Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.ru

Курсовой проект Проектирование и расчет железобетонных мостов с предварительно напряженной арма

Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2015-07-05


Министерство образования Российской Федерации

Воронежский Государственный Архитектурно-Строительный университет

Кафедра проектирования автомобильных дорог и мостов

Курсовой проект

«Проектирование и расчет железобетонных

мостов с предварительно напряженной

арматурой»

                                                                                         Выполнил: студент 942 гр.

                                                                  Вязов А.Ю.

                                                                                                Принял: к.т.н. доцент

                                                                                                Волокитин В.П.

Воронеж – 2013 год

Содержание

Стр.

  •  Введение…………………………………………………………………………………………
  •  Варианты моста………………………………………………………………………………
  •  Технико-экономическое сравнение вариантов моста…………………………………
  •  Технико–экономические показатели вариантов моста………………………………
  •  Компоновка проемного строения и назначение сечения балок………………………
  •  Расчет пролетного строения………………………………………………………………
  •  Расчет плиты проезжей части……………………………………………………………
  •  Расчет главных балок…………………………………………………………………………
  •  Определение коэффициентов поперечной установки…………………………………
  •  Определение расчетных усилий в главных балках………………………………………
  •  Усилия от нагрузки А-14 при 1-й схеме загружения……………………………………
  •  Усилия от нагрузки Н-14……………………………………………………………………
  •  Назначение требуемой площади арматуры и ее размещение…………………………
  •  Определение геометрических характеристик железобетонных балок……………
  •  Определение потерь предварительного напряжения арматуры……………………
  •  Расчет на прочность сечений, нормальных к продольной оси балки………………
  •  Расчет на прочность сечений, наклонных к продольной оси балки…………………
  •  Расчет на трещиностойкость по продольным сечениям в стадии  изготовления

      и монтажа………………………………………………………………………………………

  •  Библиографический список……………………………………………………………………

Введение

    Целью курсового проекта является овладение практическими навыками проектирования мостов. Необходимо научиться находить для конкретных условий наиболее рациональную схему и конструкцию моста, уметь анализировать зависимость частей моста одной от другой, а всего моста от условий местности и уровня развития техники; уметь анализировать мосты со строительной, эксплуатационной и эстетической точек зрения.

    При выполнении курсовой работы руководствовался рядом положений и требований, которые учитывают накопленный опыт в мостостроении и обеспечивают необходимые для моста прочность, долговечность и удобство в эксплуатации. Эти положения и требования изложены с СНиП 2.0503-84* «Мосты и трубы».

 

Варианты моста

    Варианты разрабатываются с целью отыскания и обоснования наиболее рациональной схемы моста. Вариантом моста является не любое возможное решение, а одно из конкурентно-способное. Из всех возможных решений разработанные вариант должен быть наиболее рациональным для данного мостового перехода.

    На чертеже вычерчиваются два живых сечения моста, с заданными грунтово-геологическим разрезом и уровнями воды (УМВ, УВВ, УВЛ).

Отвестие моста – 75м.Тип опор назначается в зависимости от пролета, ледохода и высоты опоры.

Технико-экономическое сравнение вариантов моста.

         После составления двух вариантов моста необходимо определить их технико-экономические показатели: объём железобетона, потребность стали, объём земляных работ по отсыпке подходов, стоимость моста, оценить трудовые затраты и эксплуатационные достоинства вариантов моста.

          Объём земляных работ для отсыпки подходов определяется условно. По высотам насыпей у начала и конца моста определяем площади поперечных сечений земляного полотна. Здесь принимается условная длина каждого подхода 20 м и постоянная по длине подхода условная высота насыпи.

Определение стоимости вариантов моста.

Элементы моста

Кол-во

Стоймость р.

единицы

всего

Вариант I Железобетонный балочный L=124 м

1. Промежуточные двухстолбчатые опоры на свайном фундаменте

3

 

 

а) железобетонные сваи, м3

52,92

170

8996,4

б) металлическое шпунтовое огорождение, т

26,88

153

4112,6

в) сборные элементы тела опоры, м3

9,9

110

1089

г) заполнение бетоном, м3

88,98

40

3559,2

д) бетонирование ростверка, м3

104,71

55

5758,83

е) бетонирование ригеля, м3

59,94

60

3596,4

2. Резинометаллические части, кг

37,5

3

112,5

3. Железобетонные сборные устои

2

 

 

а) Свайное основание на ж/б сваях, м3

43,12

179

7330,4

б) сборные элементы устоев, м3

312,1

131

40885,1

4. Ж/б балочные пролётные строения с напряжённой арматурой, м3

555,84

180

100051,2

5. Покртие проезжей части, м2

1542

7

10794

6. Покрытие тратуара, на 100 м2

2

81

162

7. Перилла металлические, м

246,72

40

9868,8

8. Отсыпка подходов, м3

5480

1

5480

9. Укрепительные работы ж/б плитами, м2

62,5

8

500

 

