Расчетные усилия в плите проезжей части определяются с учетом особенностей конструкции пролетного строения. Она работает под нагрузкой на изгиб в поперечном направлении.
Рисунок 1
Расчетная схема плиты проезжей части с ездой на балласте
При сборных двухбалочных пролетных строениях без омоноличивания продольного шва наружная и внутренняя плиты работают под вертикальной нагрузкой как консоли, защемленные с одной стороны в ребре балки. На внутренней консоли нагрузки считаются равномерно распределенными по всей длине, а на наружной – учитывают распределение нагрузок на участках разной длины и действие сосредоточенных сил от веса перил и тротуаров.
Нормативные постоянные нагрузки при расчетной ширине участка плиты вдоль пролета 1.0м от собственного веса:
- односторонних металлических перил: кН/м;
- железобетонной плиты тротуара:
кН/м;
- плиты балластного корыта:
кПа;
- балласта с частями пути:
кПа,
где = 0,1м – средняя толщина тротуарной плиты;
= 0,57м – ширина тротуара;
= 0,2м - средняя толщина плиты балластного корыта;
= 25.0 кН/м3 и = 19,6 кН/м3 – удельный вес соответственно железобетона и балласта с частями пути.
Нормативная временная нагрузка от подвижного состава принимается интенсивностью кН/м.
Величина нагрузки распределяется шпалами и балластом поперек оси пролетного строения на ширину bр, м, и принимает значение:
, (12)
где bр.н. = 2,7 + 2 h = 3,4м – для наружной консоли;
bр.вн. = 2,7 + h = 3,1м – для внутренней консоли.
h = 0.35м – толщина балласта под шпалой.
Тогда по формуле (12),
Для наружной плиты:
кПа.
Для внутренней плиты:
кПа.
Коэффициент надежности по нагрузке для постоянных нагрузок , , принимается равным , для нагрузки - .
Коэффициент надежности по нагрузке для временной нагрузки принимаем равным .
Динамический коэффициент при расчете плиты на прочность принимаем равным .
Усилия при расчете на прочность:
- для наружной консоли в сечении 1-1:
, кН м; (13)
, кН; (14)
- для внутренней консоли в сечении 2-2:
, кН м; (15)
, кН; (16)
Плечи сил усилий для вычисления момента определим из конструкции балки (см. рис. 2):
мм;
мм;
мм;
мм;
мм.
Рисунок 2
Сечение рассчитываемой балки
Вычислим усилия для расчета на прочность по формулам (13) – (16).
кН м;
кН;
кН м;
, кН;
Усилия при расчете на прочность:
Усилия при расчете на выносливость и определим по формулам (13) – (16) при коэффициентах надежности и динамическом коэффициенте .
Тогда:
- для наружной консоли в сечении 1-1:
, кН м; (17)
, кН м; (18)
кН м;
кН м;
- для внутренней консоли в сечении 2-2:
, кН м; (19)
, кН м; (20)
кН м;
кН м.
Усилия при расчете на трещиностойкость:
Усилия при расчете на трещиностойкость вычислим по формулам (13) и (15) от нормативных нагрузок при .
- для наружной консоли в сечении 1-1:
кН м;
- для внутренней консоли в сечении 2-2:
кН м.
Расчет сечений плиты
Выполним расчет сечений плиты на прочность, выносливость и трещиностойкость по усилиям, определенным в. 2.1.1.