Усилия от постоянных нагрузок
Постоянные нагрузки в зависимости от способа монтажа прикладываются в два этапа.
Первый этап нагружения происходит в момент до объединения конструкций в пространственную или неразрезную систему, балки работают только на собственный вес.
Второй этап нагрузки прикладывается после объединения конструкций. Ко второму этапу относятся нагрузки: вес выравнивающего слоя, вес гидроизоляции, вес защитного слоя, вес покрытия тротуара, вес ездового полотна, вес перил, вес барьерного ограждения, вес бордюрного ограждения, вес карнизного блока.
В качестве расчетной принимается крайняя балка пролетного строения (из-за особенностей применяемого далее метода учета пространственной работы сооружения). Схема сбора постоянных нагрузок на балку приведена на рисунке 1.
Рис.1. Крайняя балка с конструкциями мостового полотна
Составляющие нормативных постоянных нагрузок от собственного веса элементов на один метр длины определяются по выражениям (1-7):
Вес покрытия проезжей части определяется по формуле:
, (1)
где – толщина покрытия, [м];
– ширина покрытия проезжей части, [м];
– объемный вес асфальтобетона, [кН/м3].
Ширина покрытия проезжей части определяется по следующему выражению:
, (2)
где – ширина консоли, [м];
– ширина стыка, [м];
– ширина тротуара, [м].
Вес защитного слоя железобетона:
, (3)
где – толщина защитного слоя, [м];
– объемный вес железобетона, [кН/м3].
Вес гидроизоляции:
, (4)
где – толщина гидроизоляции, [м];
– объемный вес гидроизоляции, [кН/м3].
Вес выравнивающего слоя бетона:
, (5)
где – толщина выравнивающего слоя, [м];
– объемный вес выравнивающего слоя, [кН/м3].
Вес перил:
кН/м
Вес барьерного ограждения марки 11МО-ЗЦ согласно ГОСТ 28604-86:
кН/м
Вес бордюрного ограждения:
кН/м
Вес тротуарной плиты:
, (6)
– толщина плиты тротуара, [м];
– ширина тротуарной плиты тротуара, [м];
– объемный вес железобетонной тротуарной плиты, [кН/м3].
Ширина тротуарной плиты определяется по следующему выражению:
, (7)
Вес асфальтобетонного покрытия тротуара:
, (8)
где – толщина покрытия тротуара, [м];
– ширина покрытия тротуара, [м];
– объемный вес асфальтобетона, [кН/м3].
Вес карнизного блока:
кН/м
Вес крайней балки и монолитных участков плиты:
, (9)
где – объемный вес железобетона, [кН/м3].
Сумма нормативных нагрузок (на один метр длины крайней балки):
, (10)
,
Сумма расчетных нагрузок (на один метр длины крайней балки):
,(11)
где =1,5 – коэффициенты надежности для конструкций покрытия ездового полотна и тротуара автодорожных и городских мостов, покрытия прохожей части пешеходных мостов (СП 35.13330.2011, п. 6.10, табл. 6.4);
=1,3 – коэффициенты надежности для конструкций выравнивающего, изоляционного и защитного слоев (СП 35.13330.2011, п. 6.10, табл. 6.4);
=1,1 – коэффициенты надежности для остальных конструкций (СП35.13330.2011, п. 6.10, табл. 6.4).
Согласно расчетной схеме, приведенной на рисунке 2, нормативные и расчетные усилия (М и Q) определяются для двух сечений 1-1 и 2-2 согласно следующим формулам:
, (12)
где – нормативный изгибающий момент в сечении 1-1 от собственного веса элементов крайней балки, [кНм];
– суммы нормативных нагрузок (на один метр длины крайней балки), [кН/м];
– расчетная длина крайней балки, [м].
, (13)
где – расчетный изгибающий момент в сечении 1-1 от собственного веса элементов крайней балки, [кНм];
– суммы расчетных нагрузок (на один метр длины крайней балки), [кН/м];
; ; ;
где и – нормативный и расчетный изгибающие моменты в сечении 2-2 от собственного веса элементов крайней балки, [кНм];
и – нормативная и расчетная поперечная сила в сечении 1-1 от собственного веса элементов крайней балки, [кН/м];
, (14)
, (15)
где и – нормативная и расчетная поперечная сила в сечении 2-2 от собственного веса элементов крайней балки, [кН/м];
и – суммы нормативных и расчетных нагрузок (на один метр длины крайней балки), [кН/м];
– расчетная длина крайней балки, [м].
; ; ;
Рис.2. Схема расположения расчетных сечений и линий влияний Q и М: (W+ - площадь линии влияния одного знака)
ω1м = 52,02м2;
ω1Q = 2,55 м;
ω2Q = 10,2 м.