 

ИТОГО:

202296,47

Вариант I Железобетонный балочный L=123 м

1. Промежуточные двухстолбчатые опоры на свайном фундаменте

3

 

 

а) железобетонные сваи, м3

52,92

170

8996,4

б) металлическое шпунтовое огорождение, т

26,88

153

4112,6

в) сборные элементы тела опоры, м3

9,9

110

1089

г) заполнение бетоном, м3

88,98

40

3559,2

д) бетонирование ростверка, м3

104,71

55

5758,83

е) бетонирование ригеля, м3

59,94

60

3596,4

2. Резинометаллические части, кг

37,5

3

112,5

3. Железобетонные сборные устои

2

 

 

а) Свайное основание на ж/б сваях, м3

43,12

179

7330,4

б) сборные элементы устоев, м3

312,1

131

40885,1

4. Ж/б балочные пролётные строения с напряжённой арматурой, м3

555,84

180

100051,2

5. Металлические пролётные строения

2

 

 

а) Пролётное строение, м3

259,6

406

105397,6

б) Ж/б плиты пролётного строения, м3

620

120

74400

в) Резино-металлические опорные части, кг

9

3

27

5. Покртие проезжей части, м2

1542

7

10794

6. Покрытие тратуара, на 100 м2

2

81

162

7. Перилла металлические, м

246,72

40

9868,8

8. Отсыпка подходов, м3

5480

1

5480

9. Укрепительные работы ж/б плитами, м2

62,5

8

500

 

 

ИТОГО:

299241,02

Компоновка пролётного строения и назначение сечения балок.

   Балочные пролетные строения могут иметь в поперечном сечении различное количество балок, определяемого габаритами моста и шириной тротуаров.

    Расстояние между осями балок принимается 2.5м, а ширина монолитного стыка

С = 0,4

   Длина пролета lп= 18 м.

    Высота балки h =1.2 м

    Высота плиты hif =0.15 м

Расчет пролетного строения

    Расчетом проверяется прочность и трещиностойкость конструкции, обосновываются размеры элементов и определяется потребность арматуры. Отсюда следует: прежде чем рассчитывать, следует запроектировать конструкцию назначить расположение и размеры всех  ее основных элементов. Только после этого творческого этапа проектирования можно приступить к расчету.

    Расчет производится на постоянную и временную нагрузки. Она состоит из автотранспортной нагрузки А–14, единичной колесной Н-14 и нагрузки от толпы.

    Расчет ж/б мостов производится по предельным состояниям 1-й и 2-й группы.

Расчет плиты проезжей части

   Плита проезжей части представляет собой полки соседних балок, омоналиченные между собой. Она рассчитывается как самостоятельный элемент на изгиб в поперечном направлении на местную нагрузку. Плита рассматривается как опертая двумя сторонами вдоль моста на ребра бездиафрагменных балок.

   Давление колеса определяется с учетом его распределения в толще конструктивных слоев д. о. под углом 450.

Размер площадки распределения нагрузки вдоль и поперек движения.

 

где а2 и b2- размеры отпечатка колеса на поверхности покрытия ( Н-14 а2=0,2м; b2=0,8м; H=∑hi=0.16 м - толщина конструктивных слоев.   

 Рабочая ширина плиты:

- пролет плиты в свету,

    Колесо у опоры плиты

м

м,

    Усилие определяется на 1п.м. ширины плиты.

    Изгибающий момент в свободно опертой плите от распределенной нагрузки.

где  -  нормативная постоянная нагрузка от собственного веса ж/б плиты

- давление на колесо Н-14;

(1+)=1.324 динамический коэффициент к Н-14;

  

  Поперечная сила:

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.

Диаметр арматуры примем ds=0.015 м;

Us – шаг Us =0,1м

- рабочая высота плиты

Нижняя арматура:

-приближённое значение плеча внутренних сил;

Число стержней

Фактическая площадь нижней арматуры

Высота сжатой зоны бетона

Относительная высота сжатой зоны

      - условие выполнено.

Несущая способность бетона

- условие выполнено

Верхняя арматура:

Требуемая площадь верхней арматуры

 

примем ds=0.015

м

Количество стержней верхней арматуры:

Фактическая площадь арматуры

Высота сжатой зоны бетона

Относительная высота сжатой зоны

; ;

- условие выполнено.

Несущая способность бетона

- условие выполнено

 

Из проверок на трещиностойкость выполняется сравнение скалывающих напряжений при изгибе, возникающих у опоры плиты

В нижней части:

, при  и , равных единицы

- условие выполнено

В верхней части:

- условие выполнено.

