Деревянный мост под автомобильную дорогу
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Мая 2013 в 08:42, курсовая работа
Описание
Временная подвижная нагрузка – А8, ось А11 и НГ-60.
Древесина для конструкций моста принята 1-го сорта с влажностью не
более 25%.
Порода древесины – пихта.
Предельная длина бревен для конструкции – 7,0 м.
Нижний настил проезжей части моста – из пластин.
Предельный диаметр бревен в тонком конце – 0,36 м.
Рассчитать промежуточную опору – пространственную.
Данные о профилях перехода:
Содержание
1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
3
2 СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ МОСТА
5
2.1 Определение величины и количества пролетов моста
5
2.2 Размещение моста на профиле препятствия
5
3 РАСЧЕТ ПРОГОНОВ
8
3.1 Расчетная схема прогонов
8
3.2 Нормативные нагрузки на пролетное строение
8
3.3 Коэффициент поперечной установки
10
3.4 Расчетные изгибающие моменты в прогоне
12
3.5 Подбор сечения прогонов
15
3.6 Расчет прогонов на прогиб
16
4 РАСЧЕТ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ
18
4.1 Расчетная схема настила и нагрузки на него
18
4.2 Изгибающие моменты
18
4.3 Подбор сечения настила
19
5 РАСЧЕТ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОПОРЫ
21
5.1 Давление на один ряд свай или стоек в опоре
21
5.2 Расчет стойки
23
5.3 Расчет сваи
25
5.4 Расчет насадки
27
5.4.1 Расчет насадки на смятие
27
5.4.2 Расчет насадки на изгиб
30
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
34
Работа состоит из 2 файла
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Мосты и тоннели»
«Деревянный мост под автомобильную дорогу»
Москва 2011г.
2
СОДЕРЖАНИЕ
1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
3
2 СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ МОСТА
5
2.1 Определение величины и количества пролетов моста
5
2.2 Размещение моста на профиле препятствия
5
3 РАСЧЕТ ПРОГОНОВ
8
3.1 Расчетная схема прогонов
8
3.2 Нормативные нагрузки на пролетное строение
8
3.3 Коэффициент поперечной установки
10
3.4 Расчетные изгибающие моменты в прогоне
12
3.5 Подбор сечения прогонов
15
3.6 Расчет прогонов на прогиб
16
4 РАСЧЕТ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ
18
4.1 Расчетная схема настила и нагрузки на него
18
4.2 Изгибающие моменты
18
4.3 Подбор сечения настила
19
5 РАСЧЕТ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОПОРЫ
21
5.1 Давление на один ряд свай или стоек в опоре
21
5.2 Расчет стойки
23
5.3 Расчет сваи
25
5.4 Расчет насадки
27
5.4.1 Расчет насадки на смятие
27
5.4.2 Расчет насадки на изгиб
30
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
34
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Чертеж «Схема моста»
35
2 Чертеж «Конструкции моста»
36
3
1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Мост запроектирован через овраг с периодически действующим водото-
ком.
Мост расположен на прямом горизонтальном участке автомобильной до-
роги.
Наименование грунта – глинистый при показателе констистенции I
L
=0,5.
Категория дороги – IV.
Габарит моста – Г-8.
Отверстие моста – 42,0 м.
Возвышение верха проезжей части над уровнем воды – 5,5 м.
Интенсивность постоянной нагрузки проезжей части моста – 2,15 кН/м
2
.
Временная подвижная нагрузка – А8, ось А11 и НГ-60.
Древесина для конструкций моста принята 1-го сорта с влажностью не
более 25%.
Порода древесины – пихта.
Предельная длина бревен для конструкции – 7,0 м.
Нижний настил проезжей части моста – из пластин.
Предельный диаметр бревен в тонком конце – 0,36 м.
Рассчитать промежуточную опору – пространственную.
Данные о профилях перехода:
Отметки поверхности грунта, м:
а – 61,2
б – 57,6
в – 57,1
г – 56,0
д – 57,5
е – 57,6
ж – 60,8
Расстояние между отметками, м:
а-б – 16,0
4
б-в – 30,0
в-г – 10,0
г-д – 8,0
д-е – 15,0
е-ж – 11,0
Отметка уровня воды – 57,6м.
