Компоновка и расчет трубы. Расчет моста

 

a=0,0575 - коэффициент, который определяем по графику ... при значениях ki = 0,0656*15,5 = =1,016.

 

 В данном случае

 

, где 0,23 =4,62 см

где i = 15,5 - длина неразъемной части втулочного участка трубы,

р'_а - величина эквивалентного равномерно распределенного давления от спиральной арматуры.

р'_а=

                  (49)

 

Подставив значения в  формулу (49), получаем

 

р'_а =

 

В данном случае

 

отношение модуля упругости арматуры к начальному модулю упругости бетона; =3000 кгс/см² предварительное напряжение в витках спиральной арматуры, расположенной на втулочном конце трубы. Подставив значения в формулу (48), получаем:

 

M_в^я =0,0575*13,3*53,75*7,5 = 308,3 кгс см/см

 

Расчет по образованию  кольцевых трещин в сечении трубы производим по формуле:

 

M_в^я

R_бW_k+M ^я_0.б            (50)

где  W_H  =1,75 b    - момент сопротивления поперечного сечения полоски,

шириной 1 см, определенной с учетом неупругих свойств бетона, см³/см; R₆ - расчетное сопротивление бетона, обжатого в поперечном направлении, кгс/см².

В данном случае для первого  приближения принимаем высоту сечения h_б.п. = h = 7,5 см, тогда

 

W_k=1,75 см²/см

 

(51)

 

Момент равнодействующей усилий обжатия определим, из формулы (50), подставив в нее соответствующие значения:

 

M^я_об = M^я_в - R_б W_k = 308,3 - 18,53 * 16,4 = 4,4 кгс см/см.

 

 

 

Величину напряжения в бетоне на рассматриваемом участке определим по формуле:

 

    (52)

 

Проверяем по формуле:

 

=

 

Принимаем -15 кгс/см².

 

Площадь кольцевого (поперечного) сечения трубы определим по формуле:

 

0,2532 м²  = 2532 см² (53)

 

Величину растягивающего усилия в кольцевом (поперечном) сечении трубы, определим по формуле:

 

N_пр=

15*2532=37980кгс.           (54)

                                                                                                                                                                                                                                                                              

Принимаем d=5 - диаметр напрягаемой продольной арматуры, _оп=0,65R_a^H - величину предварительного напряжения продольной арматуры.

В данном случае R_a^H =16 000 кгс/см² - нормативное сопротивление арматуры класса Вр-П (см, табл. 20 главы СНиП П-21-75). Подставив значения в формулу, получаем:

 

= 0,65 * 16 000 = 10 400 кгс/см².

 

Принимаем, что потери предварительного напряжения в продольной арматуре составляют 15%, тогда величина предварительного напряжения будет  равна:

 

 δ'₀₂= 0,85-10 400 = 8830 кгс/см².

 

Величина силы обжатия  от одного арматурного стержня составляет:

 

= 0,196* 8830 = 1733 кгс.   (55)

 

Определяем требуемое  число стержней продольной арматуры по формуле:

 

m =

  (56)

Принимаем м =22 - число  продольных напрягаемых стержней, равномерно распределенных по периметру кольцевого сечения трубы.

При строительстве ненапрягаемой продольной арматуры следует учитывать дополнительные полосы сечением 20*0,7 мм в 18 шт., равномерно распределенных по периметру кольцевого сечения трубы.