Расчет главных балок

Определение коэффициентов поперечной установки

    Коэффициенты поперечной установки (КПУ) определяются методом внецентренного сжатия по линиям влияния, которые загружают временными нагрузками А-14, толпой и Н-14. при загружения А-14 рассматривают два случая загружения.

   Ординаты линии влияния под крайними балками определяются по формуле:

где n – число главных балок

      - расстояние между крайними балками

      - расстояние между попарно симметричными балками

    При расчетах по предельным состояниям второй группы рассматривается только первый случай воздействия нагрузки А-14

   Для равномерно распределенной полосовой нагрузки А-14 КПУ определяется с учетом коэффициента полосности , 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 КПУ вычисляют по формуле: , где

ординаты линий влияния, расположенные под серединой левого и правого тротуаров. Если ордината под одним из тротуаров окажется отрицательной. То нагрузка от толпы под ним не учитывается.

 когда без полос безопасности

когда с полосами безопасности

Определение расчетных усилий в главных балках

   Расчетные усилия (изгибающиеся моменты и поперечная сила) определяются в характерных сечениях нагружением линий влияния. Линии влияния загружают постоянной и временной нагрузками так, чтобы в характерных сечениях возникали наибольшие усилия.

Усилия от нагрузки А-14 при 1-й схеме загружения

Изгибающий момент в сечении 1-1

Поперечная сила в сечении 2-2

При втором случае загружения нагрузкой А-14 последнее слагаемое в приведенных формулах берется равным нулю.

и  - площади соответствующих линий влияний

и - ординаты линий влияния под тележкой

- интенсивность равномерно распределенной нагрузки А-14

равномерно распределенная нагрузка на тротуарах, где  - длина загружения  

Т – ширина тротуаров

(1+)=1.2 – динамический коэффициент

 

- интенсивность собственного веса балки

- интенсивность собственного веса тротуаров

- интенсивность собственного веса металлических перил

Усилия от нагрузки Н-14

Изгибающий момент в сечении 1-1

Поперечная сила в сечении 2-2

 

Назначение требуемой площади арматуры и ее размещение

   В зависимости от длины балки приближенно назначается расстояние от нижней грани  растянутой зоны, до центра тяжести напрягаемой арматуры:

примем     

   В предположении, что высота сжатой зоны бетона не более высоты плиты, предварительно находится требуемая площадь напрягаемой арматуры.

где М – максимальный изгибающий момент в сечении балки

      Rp – расчетное сопротивление растяжению напрягаемой арматуры для автодорожных и городских мостов при расчетах по предельным состояниям первой группы,Ø5 В-IIRp =995∙103 кПа.

Площадь одного пучка из 24 проволок диаметром 6 мм

Требуемое количество арматуры пучков обычно принимается с запасом на 1 больше

Находится фактическая площадь напрягаемой арматуры

Принимаем =4 см – защитный слой бетона

          =6см – расстояние в свету

    После размещения напрягаемой арматуры уточняются фактические значения величи

Определение геометрических характеристик железобетонных балок

.

Определение потерь предварительного напряжения арматуры

   Потери предварительного напряжения арматуры определяется в соответствии  со СНиП 2.05.03-84.

  1.  От релаксации напряжений при механическом способе натяжения

проволочной арматуры:

та7 =1,1 –коэффициент условий работы; Rp и Rp,ser –расчетные сопротивления напрягаемой арматуры по предельным состояниям первой и второй групп. - контролируемое напряжение в арматуре

2. От температурного перепада

∆t, где ∆t=65º

 

3.От деформации анкеров при натяжении на упоры

l1=2мм- сжатие опрессованных шайб; l=lп, мм- длина арматурного элемента, равная полной длине балки.

4. От трения арматуры об огибающие приспособления при натяжении на упоры

δ-коэффициент, равный 0,35- при трении о стенки металлических каналов;

θ- суммарный угол поворота оси арматуры, равный углу наклона к горизонтали у натяжного устройства (анкера).

5.От деформации стальной формы(при натяжении на упор)

6.От усадки бетона с теплообработкой при натяжении

7.От ползучести бетона

- расчётный изгибающий момент от собственного веса балки;

- усилие в арматуре с учётом потерь σ1- σ5;

-напряжение в бетоне на уровне центра тяжести арматуры;

Ared, Jred, Aр, e – геометрические характеристики сечения и рабочей арматуры;

Rвр – передаточная прочность, соответствующая расчётному сопротивлению бетона осевому сжатию;  Rвр = Rв(В35)=17,5 МПа;

α = 0.85 – для бетона с тепло обработкой;

Расчет на прочность сечений, нормальных к продольной оси балки

   Расчет производится по предельному состоянию первой группы, т.е. на расчетные усилия. Расчет сечения с плитой в сжатой зоне выполняется в зависимости от положения границы сжатой зоны бетона, которая определяется расстоянием  Х.

- сечение прямоугольное.