5
2 СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ МОСТА
2.1 Определение величины и количества пролетов моста
Величина пролетов моста l принимается на 0,6 м меньше заданной пре-
дельной длины бревен 7 м [1].
= 7 − 0,6 = 6,4 м.
Требуемое количество пролетов моста:
тр
=
+ 3
−
−
, (2.1)
где
= 42 м - заданное отверстие моста;
= 5,5 м - возвышение верха проезжей части над уровнем воды;
= 0,36 м - ширина опоры моста.
тр
=
42 + 3 ∙ 5,5 − 0,36
6,4 − 0,36
= 9,62.
Принимается десять пролетов.
2.2 Размещение моста на профиле препятствия
При десяти пролетах моста предварительная длина моста составляет 64
м. Для обеспечения продольной устойчивости моста принимается три башен-
ных опоры шириной:
́
=
△
4
=
5,5
4
= 1,375 ∼ 1,5 м.
Расстояние между осями береговых опор:
= ∙ +
′
, (2.2)
= 10 ∙ 6,4 + 3 ∙ 1,5 = 68,5 м.
Длины левой и правой части моста, отложенные от тальвега:
6
л
= ∙
л
;
п
= ∙
п
, (2.3)
где = 63 м – полная ширина водотока (рис.2.1);
л
= 40 м – левая часть водотока (см. рис.2.1);
п
= 23 м – правая часть водотока (см. рис.2.1).
л
= 68,5 ∙
40
63
= 43,5 м (рис.2.2);
п
= 68,5 ∙
23
63
= 25 м (см.рис.2.2).
Рисунок 2.1 – Профиль перехода моста
7
Р
ис
унок
2.
2
–
С
хе
м
а
м
ос
т
а
8
3 РАСЧЕТ ПРОГОНОВ
3.1 Расчетная схема прогонов
Принимается расстояние b
1
между осями внешних прогонов равным
8+1,5=9,5 м. Число прогонов n
пр
принимается равным 12, с одинаковым рассто-
янием между соседними осями, равным 0,86 м.
Расчетная схема прогона представляет собой простую (разрезную) балку
расчетным пролетом равным расстоянию между насадками смежных опор
l=6,4м. Поперечное сечение моста, фасад, расчетная схема прогонов, линия
влияния изгибающего момента посередине пролета приведены на рисунке 3.1.
3.2 Нормативные нагрузки на пролетное строение
Интенсивность нормативной постоянной нагрузки на пролетное строе-
ние:
п
=
∙ , (3.1)
где
= 2,15 кН/м² - заданная интенсивность постоянной нагрузки проезжей
части моста;
= 9,9 м - полная ширина моста.
п
= 2,15 ∙ 9,9 = 21,285 кН/м.
9
Рисунок 3.1 – Схема пролетного строения моста:
а - поперечное сечение;
б - фасад;
в - расчетная схема прогонов;
г - линия влияния изгибающего момента.
10
3.3 Коэффициент поперечной установки
Габарит моста по заданию - Г-8.
Ширина проезжей части - nb=6,0 м [2].
Максимально допустимое смещение центра тяжести временной подвиж-
ной нагрузки в поперечном направлении относительно продольной оси моста -
эксцентриситет - будет для одной колонны А8, в наибольшей степени загружа-
ющей крайний прогон:
а) при расчетах по прочности (рис.3.2, а):
крайняя полоса нагрузки А8:
=
Г
2
− 1,5 =
8
2
− 1,5 = 2,5 м; (3.2)
другая полоса нагрузки А8:
=
− 3 = 2,5 − 3 = −0,5 м. (3.3)
б) при расчетах по прогибам (см. рис.3.2, б):
крайняя полоса нагрузки А8:
=
2
− 1,5 =
6
2
− 1,5 = 1,5 м; (3.4)
другая полоса нагрузки А8:
=
− 3 = 1,5 − 3 = −1,5 м. (3.5)
в) для нагрузки НГ-60 (см. рис.3.2, в):
=
Г − B
н
2
− 0,25 =
8 − 3,3
2
− 0,25 = 2,1 м. (3.6)
11
Рисунок 3.2 – Схема для определения величины эксцентриситета:
а - при загружении колоннами А8 для расчета по прочности;
б - то же для расчета по прогибам;
в - при загружении нагрузкой НГ-60.
Коэффициент поперечной установки для каждого вида из нагрузок:
К
пу
=
1
пр
+
∙
²+ ² + ² + ² + ² + ²
, (3.7)
где
пр
= 12 - количество прогонов в поперечном сечении моста;
- расстояние между осями каждой пары прогонов (см. рис.3.1, а).
а) при расчетах по прочности:
крайняя полоса нагрузки А8:
12
К
пу
=
1
12
+
2,5 ∙ 9,46
9,46² + 7,74² + 6,02² + 4,3² + 2,58² + 0,86²
= 0,195;
другая полоса нагрузки А8:
К
пу
=
1
12
+
−0,5 ∙ 9,46
9,46² + 7,74² + 6,02² + 4,3² + 2,58² + 0,86²
= 0,061.
б) при расчетах по прогибам:
крайняя полоса нагрузки А8:
К
пу
=
1
12
+
1,5 ∙ 9,46
9,46² + 7,74² + 6,02² + 4,3² + 2,58² + 0,86²
= 0,150;
другая полоса нагрузки А8:
К
пу
=
1
12
+
−1,5 ∙ 9,46
9,46² + 7,74² + 6,02² + 4,3² + 2,58² + 0,86²
= 0,016.
в) для нагрузки НГ-60:
К
пу
=
1
12
+
2,1 ∙ 9,46
9,46² + 7,74² + 6,02² + 4,3² + 2,58² + 0,86²
= 0,177.
3.4 Расчетные изгибающие моменты в прогоне
Расчетный изгибающий момент посередине одного прогона от постоян-
ной нагрузки:
М
п
=
∙
п
пр
∙ А, (3.8)
где
= 1,2 - коэффициент надежности по постоянной нагрузке для деревян-
ных конструкций;
А =
8
=
6,4
8
= 5,12 м − площадь линии влияния изгибающего момента
посредине пролета (см. рис. 3.1,г).
М
п
= 1,2 ∙
21,285
12
∙ 5,12 = 10,898 кН ∙ м.
Расчетный изгибающий момент посередине пролета от одной полосы
нагрузки А8:
М
вр
= К
пу
∙
∙
∙ ∙ (
+ ) +
∙
∙ ∙
, (3.9)
13
где Р = 9,81 ∙ К = 9,81 ∙ 8 = 78,48 кН - нагрузка на ось тележки А8 (рис.3.3, а);
= 0,98 ∙ = 0,98 ∙ 8 = 7,84 кН/м - интенсивность равномерно распределен-
ной части нагрузки А8 (см. рис.3.3, а);
s = 1 - коэффициент полосности для крайней полосы для нагрузки А8;
s = 1 - для тележки А8 для другой полосы;
s = 0,6 - для равномерно распределенной части нагрузки А8 другой полосы;
- коэффициент надежности по временной подвижной нагрузке:
для тележки А8:
= 1,50 − 0,01 ∙ (при
≤ 30 м), (3.10)
где
= = 6,4 м - длина загружения.
= 1,5 − 0,01 ∙ 6,4 = 1,436.
для равномерно распределенной части нагрузки А8:
= 1,2.
м
=
4
=
6,4
4
= 1,6 − максимальная ордината линии влияния (см. рис. 3.1, г);
=
4
− 0,75 =
6,4
4
− 0,75 = 0,85 − ордината на расстоянии 1,5 м от
м
.
Крайняя полоса А8:
М
вр
= 0,195 ∙ (1 ∙ 1,436 ∙ 78,48 ∙ (1,6 + 0,85) + 1 ∙ 1,2 ∙ 7,84 ∙ 5,12) =
63,234 кН ∙ м;
Другая полоса А8:
М
вр
= 0,061 ∙ (1 ∙ 1,436 ∙ 78,48 ∙ (1,6 + 0,85) + 0,6 ∙ 1,2 ∙ 7,84 ∙ 5,12) =
18,606 кН ∙ м.
Расчетный изгибающий момент посередине прогона от нагрузки НГ-60:
М
вр
= К
пу
∙
∙ ∙ ,
(3.11)
где
= 1 - коэффициент надежности по нагрузке;
= 111,88 кН/м - интенсивность эквивалентной нагрузки от НГ-60 для длины
загружения = = 6,4 м [2].
14
М
вр
= 0,177 ∙ 1 ∙ 111,88 ∙ 5,12 = 101,39 кН ∙ м.
Расчетный изгибающий момент:
М = М
п
+ ∑М
вр
,
(3.12)
где ∑М
вр
- воздействие всех полос нагрузки А8 или одиночной нагрузки НГ-60.
Нагрузка А8:
М = 10,898 + 63,234 + 18,606 = 92,738 кН ∙ м.
Одиночная нагрузка НГ-60:
М = 10,898 + 101,39 = 112,288 кН ∙ м.
Рисунок 3.3 – Схемы нагрузок от подвижного состава
а - автомобильная нагрузка А8 в виде полосы равномерно распределен-
ной нагрузки интенсивностью v и одиночной тележки с давлением на ось P;
б - одиночная ось для проверки проезжей части мостов, проектируемых
под нагрузку А8;
15
в - тяжелая одиночная нагрузка НГ-60.
3.5 Подбор сечения прогонов
Требуемый момент сопротивления прогонов:
тр
=
М
, (3.13)
где
= 17700 ∙ 0,8 = 14160,0 кН/м - расчетное сопротивление древесины
породы «Пихта» изгибу для элементов из бревен естественной коничности [3].
тр
=
112,288
14160
= 0,00793 м .
Принимается число бревен в одном прогоне
бр
= 2.
Требуемый расчетный диаметр бревна посредине длины прогона:
р
= 2,17 ∙
тр
бр
(3.14)
р
= 2,17 ∙
0,00793
2
= 0,343 м.
Диаметр бревна прогона в тонком конце с учетом его коничности:
=
р
− 0,004 ∙ ( + 0,6) (3.15)
= 0,343 − 0,004 ∙ (6,4 + 0,6) = 0,315 м.
Принимается d=0,32 м, который меньше заданного 0,36 м, тогда
р
= 0,348 м (рис. 3.3).
Расчетный момент сопротивления прогона:
=
бр
∙ 0,096 ∙
р
(3.16)
W = 2 ∙ 0,096 ∙ 0,348 = 0,00809 м .
16
Проверка прочности прогона по нормальным напряжениям:
=
М
≤
(3.17)
=
112,288
0,00809
= 13880,0 кН/м <
= 14160,0 кН/м .
Полученное напряжение меньше расчетного сопротивления на 2 %, проч-
ность прогона обеспечена.
3.6 Расчет прогонов на прогиб
Прогиб прогонов определяется от нормативной вертикальной подвижной
временной нагрузки А8:
от тележки, принимаемой в виде сосредоточенной силы весом 2Р [2]:
= К
пу
+ К
пу
∙ 2Р (3.17)
Q = (0,150 + 0,016) ∙ 2 ∙ 78,48 = 26,055 кН.
от веса равномерно распределенной части нагрузки [2]:
= К
пу
∙ 0,1 ∙ Р + К
пу
∙ 0,6 ∙ 0,1 ∙ Р (3.18)
= 0,15 ∙ 0,1 ∙ 78,48 + 0,016 ∙ 0,6 ∙ 0,1 ∙ 78,48 = 1,253 кН/м.
Проверка относительно прогиба:
=
1
48
∙
∙
∙
+
5
384
∙
∙ ³
∙
≤
, (3.19)
где E = 9810000 кН/м - модуль нормальной упругости древесины;
=
бр
∙ 0,048 ∙
р
= 2 ∙ 0,048 ∙ 0,348 = 0,001408 м - момент инерции про-
гона из бревен;
17
=
1
200
= 0,005 − допускаемый относительный прогиб.
=
1
48
∙
26,055 ∙ 6,4
9810000 ∙ 0,001408
+
5
384
∙
1,253 ∙ 6,4³
9810000 ∙ 0,001408
= 0,002 < 0,005.
Условие выполняется, расчет прогонов закончен.
Рисунок 3.4 – Конструкция двухъярусного прогона
18
4 РАСЧЕТ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ
4.1 Расчетная схема настила и нагрузки на него
В качестве расчетной схемы поперечного рабочего настила принимается
простая балка. Нагрузкой на настил является одиночная ось нагрузки А11. Вли-
яние собственного веса и веса дорожного покрытия не учитывается. Расчетная
схема настила приведена на рис.4.1, б.
1 - защитный и распределительный из досок;
2 - поперечный настил из пластин;
3 - двухъярусный прогон.
Рисунок 4.1 – К расчету проезжей части:
а - эскиз настила;
б - расчетная схема настила.
4.2 Изгибающие моменты
Изгибающий момент в одном элементе поперечного настила:
=
∙
16 ∙
н
∙ (2 − ), (4.1)
19
где
= 1,2 - коэффициент надежности по нагрузке для мостов под нагрузку
А8;
н
= 2 - количество элементов настила, одновременно воспринимающих дав-
ление колеса;
Р = 9,81 ∙ К = 9,81 ∙ 11 = 107,91 кН - нагрузка одиночной оси тележки А11 [2];
l = 0,86 м - расчетный пролет настила;
t = 0,6 м - ширина обода колеса тележки А11 (рис.3.3, б.).
=
1,2 ∙ 107,91
16 ∙ 2
∙ (2 ∙ 0,86 − 0,6) = 4,53 кН ∙ м.
4.3 Подбор сечения настила
Требуемый момент сопротивления одного элемента настила:
тр
=
, (4.2)
где
= 15700 ∙ 0,8 = 12560,0 кН/м - расчетное сопротивление древесины
породы «Пихта» изгибу для элементов из окантованных бревен [3].
тр
=
4,53
12560
= 0,000361 м .
Для настила из пластин вычисляется минимальный диаметр пластины:
≥ 3,5
тр
(4.3)
≥ 3,5 ∙ 0,000361 = 0,25 м.
Принимается по сортаменту диаметр пластины d = 0,26 м.
Расчетный момент сопротивления пластины:
= 0,0238 (4.4)
20
= 0,0238 ∙ 0,26 = 0,000418 м .
Проверка прочности настила:
=
≤
(4.5)
4,53
0,000418
= 10829,32 кН/м ≤
= 12560,0 кН/м .
Полученное напряжение меньше расчетного сопротивления, прочность
настила обеспечена.
21
5 РАСЧЕТ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОПОРЫ
5.1 Давление на один ряд свай или стоек в опоре
Линия влияния для определения давления от нагрузок изображена на
рис.5.1.
Рисунок 5.1 – Схемы к расчету пространственной опоры:
а- схема пространственной опоры;
б - линия влияния давления на ряд свай (стоек) опоры;
в - линия влияния давления на одну сваю (стойку).
Длина загружаемого участка линии влияния:
= + 0,5 , (5.1)
где = 6,4 м - расчетный пролет прогонов;
с = 1,5 м - расстояние между рядами свай (стоек).
22
= 6,4 + 0,5 ∙ 1,5 = 7,15 м.
Площадь загружаемого участка:
А =
( + 0,5 )
2
(5.2)
А =
(6,4 + 0,5 ∙ 1,5)
2 ∙ 6,4
= 3,994 м .
Давление на один ряд свай (стоек) от постоянной нагрузки (от веса про-
летного строения):
п
=
∙
п
⋅ ,
(5.3)
где
= 1,2 - коэффициент надежности по нагрузке для деревянных конструк-
ций;
п
= 21,285 кН/м - нормативная интенсивность постоянной нагрузки по фор-
муле (3.1).
п
= 1,2 ∙ 21,285 ⋅ 3,994 = 102,015 кН.
Ординаты линий влияния при загружении нагрузкой А8:
м
=
+ 0,5с
=
7,15
6,4
= 1,117 − максимальная ордината линии влияния;
=
+ 0,5с − 1,5
=
7,15 − 1,5
6,4
= 0,883 − ордината на расстояни 1,5 м от
м
.
Равномерно распределенной частью нагрузки А8 загружается линию вли-
яния по всей ее длине (см. рис.5.1, б).
Давление на один ряд стоек (свай) одной полосы нагрузки А8:
в
=
∙
∙ ∙ (
+ ) +
∙
∙ 0,1 ∙ Р ∙ ,
(5.4)
где
= 1 - коэффициент полосности;
23
= 1,5 − 0,01 ∙ 7,15 = 1,429 - коэффициент надежности для тележки А8,
определяемый по формуле (3.10);
= 1,2 - коэффициент надежности для равномерно распределенной части
нагрузки А8;
Р = 78,48 кН - нагрузка на ось тележки А8 [2].
в
= 1 ∙ 1,429 ∙ 78,48(1,117 + 0,883) + 1 ∙ 1,2 ∙ 0,1 ∙ 78,48 ∙ 3,994 = 261,91 кН.
Давление на один ряд свай (стоек) от нагрузки НГ-60:
в
=
∙ ∙ ,
(5.5)
где
= 1 - коэффициент надежности по нагрузке;
= 107,05 кН/м - интенсивность эквивалентной нагрузки от НГ-60, определя-
емая в зависимости от длины загружения (см. рис.5.1, б).
в
= 1 ∙ 107,05 ∙ 3,994 = 427,558 кН.
5.2 Расчет стойки
Расчетное усилие в одной стойке (свае):
=
п
+ К
пу
∙
в
, (5.6)
где
= 12 - количество стоек в одном ряду.
К
пу
- коэффициент поперечной установки для стоек (свай), определенный по
формуле (3.7) для каждого вида из нагрузок.
Для нагрузки А8:
К
пу
= 0,195;
=
102,015
12
+ 0,195 ∙ 261,91 = 59,574 кН.
Для нагрузки НГ-60:
К
пу
= 0,177;
24
=
102,015
12
+ 0,177 ∙ 427,558 = 84,179 кН.
Предварительный диаметр стойки посредине ее длины:
≅ 1,3
, (5.7)
где
= 14700 ∙ 0,8 = 11760 кН/м - расчетное сопротивление древесины
стойки сжатию.
≅ 1,3
84,179
11760
= 0,108 м.
Диаметр бревна стойки в тонком конце с учетом его коничности:
=
− 0,004 , (5.8)
где = 3,4 м - длина стойки.
=
− 0,004 = 0,108 − 0,004 ∙ 3,4 = 0,094 м.
Принимается d
с
=0,18 м, тогда диаметр стойки посредине ее расчетной
длины
= 0,194 м.
Проверка стойки на устойчивость:
≤
, (5.9)
где
=
4
=
3,14 ∙ 0,194
4
= 0,0295 м − площадь поперечного сечения
стойки посредине ее длины.
Гибкость стойки:
=
4
=
4 ∙ 3,4
0,194
= 70,1 > 70, (5.10)
25
где
= 3,4 м - расчетная длина стойки, равная ее геометрической длине.
Коэффициент понижения несущей способности центрально сжатых эле-
ментов при > 70:
=
3000
λ
=
3000
70,1
= 0,61 (5.11)
Из условия устойчивости:
84,179
0,0295
= 2853,525 кН/м < 0,61 ∙ 11760 = 7173,6 кН/м .
Устойчивость стойки обеспечена.
5.3 Расчет сваи
Глубина забивки сваи принимается 4,0 м.
Сечение сваи в тонком конце принимается как у стойки: d
с
=0,18 м.
1 слой
2 слой
Рисунок 5.2 – Схема к расчету несущей способности сваи
26
Максимальное расчетное усилие в свае должно быть меньше ее несущей
способности:
≤ Ф (5.12)
Несущая способность висячей сваи:
Ф =
+
, (5.13)
где
= 1250 кН/м - расчетное сопротивление грунта под нижним концом
сваи [4];
=
с
4
=
3,14 ∙ 0,18
4
= 0,0254 м − площадь поперечного сечения сваи в
тонком конце.
Грунт толщиной 4,0 м разбивается на 2 слоя по 2,0 м:
=
= 2,0 м - толщина слоев грунта.
Диаметр сваи посредине каждого слоя грунта:
=
+ 0,008 /2 = 0,18 + 0,008 ∙ 1 = 0,188 м;
= 0,18 + 0,008 ∙ 3 = 0,204 м.
Наружный периметр поперечного сечения сваи посредине каждого слоя
грунта:
=
= 3,14 ∙ 0,188 = 0,591 м;
= 3,14 ∙ 0,204 = 0,641 м.
Расчетное сопротивление каждого слоя грунта на боковой поверхности сваи:
= 120 кН/м [4];
= 200 кН/м [4].
Ф = 1250 ∙ 0,0254 + 0,641 ∙ 120 ∙ 2 + 0,591 ∙ 200 ∙ 2 = 421,990 кН.
= 84,179 кН < Ф = 421,990 кН.
Несущая способность сваи обеспечена.
27
5.4 Расчет насадки
5.4.1 Расчет насадки на смятие
В качестве насадки принимается бревно диаметром в тонком конце
н
=
0,36 м, опиленное на два канта шириной
н
= 0,7 ∙ 0,36 = 0,25 м.
В месте
опирания
стойки на
насадку передается
давление
= 84,179 кН, равное усилию в стойке, которое определяется по формуле
(5.6).
В месте опирания прогона на насадку передается давление:
=
п
пр
+
пу в
, (5.14)
где
п
= 102,015 кН - давление на один ряд стоек от постоянной нагрузки,
определенное по формуле (5.3);
вА
= 261,91 кН - давление на один ряд стоек от временной нагрузки А8,
определенное по формуле (5.4);
вНГ
= 427,558 кН - давление на один ряд стоек от временной нагрузки НГ-
60, определенное по формуле (5.5);
пр
= 12 - число прогонов в поперечном сечении моста;
К
пу
- коэффициент поперечной установки для давления прогона на насадку,
определенный по формуле (3.7) для каждого вида из нагрузок.
Для нагрузки А8:
К
пу
= 0,195;
=
102,015
12
+ 0,195 ∙ 261,91 = 59,574 кН.
Для нагрузки НГ-60:
К
пу
= 0,177;
=
102,015
12
+ 0,177 ∙ 427,558 = 84,179 кН.
Проверка на прочность насадки при смятии древесины поперек волокон:
28
≤
, (5.15)
где
- давление стойки или прогона на насадку;
- соответствующая площадь смятия.
- расчетное сопротивление местному смятию поперек волокон на части
длины насадки (при длине незагруженных участков насадки не менее длины
площадки смятия и не менее толщины насадки):
=
1 +
8
+ 1,2
, (5.16)
где
= 1770 ∙ 0,8 = 1416,0 кН/м - расчетное сопротивление смятию по
всей поверхности элемента поперек волокон;
- длина площадки смятия вдоль волокон древесины насадки:
= 0,11 м - длина площадки смятия в месте опирания прогона на насадку.
Площадь смятия насадки в месте опирания прогона:
=
пр
∙
н
, (5.17)
где
пр
= 0,16 м - ширина площадки опирания прогона на насадку, равная по-
ловине диаметра прогона в тонком конце;
н
= 0,25 м - ширина верхней грани насадки (рис.5.3, а).
= 0,16 ∙ 0,25 = 0,04 м .
= 1416 ∙ 1 +
8
11 + 1,2
= 2344,52 кН/м .
Из условия прочности при давлении прогона на насадку:
=
84,179
0,04
= 2104,48 кН/м <
= 2344,53 кН/м .
Условие прочности насадки на смятие выполняется.
Площадь смятия насадки в месте ее опирания на стойку:
29
= 0,785
− 0,667( −
н
)
−
н
, (5.18)
где
= 0,3 м – диаметр стойки в тонком конце;
н
= 0,25 м - ширина стески насадки (рис.5.3, б).
= 0,785 ∙ 0,3 − 0,667 ∙ (0,3 − 0,25) ∙ 0,3 − 0,25 = 0,065 м .
= 0,30 м - длина площадки смятия в месте опирания насадки на стойку.
= 1416 ∙ 1 +
8
30 + 1,2
= 1779,08 кН/м .
Из условия прочности при давлении насадки на стойку:
=
84,179
0,065
= 1295,06 кН/м <
= 1779,08 кН/м .
Условие прочности насадки на смятие выполняется.
5.4.2 Расчет насадки на изгиб
Насадку на изгиб рассчитывают как простую балку пролетом , равным
расстоянию между осями стоек или свай (см. рис.5.2, в). Давление концов про-
гонов на насадку принимается равномерно распределенным.
Интенсивность давления на насадку постоянной нагрузки:
п
=
п
, (5.19)
где
п
= 102,015 кН - расчетная нагрузка на один ряд свай (стоек) от веса про-
летного строения, определяемая по формуле (5.3);
= 9,46 м - расстояние между осями крайних прогонов (см. рис. 3.1, а).
п
=
102,015
9,46
= 10,784 кН/м.
Колесо или гусеницу временной подвижной нагрузки располагают посре-
дине пролета насадки.
Давление на насадку определяется на ширине:
30
= + 2ℎ , (5.20)
где = 0,6 м - ширина обода колеса для нагрузки А8;
= 0,7 м - ширина гусеницы для нагрузки НГ-60;
ℎ = 0,815 м - строительная высота пролетного строения на опоре (см. рис.5.2, в).
Интенсивность давления на насадку временной подвижной нагрузкой:
н
=
2
, (5.20)
где
= 261,910 кН - давление на один ряд свай (стоек) от временной нагруз-
ки А8, определяемое по формуле (5.4);
= 427,558 кН - давление на один ряд свай (стоек) от временной нагрузки
НГ-60, определяемое по формуле (5.5).
Для нагрузки А8:
= 0,6 + 2 ∙ 0,815 = 2,23 м;
н
=
261,910
2 ∙ 2,23
= 58,724 кН/м.
Для нагрузки НГ-60:
= 0,7 + 2 ∙ 0,815 = 2,33 м;
н
=
427,558
2 ∙ 2,33
= 91,751 кН/м.
Расчетный изгибающий момент посредине пролета насадки при
= 0,86 м <
= 2,33 м:
=
(
п
+
н
)
8
(5.21)
=
(10,784 + 91,751) ∙ 0,86
8
= 9,479 кН ∙ м.
Прочность насадки по нормальным напряжениям:
31
≤
, (5.22)
где
= 0,0978
н
= 0,0978 ∙ 0,36 = 0,00456 м ;
= 15700 ∙ 0,8 = 12550 кН/м - расчетное сопротивление древесины изги-
бу.
=
9,479
0,00456
= 2078,7 кН/м ≤
= 12550 кН/м .
Условие выполняется, прочность насадки на изгиб обеспечена.
а
б
в
Рисунок 5.2 – Схемы к расчету насадки:
а - в месте опирания прогона на насадку;
б - в месте опирания насадки на стойку;
в - на изгиб.
32
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гибшман Е.Е. Проектирование деревянных мостов. -М.: Транспорт,
1976. - 272с.
2. СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы. Госстрой России. - М.: ОАО "ЦПП",
2008. - 272с.
3. СНиП II-25-80 Деревянные конструкции. Минстрой России. - М.; ГП
ЦПП, 1995. - 55с.
4. СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты. Госстрой СССР. - М.: ФГУП
ЦПП, 2006. - 54с.
Информация о работе Деревянный мост под автомобильную дорогу