соблюдено условие, обеспечивающее прочность по сжатому бетону между наклонными трещинами:
Где
— при расположение нормально к продольной оси
Условие выполняется.
2.1.8 Расчет на трещиностойкость сечений, нормальных к продольной оси балки
Расчет выполняется по предельным состояниям второй группы на нормативные нагрузки.
Для конструкций категории трещиностойкости растягивающее напряжение в бетоне нижней грани в стадии эксплуатации и сжимающее — при отсутствии временной нагрузки ограничиваются предельно допустимыми растягивающими (1,4) и минимальными сжимающими (-1,6 МПа при бетонах класса В35 и выше) напряжениями:
Для балок с напряжениями арматуры на бетон:
МПа;
МПа;
где — усилие натяжения арматуры с учетом всех потерь;
— расчетное сопротивление бетона осевому растяжению в предельных состояниях второй группы.
— нормативные изгибающие моменты от полной нагрузки собственного веса балки и всех постоянных нагрузок, причем
Условие выполняется.
Условие выполняется.
2.1.9 Определение общих деформаций (прогибов) балки
В разрезной балке величину прогибов в середине пролета можно определить по формуле строительной механики
которая следует из более общей. Здесь - расчетный пролет;, 1/м — кривизна балки от действия только временной нагрузки.
кНм — нормативная временная нагрузка; кНм2 — жесткость сечения предварительно напряженной балки. — коэффициент учета неупругих деформаций бетона.
Вычисленные прогибы не должны превышать допустимых для автодорожных мостов.
м
Условие выполняется.
2.2 Расчет плиты проезжей части
Рис. 2.3. Распределение давления от одиночного колеса: а — поперек движения, б — вдоль движения
Плита проезжей части представляет собой полки соседних балок, омоноличенные между собой. Она рассчитывается как самостоятельный элемент на изгиб в поперечной направлении на местную нагрузку. Плита рассматривается как опертая двумя сторона вдоль моста на ребра бездиафрагменных балок. В курсовом проекте расчет плиты производится только на действие нагрузки Н14, усилия от которой, как правило, оказываются решающими.
Давление колеса определяется с учетом его распределения в толще конструктивных слоев дорожной одежды под углом 450.
Размер площадки распределения нагрузки вдоль и поперек движения а1=а2+2Н tg450=0,2 м;
в1=в2+2Н tg450=0,8 м
где а2 и в2 — размеры отпечатка колеса на поверхности покрытия (для Н14 а2=С=0,2 м; в2=0,8 м; Н= - толщина конструктивных слоев.
Рабочая ширина плиты а=а1+l0/3 м, но не менее 2/3 l0=1,36, где l0=lв-в=2,2−0,16=2,04 м — пролет плиты в свету; lв — расстояние между осями главных балок; втолщина их ребер (в середине пролета).
Принимаем а=1,36.
При расположении колеса у опоры плиты (у ребра балки) аx=а1+2x, но не более а, где x= в½.
Усилия определяются на 1 п. м ширины плиты. Изгибающий момент в свободно опертой плите от распределенной нагрузки.
кН/м,
где — нормативная постоянная нагрузка от собственного веса железобетонной блиты; - 252/2=126 кН — давление на колесо Н14; - динамический коэффициент к Н14, равный 1; l=l0+ (но не более l0) — расчетный пролет плиты l=2,04+0,18=2,22. Принимаем l=l0=2,04; - соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке.
При расчете учитывается упругое защемление плиты в ребрах балки.
При отношении толщины плиты к высоте ребра балки изгибающие моменты в упруго защемленной плите в середине пролета
;
у опоры плиты
.
Поперечная сила определяется в сечении у опоры плиты
Расчет поперечного армирования плиты сводится к определению количества напрягаемой арматуры и проверке трещиностойкости. Нижняя арматура рассчитывается на действие изгибающего момента в середине плиты, верхняя — у опоры.
Исходя из конструктивных требований диаметр арматуры плиты ds, должен быть не менее 10 мм, а шаг Us — не более 20 см. С учетом толщины защитного слоя бетона а0 см, рабочая высота плиты
м.
Тогда требуемая площадь нижней арматуры на 1 пог. м плиты
м2 /м,
где — расчетное сопротивление стержневой арматуры класса А-II при расчетах по предельному состоянию первой группы; Z0,9 — приближенное значение плеча внутренних сил.
Необходимое число стержней на 1 пог. м верхней арматуры:
шт/м. округляется до целого большего,
где — площадь одного стержня. Рекомендуется задавать диаметр таким образом, чтобы 510, что соответствует шагу от 20 до 10 см.
Фактическая площадь нижней арматуры:
м2/м.
Высота сжатой зоны бетона:
м.
При относительной высоте сжатой зоны
Условие выполняется.
где ;
;=500МПа;
проверяется несущая способность бетона:
кНм
Условие выполняется.
