Балки металевого мосту (ШЛЯХОПРОВОДУ).

В небезпечних перерізах балки визначаються нормальні та дотичні напруження та порівнюються з розрахунковими напруженнями сталі.

Рішення цих задач складається з наступних етапів:

1.Визначаються постійні та тимчасові навантаження на балку.

2.Визначається коефіцієнт поперечного розподілу (КПУ).

3. Визначаються розрахункові згинальні моменти та поперечні сили .

4. Визначаються геометричні характеристики перерізу балки:

( – статичний момент, –момент інерції, – момент опору).

5.Виконуеться розрахунок міцності сталевої головної балки .

6. Крім розрахунків на дію зусиль та ,інженери роблять ще розрахунки на приведені напруження, на втомленість сталі, розрахунки стійкості вертикальної стінки ( ребра жорсткості тут грають вирішальну роль), розрахунок стійкості всієї балки. Роблять також розрахунки з`єднань, і в першу чергу, розрахунок міцності зварювальних швів. Перевіряють і величину прогину прольотної будови моста. Перелічені розрахунки в даній роботі не треба виконувати, але треба розуміти, про які розрахунки йде мова, і що ці розрахунки означають.

Визначенне геометричніх характеристик перерізу балки(S,J,W).

На Рис. 4а наведено двутаврови переріз металевої балки, для якої і визначаються всі необхідні геометричні характеристики.

Осьові момент інерції J визначають за формулою:

Момент опору W визначають за формулою:

Максимальні статичні момент визначають за формулою:

Тут - висота двутавра, - товщина стінки ,

мм- висота пояса, мм.- ширина пояса.

h_ст – висота стінки.

Розрахунок міцності сталевої головної балки.

Розрахунок міцності балки провадиться на основі формул:

(1)

(2)

Тобто по нормальним та дотичнім τ напруженням. = 2800 кг / см², = 1700 кг / см² – розрахункові міцності сталі 15 ХСНД, γ_с – коєфіціент умов роботи. Дані про наведені в таблицях ДБН і підручниках.

В пояснювальній записці слід намалювати епюри і в небезпечних перерізах балки (Рис.6.).

Рис.6. Єпюра нормальних та дотичних напружень в ( Рис.б.)

Значення повинно дорівнювати розрахунковій міцності сталі, або бути на 10 – 15 % меншим, значення на багато меньше міцності сталі.

7. Конструювання прольотної будови та

Розрахунок залізобетонного балочного моста (ШЛЯХОРОВОДУ).

. Конструкція попередньо напруженої

Залізобетонної балки

Для перекриття прольотів від 6 до 28 м (іноді 32 м) використовують залізобетонні розрізні балки. Прольоти 24 – 120 м перекриваються нерозрізними залізобетонними прольотними будовами. Розглянемо конструкцію прольотної будови залізобетонного балочного розрізного моста. Звичайне рішення – збірна конструкція, що складається з таврових балок, що об`єднуються між собою за допомогою арматурних випусків ( Рис.7. – розрахункова схема на Рис.7. б). Ці випуски є продовженням робочої арматури плити проїжджої частини. Після розрахунків необхідно розробити опалубочне та арматурне креслення балки прольотної будови.

Розрізні балки прольотної будови армують пучками попередньо напруженої арматури. Висота балки (або 1/20 . l

Рис.7. Переріз таврової залізобетонної балки: конструктивної (а) та розрахункової (б).

ширина ребра – 16 ¸ 20 см, товщина полки (плити) h_п = 12 ¸ 14 см. (допускають h_п= 15 – 18см.) . Низ ребра поширений для розміщення пучків (між пучками в осях відстань 10см, захисний шар бетону—3 см). Пучки мають 24 одиниці дроту із сталі високої міцності, площа арматури такого пучка = 4,7см².

Розрахунок залізобетонної балки на дію

Згинального моменту

Розрахунок проводиться на основі формули .

Розрахунковий момент – визначається по аналогії з формулою (5). (Постійні навантаження тут вже інші).

Несуча здатність на дію згинаючого моменту визначається по формулах :

, (7.1.)

x = R _s A_s / R_b b ( 7.2. )

де , R _s – розрахункові міцності бетону і арматури.

= 205 (215) кг/см² R _s = 9800 кг/см²

У формулах (7.1.) і (7.2.)

b – ширина стиснутої зони бетону - використовують значення b = b_f ≤ 12h_п + ϴ, де ϴ - товщина стінки тавра

A_s – площа розтягнутої арматури

– корисна висота перерізу балки (відстань від центру ваги розтягнутої арматури до стиснутої грані балки)

1.Знаходимо висоту стиснутої зони бетону x поетапнім вибіром значення

параметра A_s0 = п d² / 4, де d - діаметр дроту ( приблизно 1см.і . A_{s 0} = 4,7см²)

На першому етапі беремо кількість пучків дроту n =6, Тоді A_s = A_s0 n = 4,7 · 6 = 28,2 см².

2.Визначаємо х по формулі (8), а потім по формулі (7).

3Порівняем отримано значення з . В залежності від результату треба визначити дійсну кількість пучків. повинна бути більше за , але не більш як на 20 ¸ 30 %, оптимальний результат, коли » (1,1¸1,15) .

ВИЗНАЧЕННЯ НЕБЯСПЕЧНИХ ЗОН.

Необхідно визначити зони, де можливо зустрічаються різні пошкодження, дефекти, тощо. Це такі зони:

1. Зони, де зовнішні зусилля досягають максимальних величин. Це зони максимумів згинальних моментів М, поперечних Q та поздовжніх N сил.

2. Опорні частини, деформаційні шви, водопропускні конструкції.

3. Зони, де на бетон впливає водний потік, або просто вода.

Визначивши небезпечні зони, треба запропонувати заходи підсилення конструкції та забезпечення її нормальної експлуатації. Для цього слід використати таблицю рекомендованої форми.

9. Вимоги до студентів на заліку із курсу

1. Вміти класифікувати споруди.

2. Вміти висунути гіпотезу про розрахункову схему споруди та накреслити цю схему.

3. Вміти зробити ескіз (рисунок) споруди.

4. Вміти висунути гіпотезу про роботу перерізу споруди.

5. Знати алгоритм проектування споруди та більш детально алгоритм ескізного проектування.

6. Вміти читати креслення споруд.

7. Розуміти, як працюють металеві, кам`яні, залізобетонні конструкції та фундаменти.

8. Розуміти, як знаходити небезпечні місця споруд і як в принципі можна знімати небезпеку.

9. Вміти спілкуватись з інженером-конструктором, використовуючи відповідну термінологію.

10. Знати, як заходами інженерної геодезії можна визначити стан і якість несучих конструкцій споруд.