 

Площадь напрягаемой  арматуры составляет:

 

F_ап = mf_ап = 22 * 0,196 - 4,3 см²    (57)

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

Площадь длины средней  окружности кольцевого сечения трубы:

 

F_н.п=

см²/см  (58)

 

Площадь ненапрягаемой  продольной полосы составит:

 

F_a.n = if_H =18 * 0,07 (2,0 - 0,6) = 1,76 см²            (59)

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

Площадь на 1 см длины  средней окружности кольцевого сечения:

 

см²/см    (60)

 

Площадь кольцевого приведенного сечения трубы определяем по формуле:

 

F_б.п.к=F_б.к+nF_н.п+ n_аFн_.п = 2532 + 6,06 * 4,3 + 6,36 * 1,76 = 2569 см²   (71)

 

То же а 1 см длины средней окружности кольцевого сечения трубы:

 

F`<sub>б.п.к</sub> =bh+nF`_н.п+n_aF`_а.п= 1 *7,5+6,06 * 0,0127+6,36*0,0052=7,61см²/см.     (72)

 

Статический момент кольцевого приведенного сечения определяем по формуле:

 

S`_6/п.к= 6,06* 0,0127(7,5 - 2,5) + 6,36 * 0,0052(7,5 - 2,1) = 28,69 см³/см.      (73)

 

Расстояние от внутренней грани кольцевого приведенного сечения до его центра тяжести определяем по формуле:

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

У_{ц. т .к}=

    (74)

 

 

Эксцентриситет приложения силы обжали относительно центра тяжести приведенного сечения определяем по формуле:

 

= У_{ц. т .к} - =3,77 - = 0,02 см        (75)

 

Потери напряжения в  продольной арматуре определяем по формулам таблицы:

 

от релаксации напряжений арматуры

 

(76)

 

от деформации анкеров

 

= E_а =       (77)

 

где i =6180 -  расстояние между анкерами продольной арматуры в мм (согласно заданию).

Напряжение в продольной арматуре после проявления первых потерь равно:

 

8815 кгеУсм²       (78)

 

Усилие обжатия бетона с учетом первых потерь определяем формуле:

 

N_ск =( ) F_н.п = 8815 * 4,3 = 37904 = 37,904 тс.    (79)

 

То же на 1 см длины средней окружности кольцевого сечения трубы:

 

N`_ок =

= 8815x0,0127= 112 кгс/см²                 (80)

 

Напряжение в бетоне после проявления первых потерь определяем по формуле:

 

(81)

 

Момент от силы обжатия  определим по формуле:

 

М _о.б  = N`_ок (e _ок + r_я) = 112

(82)

 

 

Итого:

 

М^я_в < 18,53 * 16,4-1-142,2=446, т.е. 308,3 < 446 кгс см/см.

 

 Условие трещиностойкости кольцевого сечения трубы обеспечено.

 

 

 

 

 

 

Часть II. Расчет моста.

 

II.1. Общая часть.

 

Курсовой проект на строительство  мостового перехода через р.Алгашка  в д.Русские Алгаши Шумерлинского  района Чувашской Республики разработан на основании задания выданном преподавателем кафедры Транспортных Сооружений Жиренковым А.Н.

 

II.1.1. Технические нормативы.

 

Проект разработан в  соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-85 «Автомобильные дороги», СНиП 2.07.01-89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских  и сельских поселений» и СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы».

В соответствии с категорией дороги V приняты следующие технические нормативы:

ширина земляного полотна  – 8,0 м

ширина проезжей части  – 4,5 м

расчетная скорость движения  –  30 км/ч

наибольший продольный уклон – 80 %

наименьший радиус кривой в плане  – 50 м

наименьший радиус вогнутой кривой  – 1200 м

наименьший радиус выпуклой кривой  – 1500 м

Нагрузка для расчета  прочности конструкции дорожной одежды принята для автомобилей  группы «А».

 

II.1.2. Краткая характеристика района проложения трассы.

 

Проектируемый мостовой переход расположен в д.Русские  Алгаши и проходит по землям Русско-Алгашинской  сельской администрации. На момент проведения изысканий имеется существующий деревянный мост, находящийся в аварийном состоянии.

 

II.1.3. Климат.