Аналогично определяется количество верхней арматуры плиты с тем же шагом, причем первоначально задается:
В формулах используются обозначения со штрихом и т. д., величина берется по абсолютному значению.
Из проверок на трещиностойкость выполняется сравнение скалывающих напряжений при изгибе, возникающих у опоры плиты,
МПа,
где — нормативная поперечная сила на 1 пог. м плиты, определяется при и, равных единице.
Распределительную продольную арматуру ставят диаметром не менее 6 мм и в количестве не менее 4-х стержней на 1 пог. м ширины плиты.
Необходимое число стержней на 1 пог. м верхней арматуры:
Фактическая площадь верхней арматуры:
м2/м.
Высота сжатой зоны бетона:
м.
При относительной высоте сжатой зоны
Условие выполняется.
где ;
;=500МПа;
проверяется несущая способность бетона:
кНм
Условие выполняется.
Распределительную продольную арматуру ставят диаметром не менее 6 мм и в количестве не менее 4-х стержней на 1 пог. м ширины плиты.
3. Технология строительства моста
3.1 Монтаж опор Основными видами при сооружении монолитных опор являются:
Устройство опалубки, укладка бетонной смеси и последующий уход за бетоном. Опалубку обычно делают деревянной. При небольшом числе однотипных опор, а также для опор сложной конфигурации применяют стационарную опалубку, состоящую из дощатой обшивки и каркаса. Для опор с криволинейным очертанием доски обшивки располагают вертикально. С целью обеспечения непроницаемости цементного раствора доски сплачивают в четверть или обшивают изнутри фанерой. Каркас делают из брусьев. Между противоположными сторонами опалубки ставят распорки и стяжки из металлических стержней. Обшивку криволинейных поверхностей укрепляют кружальными ребрами, изготовляемыми из двух или трех слоев досок, скрепленных гвоздями.
Щитовая опалубка состоит из деревянных щитов высотой 1,5−2 м и длиной 2−4 м. Обшивку щитов укрепляют системой горизонтальных и вертикальных ребер. Между собой щиты соединяют болтовыми стяжками. Щиты переставляют в процессе бетонирования опоры, после набора бетоном достаточной прочности.
В опалубку смесь подают кранами, подъемниками и другими средставми. Сбрасывать бетонную смесь с высоты более 3 м запрещается. В этом случае смесь подают к месту укладки по трубам.
Бетонную смесь укладывают слоями толщиной 15−30 см и тщательно вибрируют внутренними или площадочными вибраторами. Качественная, плотная бетонная кладка достигается при укладке последующего слоя до начала схватывания предыдущего.
При среднесуточной температуре ниже +5*С бетонирование ведут с учетом зимних условий ведения работ. Основное требование зимнего бетонирования — недопущение замораживания бетона до достижения им 70% проектной прочности. В зимних условиях воду, а иногда и заполнители подогревают с таким расчетом, чтобы температура бетонной смеси к моменту укладки была не нижу 15−20*С. В ряде случаев может отказаться целесообразным применение утепленной опалубки или тепляков, например, из пневмоконструкций.
3.2 Монтаж пролетных строений Установка пролетных строений с помощью плавучих средств позволяет организовать сборку в стороне от моста и при многопролетных мостах может дать сокращение сроков строительства. Пролетное строение монтируют на берегу на специальных подмостях, располагаемых с низовой стороны моста. как правило, параллельно берегу.
По линиям опорных узлов к подмостям примыкают накаточные пирсы. Перекатка на пирсы производится на тележках с помощью лебедок. Плавучие опоры (на баржах, понтонах) балластируются, т. е. частично заполняются водой и подводятся под пролетное строение. При разбалластировке плавучие опоры приподнимают пролетное строение над пирсами. Буксировку плавучей системы осуществляют катерами, заводку в проектное положение — лебедками и тросами, прикрепляемыми к постоянным опорам и якорям. После установки пролетного строения строго по оси моста производят балластировку и посадку пролетного строения на опорные части. После этого плавучие опоры выводят из-под установленного пролета моста. Кроме рассмотренных способов монтажа могут применяться их комбинации и некоторые другие способы.
1. Методические указания к выполнению курсового проекта железобетонного моста для студентов специальности «Автомобильные дороги и аэродромы»: «проектирование и расчет железобетонных мостов с предварительно напряженной арматурой» Воронеж 2001 г.
2. Лисов В. М. Мосты и трубы: Учеб. пособие. Воронеж: Изд-во ВГУ. 1995. 328 с.
3. П. М. Соломахин, О. В. Воля «Мосты и сооружения на дорогах»
4. СП 35.13 330.2011 «Мосты и трубы»
5. ГОСТ 52 748–2007 «Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения» .
6. СНиП 2.05.02−85 «Автомобильные дороги» от 01.01.1987