Компоновка и расчет трубы. Расчет моста

 

 

 

I.4. Армирование трубы.

 

     Приведем  некоторые положения из СНиПа 2.05.03-84* «Мосты и  трубы».

 

АРМИРОВАНИЕ ТРУБ

 

1).Армирование труб  приведено: типа Т (по заданию)

Примечания: 1.При формовании труб в вертикальном положении допускается опирать цилиндрические арматурные каркасы на поддон форм.

2.Для раструбных труб  допускается раздельное армирование  раструба и цилиндрической части  трубы, при этом цилиндрический  каркас должен устанавливаться  на всю длину трубы.

3. В трубах типов  ТС и ТСП с двойными каркасами  допускается армирование раструбной  части, выполнять по черт. 28.

4.Допускается при соответствующем  технико-экономическом обосновании  армирование труб D_y 1200 мм, по другим утвержденным  в установленном порядке рабочим чертежам, которое обеспечивает  выполнение требований настоящего стандарта по трещиностойкости, прочности и водонепроницаемости труб  без увеличения материалоемкости в том числе  расхода стали.

2).Спецификация арматурных  изделий  и расход стали  на одну трубу диаметром 1000 мм приведены в табл. 14, а диаметром  условного перехода 1200 мм и более – в табл. 15.

3). Форма и размеры арматурных каркасов приведены на черт. 29 – 37 и в табл. 16.

Спецификация и расход стали на арматурные изделия приведены  в табл. 18.

Примечания: Допускается изготовление двухзаходной спирали при необходимости обеспечения замкнутого витка на концах каркаса.

2.Допускается по согласованию  с институтом «Мосинжпроект»  Главмосархитектуры Мосгорисполкома,  изменение арматуры каркаса труб  при условии сохранения формы,  диаметра и длины каркаса, без  увеличения расхода стали.

4.Каркасы К4 и К5  устанавливаемые  в лотке и шелыте  труб D_y  2000 и 2400 мм должны быть равномерно распределены по длине трубы.

5.Для обеспечения проектной  толщины защитного слоя бетона  до арматуры к каркасу следует  прикреплять пластмассовые или  бетонные фиксаторы

6.Изготовление арматурных изделий  следует производить контактной  точечной сваркой в соответствии  с требованиями ГОСТ – 14098 –  85.

7.Спиральную и продольную арматуру  цилиндрических каркасов следует  сваривать между собой в каждом  пересечении или через одно пересечение при объязательном шахматным расположении сварных соединений.

8.Фиксаторы Ф1-Ф3, предназначенные  для соединения арматурных цилиндрических  каркасов между собой следует  устанавливать по периметру каркасов  через два шага продольных  стержней, а по длине:

• В 6 рядов – для труб полезной длиной 4,5 и 5 м
• В 5 рядов – для труб полезной длиной 3,5 м
• В 4 рядов – для труб полезной длиной 3 м

Допускается применение других фиксаторов, обеспечивающих взаимную фиксацию каркасов без увеличения расходов стали.

9.По требованию потребителя  в трубах устанавливают два  закладных изделия марки М1  – предназначенных для защиты  трубопроводов от электрокорозии.

10.На наружной и внутренней  поверхности труб D_y 2000 и 2400 мм без подошвы (см. п.1 приложение 1) вдоль образующих цилиндрической части труб, проходящих по середине зон установки каркасов поперечного армирования, должны быть нанесены несмываемой краской фиксирующие полосы с надписями «лоток» и на диаметральной в противоположной стороне – «шелыга».

         На рис.5 представлено армирование трубы типа Т (по заданию). В Таблице 3 представлены размеры труб типа Т (нужные размеры выделены жирным шрифтом).

         В Таблице 4 представлена классификация  арматурных изделий и расход  стали на одну трубу (нужная нам графа выделена в рамку). Так как нужный нам каркас КП 5 не представлен, мы конструктивно принимаем каркас КП 57 (см. рис.6), размеры которого представлены в Таблице 5 (нужные размеры обведены в рамку).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I.5. Расчет трубы.

 

I.5.1. Исходные данные.

 

Требуется рассчитать железобетонную напорную трубу диаметром (Dy) 600 мм с предварительно-напряженной спиральной и продольной арматурой, изготовляемую по способу виброгидропрессования из бетона марки М500.

Труба предназначается  для напорного водовода с расчетным  внутренним гидравлическим давлением 1 МПа.

Трубопровод укладывается в траншею открытым способом на естественное основание с улучшенным способом опирания. Глубина укладки от поверхности земли до верха трубы 2 м. Уровень грунтовых вод находится на глубине 3,5 м. Грунт основания и засыпки - суглинок мягкий.

Нагрузки Н-18 или НК-80 от транспорта на поверхности земли  рассчитываются на основании "Инструкции по определению нагрузок на подземные трубопроводы".

Длина трубы 5000 мм. Расстояние между анкерами продольной арматуры 5180 мм.

Соединение труб в  трубопроводе - гибкое, с применением уплотнительных колец. Толщина стенки трубы 75 мм.

Спиральная арматура из высокопрочной стальной гладкой проволоки класса В-П (ГОСТ7346-63). Продольная арматура из проволоки высокопрочной периодического профиля класса Вр-П (ГОСТ 8480-63)(Г О С Т 6482-88)

Определяем внешние  вертикальные нагрузки, действующие  на трубу, согласно "Инструкции по определению нагрузок на подземные трубопроводы".