 

Проектируемый мостовой переход расположен в III дорожно-климатической зоне и характеризуется следующими показателями:

годовое количество осадков  – 485 мм

среднегодовая температура  воздуха - /+2,9^о/

средняя температура  июля - /+18^о/

средняя температура  января - /-13^о/

расчетная глубина снегового  покрова – 60 см

расчетная глубина промерзания  – 160 см

самая ранняя дата образования  снегового покрова – 30 октября

самая поздняя дата разрушения снегового покрова – 2 мая

преобладающее направление ветра – юго-западное

 

II.1.4. Инженерно-геологические  условия.

 

1. Проектируется мостовой  переход через р. Алгашка в  д.Русские Алгаши Шумерлинского  района. Проектируемый мост двухпролетный   железобетонный.

2. На участке перехода  выделяется низкая (отм. 47,0 м-48,0 м) и высокая  (50,0-51,0) поймы. Уступ к высокой пойме сглаженный  высотой 1,5-2,0 м. Поверхность высокой  поймы с промоинами, бугристая, с незначительным наклоном к руслу реки. Низкая пойма шириной 30-60 м заболочена по обеим сторонам  от русла. Русло реки на данном участке шириной 16-20 м, глубиной до 0,3-05 м. Урез воды-на отметке 46,83 м. Выше по течению в 60 м от существующего деревянного моста по левому борту- заболоченная старица. Опоры моста будут сооружены в пределах низкой поймы.

3. Опасные геологические  процессы и явления представлены  слабой речной эрозией и заболачиванием  понижений на пойме.

4. До глубины 11,0-11,7 м на исследованным участке  аллювий (АIII-IY) представлен преимущественно песчаными отложениями, в интервале 3,3-6,2 м (отм. 45,0-42,0 м) залегают глины легкие темно-серые мягко-текучепластичные. Пески желтовато-серые, кварцевые, преимущественно средней крупности, водоносные, в кровле глинистые. Аллювиальные отложения (АIII-IY) подстилаются юрскими карбонато-глинистыми отложениями (J₂)-мергелем зеленовато-серым, трещиноватым, выветрелым глинистым. Условия залегания представлены на инженерно-геологическом разрезе.

5. Гидрогеологические  условия участка работ характеризуются  наличием безнапорного аллювиального  водоносного горизонта, тесно связанного с поверхностными водами. На устойчивость проектируемого сооружения будут влиять в основном гидрологические условия, которые здесь не рассматриваются. По химическому составу вода в р.Алгашка пресная, гидрокарбонатная, кальциевая, умеренно жесткая, слабокислая, к бетону нормальной водонепроницаемости неагрессивная по всем основным показателям (по результатам изысканий 2004 г).

6. На данном участке  выделено 3 инженерно-геологических  элемента (ИГЭ):

• ИГЭ № 2 –  песок средней крупности, водонасыщенный;
• ИГЭ  № 1 – глина легкая с прослоями песка мягкопластичная;
• ИГЭ № 3 – мергель выветрелый, глинистый.

 

Таблица № 1

Показатели	Ед. измер.	ИГЭ № 1	ИГЭ № 2	ИГЭ № 3
1	2	3	4	5
1. Грансостав
А/ песчаная фракция (2-0,05)			99,6
Б/ пылеватая фракция (0,05-0,05)			0,2
В/глинистая фракция (<0,005)			0,2
2. Пластичность:
А/ предел текучести, W L	%	47	23	33
Б/ предел раскатывания, Wр	%	27	-	19
В/ число пластичности, Iр	%	20	-	14
2. Природная влажность, Wе	%	40	-	16
3.Консистенция, IL	-	0,50-0,75	-	< 0
4. Плотность, р	г/см3	1,77	-	-
5. Коэффициент пористости, е	-	1,2	-	-
6. Сцепление, с (СНиП 2.02.01-83*)	кПа	13	2	-
7. Угол внутреннего  трения,	град	8	32	-
8. Модуль общей деформации, Ео (СНиП 2.02.01-83*)	МПа	6	28
9. Условные расчетные  нагрузки, Rо (СНиП 2.02.01-83*)	кПа	130	300-400	300