- условие выполнено

Но должно соблюдаться также условие

 

 

;,

где σррк--напряжение в арматуре с учётом потерь;

0.042<0.47 -условие выполнено.

Расчет на прочность сечений, наклонных к продольной оси балки

   Расчет производится по предельному состоянию первой группы, т.е. на расчетные усилия. Расчету подвергаются сечения с наибольшей расчётной поперечной силой Q, т.е. расположенные у опор.

    Шаг хомутов 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- на приопорных участках, простирающихся до четверти пролёта;

 US ≤ 20 см, dS ≥8 мм- на половине длины балки в середине.

   Расчёт наклонных сечений балок с напрягаемой арматурой при наличии ненапрягаемых хомутов производится из условия: ,   

где Rpw, Rsw- расчетные сопротивления напрягаемой арматуры пучков и ненапрягаемой (хомутов). С учетом коэффициентов условий работы ma4 Rpw=0.7Rp=0,7∙1055=738,5МПа, Rsw=0.8Rs=0,8∙265=212МПа; Api, Asw- площади поперечного сечения одного пучка отогнутой напрягаемой арматуры и одного хомута; α- угол наклона пучков к горизонтали; Qв- поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны
-поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны

,

но не более 0,5∙Q=0.5∙511.21=255.6 кН => принимаем

– длина проекции наклонного сечения; где - расстояние от верхней грани до центра тяжести сжатой зоны бетона;

738500*0,00235*0,55+0,00206*212000=1391,23>255,6

Расчет на трещиностойкость по продольным сечениям в стадии  изготовления и монтажа

  Расчет выполняется по предельным состояниям второй группы на нормативные нагрузки. Растягивающие напряжения в бетоне нижней грани в стадии эксплуатации    и сжимающие - при отсутствии временной нагрузки ограничиваются предельно допустимыми растягивающими и минимальными сжимающими напряжениями:

-0.11 ≤ 3.22  -  условие выполнено

-17,7 ≤ -1,6  -  условие выполнено

Определение общих деформаций (прогибов) балки

В разрезной балке величину прогибов в середине пролёта можно определить по формуле строительной механики

где l – расчётный пролёт,

- кривизна балки от действия только временной нагрузки,

=MННg = 2279,72- 1617= 2263,55 кН∙м – нормативная временная нагрузка,

В=к∙ЕвJred =0.85∙34500000∙0.2272=6662640 кН∙м2 –жесткость сечения предварительно напряжённой балки,

к=0.85 – коэффициент учёта неупругих деформаций бетона.

Вычисленные прогибы не должны превышать допустимых  для автодорожных мостов

- условие выполнено.

Библиографический список

  1.  СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубу /Минстрой России. – М., 1985
  2.  Мосты и сооружения на дорогах. Учебник /Под. ред. Проф. П.М. Саламахина, ч. 1,2. М., Транспорт, 1999
  3.  В.М. лисов. Мосты и трубы. Воронеж, изд-во ВГУ, 1995
  4.  В.А. Дементьев, В.А. Журавлев, В.Г. Еремин, проектирование и расчет ж/б мостов с предварительно напряженной арматурой: методическое указание к выполнению курсового проекта. Воронеж, 2001, 51с.   

                      ВГАСУ МАДФ     10-9-1577




1. Русский солдат в поэме Твардовского Василий Теркин
2. ощущение есть действительная непосредственная связь сознания с внешним миром есть превращение энергии вн
3. д Демакова д 5 оф
4. Мишуткиавтор Алёна П
5. Развитие психологии
6. на тему- Экскурсионнорекреационные мероприятия- совмещение видов и форм Студент ВШТ 4 курс ЗТТ
7. Жилищное хозяйство и обслуживающие предприятия
8. 1 Проблемы и перспективы реализации компетентностного подхода в образовании
9. ЮРИДИЧНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ ІМЕНІ ЯРОСЛАВА МУДРОГО КРИМСЬКИЙ ЮРИДИЧНИЙ ІНСТИТУТ СІМФЕРОПОЛЬСЬКИЙ ТЕХН.
10. Доклад- Симон Боливар
11. Философия Френсиса Бэкона
12. Пермский государственный технический университет Чайковский филиал Кафедра экономики управления и п
13.  Менеджер і вимоги запропоновані до нього
14. ИЗО 17
15. Хорошо ли мы знаем сегодняшних хищников Беспилотники это самолёты с дистанционным управлением которые
16. Станем ли мы сударынями в 21 веке
17. Санаторий Ясная поляна для родителей с детьми ДП ЗАО Укрпрофздравница Стоимость санаторноку
18. Педагогика в системе наук о человеке1 Психология и педагогика ' науки о человеке
19. 31 ст. 345 33 38; И
20. Роль внешней торговли в международной экономике Международная внешняя торговля древняя и традиционная