 

I.5.2. Определение расчетных вертикальных нагрузок от давления грунта.

 

Расчетную вертикальную нагрузку от давления грунта определяем по формулам:

 

а) при укладке труб в траншею:

Q’_в=1,2 _грHВ_H К_тр  (1)

 

а) при укладке труб в насыпь:

 

Q’_в=1,2 _грHВ_H К_тр  (2) 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

Если удовлетворяется условие  BK_тр > D_HK_H, то вместо формулы (1) следует пользоваться формулой (2).

 

В данном случае 1,2 - коэффициент  перегрузки; _гр =1,85 объемный вес грунта засыпки, т/м³, который принимаем по табл. для категории грунта Г-IV; Н=2 - глубина заложения трубы, считая от верха трубы, м (согласно заданию); D_H - наружный диаметр трубы, м, равный D_H= D_y + 2А = 1000 + 75x2 = 1150 мм; 5=3,13 ширина траншеи на уровне верха трубы, м, принимаемая по СНиП Ш-30-74;

К_тр= 0,869 - коэффициент, зависящий от отношения   и от категории грунта засыпки, принимаемый в соответствии с таблицей; В_ср=4,13 - ширина траншей на уровне середины расстояния между поверхностью земли и верхом трубы, м;

- коэффициент, учитывающий разгрузку грубы грунтом, находящимся в пазухах между стенками траншеи и трубопроводом, определяемый по формуле:

      (3)

Если коэффициент  получается меньше величины , то он принимается равным величине . В данном случае это условие выполняется;

К_r - коэффициент, зависящий от вида грунта основания и от способа опирания трубы, определяемый для всех труб, кроме стальных и полиэтиленовых, при

< 0,5 таким, как при  = 0,5 и > 0,5 по

табл. и при 0,5 < < 2,5 по формуле:

K’_H= 1,04[K_H – 0,04 – (K_H – 1)

];        (4)

где К_н. =1,45 принимаем по табл. для угла опирания =90°;

>1 в расчетах следует принимать  это значение равным единице;

р_гр - параметр, характеризующий жесткость грунта засыпки, по формуле:

 

р_гр=0,125 Е_гр    (5)

 

Р_л - параметр, характеризующий жесткость трубопровода, определяемый по формуле:

Е_гр =

 

Е_гр=25- модуль деформации грунта, принимаемый по табл.; v - модуль упругости и коэффициент Пуассона материала трубопровода 3,5x10⁵ и 0,17; -    толщина стенки трубы, см; D_c- средний диаметр поперечного сечения, см;

xDн =0,0018 часть вертикального диаметра, располагаемая выше плоскости основания (дна траншеи), м, а х - коэффициент выступания трубопровода из основания.

Подставив найденные значения в формулы (1) и (2) получаем:

 

;

 

 

Вертикальная нагрузка от давления грунта равна:

 

Q”_B=1,2*1,85*2*1,15*1,43=7,302 тс/м².

 

 

I.5.3. Определение расчетной вертикальной нагрузки от собственной массы трубопровода и массы транспортируемой жидкости

 

а)  От собственной  массы трубопровода:

 

Q_T= 1,1

тс/м²              (6)

 

n=1,1    - коэффициент перегрузки;

 =0,075 - толщина стенки трубопровода, м;

D_M и D_e - внутренний и наружный диаметры трубопровода (см. выше);

_т =2,5   - объемный вес материала трубопровода (см. табл. 14), тс/м³.

 

б) От массы жидкости:

 

Q_T = 1,1

=0,863тс/м²         (7)

 

_В=1,0 –объемный вес воды, тс/м³.

 

 

I.5.4. Определение расчетных горизонтальных нагрузок на трубу от бокового давления грунта

 

а)   При укладке  труб в траншею:

 

т = 0,9*1,85*2*1,15*0,15 = 0,575 тс/м²   (8)

 

б)   При укладке  труб в насыпь:

 

тс/м²            (9)

 

где _т и _п - коэффициенты, определяемые по табл.

 

 

I.5.5. Определение расчетной вертикальной и горизонтальной нагрузки, действующей на трубопровод от автомобильного и гусеничного транспорта.

 

а) Вертикальная нагрузка:

 

1,1*2,55*1,15*1*1,43 = 4,62тс/м²             (10)

                                                                                                                                                                                                                                                                               

б)  Горизонтальная нагрузка:

 

=q_aD_H =2,55*1,1 5*1*03 =0,88 тс/м²              (11)

                                                                                                                                                                                                                                                                                

где n =1,4 - коэффициент перегрузки для автомобильной нагрузки;

 n -1, 1 - то же, для гусеничной нагрузки;

=1 - динамический коэффициент, зависящий от глубины укладки H, принимаемый равным единице для H 1,0м; q,=2,55 т/м по табл.

 

Определяем вертикальную эквивалентную  приведенную внешнюю нагрузку от давления грунта и транспорта по формуле:

 

P_экв.=

Q_В 0,5*O,85* (4,62 +7,302) =5,125 тс/м      (12)

                                                                                                                                                                                                                                        

где =0,5 - коэффициент приведения нагрузки, принимаемый по табл.;

=0,86 - коэффициент, учитывающий  боковое давление грунта, принимаемый по табл.

 

Определяем вертикальную эквивалентную приведенную внешнюю нагрузку от собственной массы трубы и массы наполнителя по формуле: