Projektowanie mostów: Lista 14 najlepszych
Następujące obciążenia, siły i naprężenia należy uwzględnić i sprawdzić w projektowaniu mostów: - 1. Obciążenie martwe 2. Obciążenie czynne 3. Obciążenie chodnika 4. Obciążenie uderzeniowe 5. Obciążenie wiatrem 6. Siła pozioma spowodowana prądami wody 7. Siły wzdłużne 8. Siły odśrodkowe 9. Pływalność 10. Ciążenie ziemi 11. Efekty temperaturowe 12. Efekty deformacji 13. Efekty wtórne 14. Ciśnienie falowe i kilka innych.
Ciężar własny:
Jednostki masy różnych materiałów należy przyjąć w projekcie, jak pokazano w tabeli 5.1:
Wszystkie nowe mosty drogowe w Indiach zostaną zaprojektowane zgodnie z ładunkami kongresowymi Indian Roads, które składają się z trzech klas obciążenia, a mianowicie klasy IRC klasy AA, klasy IRC klasy A i klasy IRC klasy B. W przypadku mostów, które mają zostać zbudowane w określonych granicach miejskich, strefach przemysłowych i na niektórych określonych drogach, należy uwzględnić pojedynczy pas klasy AA lub dwa pasy ruchu klasy A, w zależności od tego, który z nich daje gorszy skutek.
Wszystkie pozostałe stałe mosty projektowane są z dwoma pasami ładunkowymi klasy A, podczas gdy dwie linie ładunkowe klasy B mają zastosowanie do mostów w określonych obszarach lub do tymczasowego typu konstrukcji, takich jak drewniane mosty itp. Tam, gdzie określona jest klasa 70-R, stosuje się zamiast obciążenia klasy AAC. Rys. 5.1 i 5.2 pokazują obciążenia IRC.
Przyjmuje się, że te obciążenia przemieszczają się wzdłuż osi wzdłużnej mostów i mogą być zlokalizowane w dowolnym miejscu na pokładzie w celu uwzględnienia najgorszego efektu uzyskanego w sekcji, pod warunkiem, że odległości między kołem a krawężnikiem drogi, odległości między osiami lub kołami i odległość między sąsiednimi pojazdami pokazana na schemacie ładowania nie jest ograniczona.
Wszystkie osie standardowego pojazdu lub pociągu uważa się za działające jednocześnie, a przestrzeń pozostawiona nieosłonięta przez standardowy pociąg nie może być traktowana jako podlegająca dodatkowemu obciążeniu. Przyczep przyczepionych do jednostki napędowej nie należy uznawać za odłączalne.
Wszystkie nowe mosty będą miały szerokość jednego pasa, dwóch lub czterech pasów. Trzy-pasmowe mosty nie będą brane pod uwagę. W przypadku mostów czteropasmowych lub wielu mostów dwupasmowych należy zapewnić centralny pobocze o szerokości co najmniej 1, 2 m.
Redukcja naprężeń spowodowanych tym, że LL znajduje się na więcej niż dwóch pasach ruchu jednocześnie:
Intensywność obciążenia może zostać zmniejszona o 10% za każde dodatkowe pasmo ruchu przekraczające dwie linie, podlegające maksymalnemu zmniejszeniu o 20% i pod warunkiem, że natężenie obciążenia w ten sposób zmniejszone jest nie mniejsze niż natężenie z równoczesnego załadunku na dwóch pasach ruchu.
Sposób zastosowania obciążenia podczas projektowania płyty tarasowej:
1. W przypadku płyt obejmujących tylko jeden kierunek:
A. Rozrzut obciążenia prostopadłego do rozpiętości:
(a) Solidna płyta rozpięta w jednym kierunku:
(i) W przypadku pojedynczego zagęszczonego ładunku efektywną szerokość oblicza się zgodnie ze wzorem podanym poniżej. Szerokość efektywna nie powinna jednak przekraczać faktycznej szerokości płyty.
Gdzie b e = efektywna szerokość płyty, na której działa obciążenie.
L = efektywny zakres w przypadku prostego rozpiętości i rozpiętości w przypadku ciągłej rozpiętości.
X = odległość CG skoncentrowanego ładunku od bliższej podpory.
W = wymiar obszaru styku opony w kierunku prostopadłym do przęsła plus dwukrotna grubość zużycia warstwy wierzchniej.
K = współczynnik o wartościach podanych w tabeli 5.2 w zależności od stosunku b / L, gdzie b jest szerokością płyty.
(ii) W przypadku dwóch lub więcej skoncentrowanych obciążeń na linii w kierunku przęsła, moment zginający na szerokość metra należy obliczyć oddzielnie dla każdego ładunku zgodnie z jego odpowiednią szerokością efektywną.
(iii) w przypadku dwóch lub więcej obciążeń w całym zakresie, jeżeli efektywna szerokość płyty dla jednego ładunku pokrywa się z efektywną szerokością płyty dla sąsiedniego ładunku, wynikową efektywną szerokość płyty dla dwóch obciążeń należy przyjąć jako równą sumie odpowiedniej efektywnej szerokości dla każdego obciążenia minus szerokość zakładki, pod warunkiem, że płyta jest sprawdzana pod kątem dwóch obciążeń działających oddzielnie.
(b) wspornik z litej płyty:
(i) W przypadku pojedynczego zagęszczonego ładunku efektywna szerokość płyty oporowej na moment zginający (mierzona równolegle do oparcia) powinna być następująca:
b e = 1, 2x + W (5.2)
Gdzie b e, x i W mają to samo znaczenie co poprzednio.
Pod warunkiem, że efektywna szerokość nie przekracza jednej trzeciej długości płyty wspornikowej mierzonej równolegle do podpory, a także pod warunkiem, że efektywna szerokość nie powinna przekraczać połowy powyższej wartości plus odległość skoncentrowanego ładunku od bliższego skrajnego końca, gdy skoncentrowane obciążenie umieszcza się w pobliżu jednego z dwóch skrajnych krańców płyty wspornikowej.
(ii) W przypadku dwóch lub więcej skoncentrowanych obciążeń:
Jeżeli efektywna szerokość płyty dla jednego obciążenia pokrywa się z efektywną szerokością dla sąsiedniego ładunku, wypadkową efektywną szerokość dla dwóch obciążeń należy przyjąć jako równą sumie odpowiednich efektywnych szerokości dla każdego obciążenia minus szerokość zakładki pod warunkiem, że płyta tak zaprojektowane jest testowane na dwa obciążenia działające osobno.
B. Rozrzut ładunku wzdłuż przęsła:
Efektywna długość płyty, na którą działa ładunek koła lub przyczepność, przyjmuje się jako równą wymiarom obszaru kontaktu opony z powierzchnią ścieralną płyty w kierunku przęsła plus dwukrotność całkowitej głębokości płyty włącznie z grubość warstwy wierzchniej.
2. W przypadku płyt rozpiętych w dwóch kierunkach i dla płyt rozpiętych w jednym kierunku o szerokości większej niż 3-krotność rozpiętości efektywnej:
Przyjmij pole wpływu, Piegeauda lub inną racjonalną metodę o wartości współczynnika Poissona jako 0, 15.
3. W przypadku płyty żebrowej lub płyty innej niż płyta stała:
Gdy stosunek poprzecznej sztywności zginania do podłużnej sztywności zginania jest jednością, efektywne szerokości można obliczyć jak dla płyty stałej. Gdy stosunek jest mniejszy niż jedność, należy przyjąć proporcjonalnie mniejszą wartość.
4. Dyspersja ładunków przez wypełnienia i warstwę ochronną:
Rozrzut ładunków przez wypełnienia i warstwę wierzchnią należy przyjmować pod kątem 45 stopni zarówno wzdłuż, jak i prostopadle do przęsła.
Ładowanie pieszo:
Dla efektywnej rozpiętości 7, 5 m lub mniejszej, 400 kg / m 2 . Obciążenie to zostanie zwiększone do 500 Kg / m 2 dla mostów w pobliżu miasta lub centrum pielgrzymek lub dużych kongregacyjnych targów.
Dla efektywnej rozpiętości powyżej 7, 5 m, ale nieprzekraczającej 30 m, intensywność obciążenia oblicza się zgodnie z następującym równaniem:
Dla efektywnych przęseł o długości powyżej 30 m intensywność obciążenia na drodze oblicza się według następującego wzoru:
Gdzie P '= 400 kg / m 2 w zależności od przypadku
P = Obciążenie przejścia w kg na m 2
L = Efektywna rozpiętość głównego dźwigara w metrach
W = szerokość chodnika w metrach
Odcinek jest zaprojektowany tak, aby wytrzymać obciążenie wynoszące 4 tony, włącznie z uderzeniem rozłożonym na obszarze o średnicy 300 mm. W takim przypadku dopuszczalne naprężenia mogą zostać zwiększone o 25 procent, aby spełnić ten warunek. Jeżeli pojazdy nie mogą zamontować chodnika, przepis ten nie musi być spełniony.
Dodatek udarowy:
Dodatek udarowy jako procent zastosowanych obciążeń żywych jest dozwolony dla dynamicznego oddziaływania obciążeń pod napięciem, jak wspomniano poniżej:
Do ładowania klasy A lub klasy B:
Procent uderzeń powinien być taki, jak pokazano na rys. 5.3. Frakcję uderzeniową oblicza się z następujących wzorów dla rozpiętości od 3 m do 45 m:
(a) W przypadku mostów żelbetowych:
Frakcja uderzeniowa = 4, 5 / 6 + L
(b) W przypadku mostów stalowych:
Frakcja uderzeniowa = 9 / 13, 5 + L
Gdzie L = długość rozpiętości w metrach, jak podano
Dla ładowania klasy AA i ładowania klasy 70R:
Procent uderzenia przyjmuje się zgodnie z poniższym:
A. Dla rozpiętości mniejszej niż 9 m:
i) w przypadku pojazdów gąsienicowych - 25% dla rozpiętości do 5 m, liniowo zmniejszających się do 10% dla rozpiętości 9 m.
ii) w przypadku pojazdów kołowych - 25 procent.
B. Dla rozpiętości 9 m lub więcej:
(a) Mosty żelbetowe:
(i) Pojazdy śledzone: 10% do rozpiętości 40 mi zgodnie z krzywą na rys. 5.3 dla przęseł przekraczających 40 m.
(ii) Pojazdy kołowe: 25 procent dla przęseł do 12 m i zgodnie z krzywą na rys. 5.3 dla przęseł przekraczających 12 m.
(b) Mosty stalowe :
(i) Pojazdy śledzone: 10 procent dla wszystkich przęseł.
(ii) Pojazdy kołowe: 25 procent dla przęseł do 23 m i zgodnie z krzywą wskazaną na rys. 5.3 dla przęseł przekraczających 23 m.
Do załadunku na piechotę nie zezwala się na uderzenie. W przypadku konstrukcji mostowej o wypełnieniu nie mniejszym niż 600 mm, w tym na skorupie drogowej, procent uderzeń wynosi połowę wartości określonych powyżej w ładowniach klasy A lub klasy B i ładowności klasy AA oraz ładowności klasy 70R.
Wartości procentowe uderzeń w następujących proporcjach są dozwolone do obliczania naprężeń w różnych punktach pirsów i przyczółków z góry bloku podstawy:
(i) Ciśnienie na łożyskach i górnej powierzchni bloku mieszkalnego Pełna wartość
(ii) Dolna powierzchnia połówkowej wartości bloku kostnego
(iii) Od dolnej powierzchni bloku łoża do wysokości 3 m od struktury pod blokiem łożowym. Pół do zera zmniejsza się równomiernie
(iv) 3 m poniżej dna bloku zerowego
Długość rozpiętości L, która ma być brana pod uwagę przy obliczaniu wartości procentowych uderzenia, jak określono w ładowaniu klasy A lub klasy B, ładowaniu klasy AA i obciążeniu klasy 70R, jest następująca:
(a) Dla prostych podpartych lub ciągłych przęseł lub dla łuków, L = efektywna rozpiętość, na której znajduje się ładunek.
(b) w przypadku mostów z ramionami wspornikowymi bez rozporek zawieszonych, L = efektywny wysięg wspornika zmniejszony o 25% w przypadku obciążeń na wysięgniku i L = efektywny rozpiętość między podporami dla obciążeń na rozpiętości głównej.
(c) w przypadku mostów z ramionami wspornikowymi z rozpiętymi przęsłami, L = efektywny zwis ramienia wspornika plus połowa długości rozpiętości przęsła dla obciążeń na wysięgniku i L = efektywna długość rozpiętości dla ładunków zawieszonych rozpiętość i "L = efektywny rozpiętość podpór dla obciążeń na rozpiętości głównej.
Obciążenie wiatrem:
Przyjmuje się, że obciążenie wiatrem działa poziomo na każdą odsłoniętą część konstrukcji mostu. Kierunek obciążenia wiatrem może być taki, aby wytworzyć maksymalne wypadkowe naprężenia w rozpatrywanym elemencie.
Zakłada się, że siła wiatru działa na obszar konstrukcji jak poniżej:
(a) W przypadku konstrukcji pokładowej - obszar konstrukcji widziany w elewacji, w tym system podłogowy i poręcz w mniejszym obszarze perforacji w poręczach lub ścianach parapetowych.
(b) Dla konstrukcji przelotowej lub półprzekroju - powierzchni elewacji kratownicy nawietrznej określonej w punkcie (a) powyżej oraz połowy powierzchni wzniesienia nad poziomem pokładu wszystkich pozostałych wiązarów lub dźwigarów.
Natężenie wiatru jest zgodne z Tabelą 5.3 poniżej. Intensywność może być podwojona w niektórych obszarach przybrzeżnych, takich jak półwysep Kathiawar, Bengal i Orissa, jak pokazano na mapie (ryc. 5.4).
Gdzie
H = Średnia wysokość w metrach odsłoniętej powierzchni powyżej średniej powierzchni opóźniającej (grunt lub poziom złoża lub wody).
V = Prędkość wiatru w km na godzinę.
P = Intensywność wiatru w kg / m 2 na wysokości H
Przyjmuje się, że obciążenie wiatrem na ruchomym obciążeniu działa na wysokości 1, 5 m nad jezdnią z prędkością 300 kg na metr bieżący obciążenia czynnego w przypadku zwykłych mostów i 450 kg na metr bieżący dla mostów przewożących tramwaj.
Całkowita siła wiatru nie może być mniejsza niż 450 kg na metr bieżący w płaszczyźnie obciążonego cięciwy i 225 kg na metr bieżący w nieobciążonym cięciwie na przelotowym lub połowicznym przewężeniu, kratownicowym lub innym podobnym przęsła, i nie mniejsza niż 450 Kg na metr bieżący na rozpiętościach pokładu.
Należy wziąć pod uwagę ciśnienie wiatru 240 kg na metr na nieobciążonej konstrukcji, jeśli wytwarza większe naprężenia niż wspomniane wcześniej obciążenia wiatrem.
Pozioma siła z powodu prądów wody:
Wpływ siły poziomej spowodowanej prądami wodnymi należy uwzględnić przy projektowaniu dowolnej części konstrukcji mostu zanurzonej w bieżącej wodzie.
Natężenie ciśnienia wody z powodu prądu wody można obliczyć ze wzoru:
Gdzie:
P = Intensywność ciśnienia w kg / m2
U = prędkość prądu wody w rozważanym punkcie w metrach na sekundę.
K = stała mająca wartości dla różnych kształtów pirsów, jak pokazano w tabeli 5.4
Można założyć, że wariancja U 2 jest liniowa z zerową wartością na maksymalnym poziomie szorowania i kwadratem maksymalnej prędkości na powierzchni (ryc. 5.5). Maksymalna prędkość powierzchniowa V może być przyjmowana jako V m √ 2, tj. V 2 s = 2 V 2 m, gdzie V m jest średnią prędkością.
Dlatego U 2 w równaniu 5, 7 na głębokości X od maksymalnego poziomu szorowania określa:
Aby zapobiec wszelkim możliwym zmianom kierunku prądu wody z normalnego kierunku przepływu, można przewidzieć w projekcie, przyjmując 20 stopniowe nachylenie prądu wody w stosunku do normalnego kierunku przepływu.
Prędkość w takich przypadkach powinna być rozdzielona na dwa składniki, mianowicie. jeden równoległy, a drugi normalny do mola. Wartości K dla normalnej części składowej przyjmuje się jako 1, 5, z wyjątkiem słupów kołowych, gdy K można przyjąć jako 0, 66.
Siły wzdłużne:
Wpływ sił wzdłużnych spowodowanych siłą pociągową lub efektem hamowania (ten ostatni jest większy od poprzedniego) oraz oporem tarcia, jaki zapewnia swobodny ruch łożyska w związku ze zmianą temperatury lub jakąkolwiek inną przyczyną, należy uwzględnić przy projektowaniu łożysko, podstruktury i fundamenty.
Zakłada się, że siła pozioma spowodowana pociąganiem lub hamowaniem działa wzdłuż jezdni i 1, 2 m ponad nią.
Efekty hamowania i zmiany temperatury na mostach Konstrukcje bez łożysk, takie jak łuki, sztywne ramy itp., Są rozpatrywane zgodnie z zatwierdzoną metodą analizy konstrukcji nieokreślonych.
W przypadku prostopadłościennych konstrukcji z betonu zbrojonego i wstępnie sprężonego łożyska płytkowe nie mogą być stosowane dla rozpiętości przekraczających 15 metrów.
W przypadku prostych rozpiętości do 10 metrów, w których nie są przewidziane żadne łożyska (z wyjątkiem warstwy bitumicznej), siła pozioma na poziomie łożyska musi być:
F / 2 lub μ Rg w zależności od tego, która wartość jest większa
Gdzie F = Zastosowana siła pozioma
μ = Współczynnik tarcia, jak podano w tabeli 5.5
Rg = Reakcja spowodowana martwym obciążeniem.
Siła podłużna przy dowolnym wolnym łożysku (ślizgowym lub walcowym) dla prostopadłego mostu jest przyjmowana jako równa μR, gdzie i jest współczynnikiem tarcia, a R jest sumą reakcji martwych i żywych obciążeń. Wartości p. jak pokazano w Tabeli 5.5 są zwykle przyjmowane w projekcie.
Siła podłużna przy dowolnym stałym łożysku dla podpartego prostopadle mostu jest następująca:
F - μR lub, F / 2 + μR, w zależności od tego, która wartość jest większa
Gdzie F = Zastosowana siła pozioma
μ = Współczynnik tarcia, jak podano w tabeli 5.5
R = Reakcja spowodowana martwym ładunkiem.
Siła podłużna na każdym końcu prostej, podpartej struktury o identycznych elastomerowych łożyskach jest podawana przez F / 2 V δ, gdzie Vr jest wartością ścinania łożyska elastomerowego, a 8 jest ruchem pokładu spowodowanym temperaturą itp. do przyłożonych sił.
Siły wzdłużne na podporach konstrukcji "ciągłej" określa się na podstawie oceny wytrzymałości na ścinanie poszczególnych podpór i zerowego punktu ruchu pokładu.
Wzdłużne i wszystkie pozostałe siły poziome należy obliczyć do poziomu, w którym wynikowe pasywne ciśnienie gruntu w glebie poniżej najgłębszego poziomu zacierania (lub poziom podłogi w przypadku mostka "posiadającego podłogę z drewna pucca) równoważy te siły.
Przyjmuje się, że wielkość efektu hamowania ma następujące wartości:
(i) W przypadku pojedynczego pasa ruchu lub dwupasmowego pomostu mostowego efekt hamowania powinien wynosić dwadzieścia procent dla pierwszego pociągu pojazdu plus dziesięć procent dla następnych pociągów lub ich części.
Podczas obliczania efektu hamowania należy wziąć pod uwagę tylko jeden tor ruchu pociągów, nawet gdy pokład mostu przenosi dwie linie pociągów. Efekt hamowania jest równy dwudziestoprocentowemu obciążeniu faktycznie w przęśle, w którym cały pierwszy pociąg nie znajduje się na przęsło.
(ii) w przypadku mostów mających więcej niż dwie pasy ruchu efekt hamowania przyjmuje się jako równy wartości podanej w ppkt (i) powyżej dla dwóch pasów plus pięć procent obciążenia na pasach przekraczających dwa.
Siły odśrodkowe:
W przypadku mostu zakrzywionego należy odpowiednio uwzględnić wpływ siły odśrodkowej spowodowanej "ruchem pojazdów na zakręcie", a elementy muszą być tak zaprojektowane, aby uwzględniały dodatkowe naprężenia wywołane działaniem siły odśrodkowej.
Siłę odśrodkową oblicza się według wzoru:
C = WV 2 / 127R (5.8)
Gdzie: C = Siła odśrodkowa w tonach
W = Całkowite obciążenie użytkowe w tonach na przęsło
V = Prędkość projektowa w km na godzinę
R = Promień krzywizny w metrach
Zakłada się, że siła odśrodkowa działa na wysokości 1, 2 m ponad jezdnią. Nie wymaga się zwiększenia wpływu na wpływ. Zakłada się, że siła odśrodkowa działa w momencie działania obciążeń koła lub równomiernie rozłożonych na długości, na którą działa równomiernie rozłożony ładunek.
Pławność:
Efekt pływalności musi być uwzględniony przy projektowaniu elementów konstrukcji mostu, jeśli to rozważanie wywołuje najgorszy efekt u członka. Ze względu na pływalność następuje zmniejszenie ciężaru konstrukcji.
Jeżeli fundament opiera się na jednorodnych warstwach nieprzepuszczalnych, nie wymaga się zapewnienia efektu wyporu, ale jeśli z drugiej strony fundament opiera się na warstwach przepuszczalnych, takich jak piasek, muł itp., Należy wziąć pod uwagę pełną pływalność. W przypadku innych warunków posadowienia, w tym posadowienia na skale, pewien procent całkowitej wyporności należy przyjąć jako efekt pływalności według uznania projektanta mostu.
15% pełnego wyporu należy przyjąć jako efekt wyporu dla zanurzonego betonu lub konstrukcji murowanych z powodu ciśnienia porowego.
Wpływ pełnej pływalności powinien być należycie uwzględniony w projekcie nadbudowy mostów podwodnych, jeśli wytwarza większe naprężenia.
W przypadku głębokich fundamentów, które wypierają wodę, jak również masy gleby, takich jak piasek, muł itp., Wyporność powodująca zmniejszenie ciężaru jest rozpatrywana z dwóch powodów:
(i) Pływalność spowodowana przemieszczoną wodą należy przyjąć jako wagę objętości wody wypartej przez konstrukcję z wolnej powierzchni wody aż do poziomu fundamentu.
(ii) Ciśnienie w górę spowodowane zanurzoną masą gleby obliczoną zgodnie z Teorią Rankine'a.
Nacisk na Ziemię:
Ciśnienie na ziemi, dla którego mają zostać zaprojektowane konstrukcje utrzymujące ziemię, oblicza się zgodnie z dowolną racjonalną teorią. Teoria ciśnienia ziemskiego Coulomba może być zastosowana z zastrzeżeniem modyfikacji, że wynikowe ciśnienie gruntu powinno działać na wysokości 0, 42 H od podstawy, gdzie H jest wysokością ściany oporowej.
Przyjmuje się, że minimalna intensywność poziomego ciśnienia gruntu jest nie mniejsza niż ciśnienie wywierane przez płyn o wadze 480 kg na cum. Wszystkie przyczółki powinny być zaprojektowane do dopłaty do obciążenia czynnego odpowiadającej wysokości 1, 2 m wypełnienia ziemnego. W przypadku konstrukcji ścian bocznych i powrotnych dopłata za obciążenie czynne jest uznawana za równoważną wysokości zwałowiska 0, 6 m.
Wypełnienia za przyczółkami, ścianami skrzydłowymi i powrotnymi, które wywierają nacisk na grunt, powinny składać się z materiałów ziarnistych. Na całej powierzchni przyczółków, ścian skrzydłowych lub ścian powrotnych należy zastosować pożywkę filtracyjną o grubości 600 mm o mniejszym rozmiarze w kierunku gleby i większym rozmiarze w kierunku ściany.
W przyczółkach, ścianach skrzydeł lub ścianach powrotnych powyżej niskiego poziomu wody należy przewidzieć odpowiednią liczbę otworów na płacz w celu odprowadzenia skumulowanej wody za ścianą. Rozstaw otworów płaczowych nie powinien przekraczać jednego metra zarówno w kierunku poziomym, jak i pionowym. Wielkość otworów na płacz powinna być odpowiednia dla prawidłowego odwodnienia, a otwory dla płaczu powinny znajdować się na zboczu w kierunku powierzchni zewnętrznej.
Efekty temperaturowe:
Wszystkie konstrukcje muszą być zaprojektowane tak, aby uwzględnić naprężenia wynikające z wahań temperatury. Zakres zmienności musi być rozsądnie ustalony dla miejsca, w którym konstrukcja ma zostać zbudowana.
Należy zwrócić uwagę na opóźnienie między temperaturą powietrza a temperaturą wnętrza masywnych elementów betonowych. Zakres temperatury, jak pokazano w Tabeli 5.6, powinien być ogólnie przyjęty w projekcie.
Współczynnik rozszerzalności na stopień Celsjusza przyjmuje się jako 11, 7 x 10 -6 dla konstrukcji stalowych i żelbetowych oraz 10, 8 x 10 -6 dla struktur z betonu gładkiego.
Efekty odkształcenia (tylko w przypadku mostów stalowych):
Naprężenie deformacyjne jest spowodowane zgięciem dowolnego elementu dźwigara z otwartą wstęgą z powodu odchylenia pionowego dźwigara w połączeniu ze sztywnością połączeń. Wszystkie mosty stalowe muszą być zaprojektowane, wykonane i wzniesione w taki sposób, aby naprężenia odkształcenia zostały zredukowane do minimum. W przypadku braku obliczeń projektowych naprężenia odkształcające nie mogą być mniejsze niż 16% wartości naprężeń martwych i obciążenia statycznego.
Wtórne efekty:
Konstrukcje stalowe:
Naprężenia wtórne są dodatkowymi naprężeniami powodowanymi przez mimośrodowość połączeń, obciążenia belek stropowych stosowane w punktach pośrednich w panelu, obciążenia boczne wiatru na końcach słupków przelotowych itp. Oraz naprężenia spowodowane ruchem podpór.
Wzmocnione konstrukcje betonowe:
Naprężenia wtórne są dodatkowymi naprężeniami spowodowanymi ruchem podpór lub deformacją w geometrycznym kształcie konstrukcji lub ograniczającym kurczeniem betonowych belek stropowych itp. W przypadku konstrukcji z betonu zbrojonego współczynniki skurczu przyjmuje się jako 2 x 10 -4 . Wszystkie mosty muszą być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby ograniczyć naprężenia wtórne do minimum.
Ciśnienie fali:
Siły falowe określa się za pomocą odpowiedniej analizy uwzględniającej siły ciągnące i bezwładności itp. Na pojedynczych elementach konstrukcyjnych w oparciu o racjonalne metody lub badania modelowe. W przypadku grupy pali, pirsów itp. Należy również wziąć pod uwagę wpływ bliskości.
Wpływ z powodu pływających nadwozi lub statków:
Elementy, takie jak pomosty, estakady palowe itp., Które podlegają siłom uderzenia jednostek pływających lub statków, projektuje się biorąc pod uwagę wpływ uderzenia na te elementy. Jeżeli siła uderzenia uderza w pręty pod kątem, należy odpowiednio uwzględnić wpływ sił składowych.
Efekty erekcji:
Biuro konstrukcyjne powinno być wyposażone w program montażu i sekwencję konstrukcji, które inżynierowie budowlani pragną zaadoptować, a projektant powinien uwzględnić w swoim projekcie naprężenia wynikające z efektów erekcji. Obejmuje to wypełnienie jednego przęsła, a sąsiadujące przęsło nie znajduje się na swoim miejscu.
Siła sejsmiczna:
Rys. 5.6 pokazuje mapę Indii wskazującą w niej strefę sejsmiczną I do Strefy V. Wszystkie mosty w Strefie V są zaprojektowane dla sił sejsmicznych określonych poniżej. Wszystkie główne mosty o długości całkowitej ponad 60 metrów są również zaprojektowane dla sił sejsmicznych w strefie III i IV. Mosty w strefach I i II nie muszą być zaprojektowane dla sił sejsmicznych.
Pionową siłę sejsmiczną należy uwzględnić przy projektowaniu mostów budowanych w strefach IV i V, w których stabilność jest kryterium projektowania. Pionowy współczynnik sejsmiczny przyjmuje się jako połowę poziomego współczynnika sejsmicznego, jak podano w niniejszym tekście.
Przy rozpatrywaniu oddziaływania sejsmicznego analiza projektu fundamentu powinna opierać się na średniej projektowej powodzi. W przypadku braku szczegółowych danych, przeszukiwanie może być potraktowane jako 0, 9-krotność maksymalnej głębokości przeszukiwania.
Pozioma siła sejsmiczna:
Poziomą siłę sejsmiczną określa się za pomocą następującego wyrażenia, które obowiązuje dla mostów o rozpiętości do 150 m. W przypadku mostów o długich rozpiętościach o rozpiętości większej niż 150 m konstrukcja powinna być oparta na podejściu dynamicznym.
F eq = α. Β. Ƴ. sol
Gdzie F eq = Siła sejsmiczna
α = Poziomy współczynnik sejsmiczny w zależności od lokalizacji podany w tabeli 5.7 (dla części poniżej głębokości przeszukiwania można ją przyjąć jako zero).
β = Współczynnik zależny od systemu posadowienia gleby, jak podano w tabeli 5.8.
α = Współczynnik zależny od znaczenia mostu podanego poniżej. O ważności decyduje się na warunkach lokalnych, takich jak znaczenie strategiczne, ważne łącze komunikacyjne itp.
(a) Ważny most 1.5
(b) Inne mosty 1.0
G = Obciążenie martwe lub martwy plus obciążenie na żywo
Należy przyjąć poziome siły sejsmiczne, aby oddziaływały na środek ciężkości wszystkich rozważanych obciążeń. Kierunek siły sejsmicznej powinien być taki, aby wynikowy wpływ siły sejsmicznej i innych sił powodował maksymalne naprężenia w konstrukcji.
Siła sejsmiczna dla ładunków pod napięciem nie jest brana pod uwagę, gdy działa w kierunku ruchu, ale powinna być rozpatrywana w kierunku prostopadłym do ruchu.
Części konstrukcji wbudowanej w glebę nie uważa się za wytwarzającą żadnych sił sejsmicznych. W luźnych lub słabo stopowanych piaskach z niewielką ilością grzywny lub bez niej drgania wywołane działaniem sejsmicznym mogą powodować skraplanie gleby lub nadmierne rozrzedzenie całkowite i różnicowe. Dlatego należy unikać tworzenia mostów na takich warstwach w strefach III, IV i V, chyba że zostaną przyjęte odpowiednie metody zagęszczania lub stabilizacji.
W Strefie V. nie buduje się mostów murowanych ani niezbrojonych.
Diagramy linii wpływów:
Wszystkie elementy konstrukcyjne muszą być zaprojektowane z obciążeniami, siłami i naprężeniami, które mogą działać razem. Większość tych obciążeń i sił ma mniej lub bardziej stały punkt zastosowania, z wyjątkiem obciążeń na żywo i sił pochodzących z obciążeń czynnych, takich jak siła uderzenia, siła pociągowa lub hamująca i siła odśrodkowa.
Ponieważ obciążenia na żywo przenoszą obciążenia, ich punkty stosowania muszą być starannie określone, aby uzyskać maksymalny efekt. Osiąga się to za pomocą diagramów linii wpływu opisanych w poniższych punktach.
Linia wpływu jest krzywą, która wskazuje reakcję, moment, ścinanie, ciąg itd. Na odcinku belki lub innych członów w wyniku ruchu jednostkowego skoncentrowanego ładunku wzdłuż długości belki lub elementu.
Procedura rysowania diagramu linii wpływów została przedstawiona w poniższych punktach. Diagramy linii wpływów dla niektórych specjalnych konstrukcji, takich jak mosty ciągłe RC i mosty łukowe RC. Metoda wykorzystania tych diagramów linii wpływów do wyznaczania maksymalnych wartości momentów, nożyc, reakcji itp.
Diagram linii wpływu Moment:
Po prostu obsługiwane Bridge-Section na 0.25L i 0.5L:
Na rys. 5.7 (a), gdy ładunek jednostkowy jest umieszczony między A i X (tj. Rozpatrywany odcinek), RB = a / L i M x = (ax 0.75L) / L, ale gdy obciążenie jednostkowe jest między X i B, R A = (La) / L i Mx = (La) 0, 25 L / L. Wartość M x będzie maksymalna, gdy obciążenie jednostkowe wynosi X, tzn. Brana pod uwagę i wartość M x = 0, 1875L. Schemat linii wpływów dla Mx przy 0, 25L pokazano na Rys. 5.7 (c).
Podobnie na rys. 5.7 (b), gdy obciążenie jednostkowe jest umieszczone między A i X, M x = ax 0, 5L / L, ale gdy obciążenie jednostkowe jest umieszczone między X i B, M x = (La) x 0, 5L / L Wartość M x maksymalna, gdy obciążenie jednostkowe jest umieszczone na X, w którym to przypadku M x = 0, 25 L. Schemat linii wpływów dla M, przy 0, 5L pokazano na Rys. 5.7 (d).
Zbalansowany most wspornikowy - sekcja w centrum głównej przęsła i przy pomocy technicznej:
Diagramy linii wpływów można narysować w taki sam sposób, jak pokazano na ryc. 5.8.
Diagram linii wpływów dla ścinania:
Po prostu obsługiwane Bridge - sekcja 0.25L i 0.5L:
Odnosząc się do Rys. 5.7 (a), gdy obciążenie jednostkowe jest umieszczone pomiędzy A i X (tj. Rozpatrywany przekrój), R B = a / LS x (tj. Ścinanie przy X) = R B = a / L. Zgodnie z normalną konwencją, to ścinanie, czyli siły wypadkowe działające w górę po prawej stronie sekcji i działające w dół po lewej stronie sekcji, są ujemne.
Kiedy obciążenie jednostkowe wynosi pomiędzy X i B, R A = (La / L) i S x (ścinanie przy x) = (La / L). To ścinanie zgodnie z normalną konwencją jest dodatnie. Znak ścinania zmienia się, gdy obciążenie jednostkowe wynosi X. Dlatego wykres linii wpływu dla ścinania w sekcji 0.25L będzie taki, jak pokazano na Rys. 5.9 (a). Wiersz ujemnego ścinania przy X = 0, 25L / L = 0, 25 i rzędna dodatniego ścinania = L-0, 25L / L = 0, 75
Nawiązując do Rys. 5.7 (b), można go znaleźć tak, jak poprzednio, gdy obciążenie jednostkowe wynosi od A do X, S x = a / L, a gdy obciążenie jednostkowe wynosi od X do B, S, = (La / L) . Znak ścinania zmienia się, gdy obciążenie jednostkowe znajduje się w przekroju tj. 0, 5L, a rzędne dla ścinania pozytywnego i ścinania ujemnego wynoszą 0, 5. Schemat linii wpływów pokazano na Rys. 5.9 (b).
Zbalansowany most wspornikowy - sekcja w centrum głównej przęsła i przy pomocy technicznej:
i) Sekcja w centrum głównej przęsła:
Zgodnie z rys. 5.8 (a), gdy ładunek jednostkowy przesunie się z punktu A do punktu G (tj. Rozpatrywany odcinek), reakcja w punkcie D będzie następująca:
Ale kiedy obciążenie jednostkowe przenosi się z G na F, reakcja w C będzie następująca:
Reakcje R c lub R D są ścinaniem w sekcji G. Stosując normalną konwencję znakową, wykres linii wpływu dla ścinania w części G jest pokazany na rysunku 5.10 (a).
ii) Sekcja po lewej stronie podpory C:
Zgodnie z rys. 5.8 (a), ścinanie po lewej stronie podpory C będzie obciążeniem w punkcie C, gdy obciążenie jednostkowe zmieni się z A na C i zerem poza C. W związku z tym wykres linii wpływu na ścinanie będzie pokazany na rysunku 5.10 (b).
iii) Sekcja na prawo od podpory C:
Odnosząc się do Rys. 5.8 (a), gdy obciążenie jednostkowe przenosi się z A do C, ścinanie będzie liczbowo równe Rd, a gdy obciążenie jednostkowe będzie przekraczać C, ścinanie będzie numerycznie równe Rc. Schemat linii wpływu ścinania pokazano na rys. 5.10 (c).
Dopuszczalne naprężenia:
Konkretni członkowie:
Dopuszczalne naprężenia w betonie różnego gatunku przedstawia tabela 5.9:
Uwaga:
Do obliczania naprężeń w przekroju można przyjąć stosunek modułowy (E s / E c ) równy 10
Dopuszczalne naprężenia w zbrojeniu stalowym powinny być zgodne z tabelą 5.10
Podstawowe dopuszczalne naprężenia rozciągające w zwykłym betonie są zgodne z tabelą 5.11:
Elementy z betonu zbrojonego mogą być zaprojektowane bez zbrojenia na ścinanie, jeśli naprężenie ścinające, x <Xc, gdzie Xc jest podane za pomocą następującego wyrażenia:
Obliczeniowe naprężenie styczne τ = V / bd nigdy nie powinno przekraczać maksymalnego dopuszczalnego ścinania τ max, jak podano poniżej:
τ max = 0, 07 f ck lub 2, 5 MP w zależności od tego, która z tych wartości jest mniejsza. Gdzie f ck jest charakterystyczną wytrzymałością betonu.
Elementy betonowe wstępnie obciążone:
Klasa betonu:
Charakterystyczna wytrzymałość betonu na ściskanie nie może być mniejsza niż 35 MP, tj. Gatunek M 35, z wyjątkiem konstrukcji zespolonych, w przypadku gdy beton płyty klasy M 30 może być dopuszczony dla płyty pokładowej.
Dopuszczalne chwilowe naprężenia w betonie:
Naprężenia te są obliczane po uwzględnieniu wszystkich strat, z wyjątkiem pozostałości skurczu i pełzania betonu. Tymczasowe naprężenie ściskające nie może przekraczać 0, 5 f Cj, które nie może być większe niż 20 MPa a, gdzie f Cj jest wytrzymałością betonu w tym czasie, podlegającą maksymalnej wartości fck .
Przy pełnym przeniesieniu wytrzymałość betonu w kostce nie powinna być mniejsza niż 0, 8 f tk . Tymczasowe naprężenie ściskające w ekstremalnym włóknie betonu (w tym wstępne naprężanie stopni) nie może przekraczać 0, 45 f ck, z zastrzeżeniem maksymalnej wartości 20 MPa.
Tymczasowe naprężenie rozciągające w ekstremalnym włóknie nie może przekroczyć 1/10 dopuszczalnego tymczasowego naprężenia ściskającego w betonie.
Dopuszczalne naprężenia betonu podczas pracy:
Naprężenie ściskające w betonie podczas eksploatacji nie powinno przekraczać 0, 33 f ck . W trakcie pracy nie może występować naprężenie rozciągające w betonie betonowym.
Jeżeli wstępnie segmentowane elementy są łączone przez naprężanie wstępne, naprężenia w skrajnym włóknie betonowym podczas pracy powinny zawsze być ściskające, a minimalne naprężenie ściskające w ekstremalnym włóknie nie powinno być mniejsze niż pięć procent maksymalnego stałego naprężenia ściskającego, które mogą być rozwijane w tej samej sekcji. Przepis ten nie ma jednak zastosowania do płyt pokładu poprzecznego z naprężeniem wstępnym.
Dopuszczalne obciążenie łożyska za zakotwieniami:
Maksymalne dopuszczalne naprężenie bezpośrednio za kotwicami w odpowiednio wzmocnionych blokach końcowych można obliczyć za pomocą równania:
f b = 0, 48 f cj √A 2 / A 1 0r 0, 8 f cj w zależności od tego, która wartość jest mniejsza
Gdzie f b = dopuszczalne naprężenie ściskające w betonie, w tym wszelkie przeważające naprężenia, jak w przypadku zakotwień pośrednich.
A 1 = powierzchnia nośna kotwicy przekształcona w kształt na kwadrat o równoważnej powierzchni
A 2 = maksymalna powierzchnia kwadratu, która może być zawarta w elemencie bez zachodzenia na odpowiedni obszar sąsiadujących punktów mocowania i koncentryczna z obszarem A1 łożyska .
Powyższa wartość naprężenia łożyska jest dopuszczalna tylko wtedy, gdy jest występ betonu wynoszący co najmniej 50 mm lub b 1/4, w zależności od tego, która wartość jest większa od zakotwienia, gdzie bi jest pokazane na Rys. 5.11.
Dopuszczalne naprężenia w stali sprężającej:
Maksymalne chwilowe naprężenie w stali sprężającej w jakiejkolwiek sekcji po uwzględnieniu strat wynikających z poślizgu zakotwień i elastycznego skracania nie przekracza 70% minimalnej wytrzymałości na rozciąganie.
Nadmierne naprężanie w celu skompensowania poślizgu zakotwień lub uzyskania obliczonego rozciągu może być dozwolone pod warunkiem, że siła uciskająca jest ograniczona do 80% minimalnej wytrzymałości na rozciąganie lub 95% wytrzymałości próbnej (0, 2%) stali sprężającej w zależności od tego, która z tych wartości jest mniejsza.
