Несущие конструкции деревянного автодорожного моста малого пролета

Министерство образования и науки Российской Федерации

НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕСИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ                                        «КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

КАФЕДРА ПГС и СМ

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине:

«Инженерные сооружения в транспортном строительстве»

Тема: Несущие конструкции деревянного автодорожного моста малого

пролета.

 

 

 

Выполнил: студент группы 3101167

Яброва А.А. __________________

Руководитель: ассистент кафедры ПГС и СМ

Халиков Д. А._________________ 

 

 

 

 

 

 

г. Набережные Челны

2013

 

 

Содержание

 

 

 

Введение

 

Во время активного развития народного хозяйства государства требуется постоянное расширение сети автомобильных дорог.

При строительстве дорог встречаются различные препятствия. Для обеспечения непрерывности пути, бесперебойного и безопасного движения транспорта возводят различные искусственные сооружения (мосты, трубы, подпорные стенки, тоннели и др.), представляющие собой ответственные и дорогостоящие элементы дороги. Достаточно отметить, что в зависимости от рельефа местности расходы на возведение искусственных сооружений достигают 15-30% стоимости постройки дороги.

Мосты и трубы составляют основную массу искусственных сооружений и представляют собой наиболее сложную часть строящейся дороги.

В настоящее время на автомобильных дорогах наиболее широко применяют металлические и железобетонные мосты. Однако деревянные мосты не потеряли своего значения. Практика показала, что предполагаемый срок эксплуатации железобетонных мостов значительно завышен и составляет 30-35 лет при нормальном содержании, что сравнимо со сроком эксплуатации мостов из лесоматериалов.

Дерево как материал для возведения мостов использовалось еще с незапамятных времен. Для возведения деревянных мостов чаще всего используют хвойные породы дерева, в частности сосны. Это объясняется тем, что сосна имеет ровный и толстый ствол без сучков и при этом достаточно устойчива к негативному воздействию окружающей среды.

Строительство мостов в современном мире возможно из бревен, брусьев, досок, брусков, лежня, четвертины, жерди или распила. Недостатки и преимущества деревянных мостов в первую очередь обуславливаются свойствами материала, из которого они возведены. Итак, среди достоинств важно отметить большое количество сырья для строительства и ремонта, высокая прочность при небольшой плотности и небольшие затраты труда на механическую обработку при строительстве.

В современных условиях деревянные мосты допускается строить на автомобильных дорогах  IV  и  V технических категорий, на улицах и дорогах местного значения, на временных дорогах и дорогах низших категорий в лесных районах. А применение клееных конструкций позволяет использовать деревянные мосты и при капитальном строительстве, на что указывает опыт скандинавских стран и Канады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчет главной балки.

1. Расчетная схема главной балки

Принимается расстояние между осями внешних балок равным 7,2м. Число прогонов nпр принимается равным 6, с одинаковым расстоянием между соседними осями, равным 1,2  м.

Расчетная схема главной балки представляет собой простую (разрезную) балку расчетным пролетом равным расстоянию между насадками смежных опор l=12,0 м.

1.2 Нормативные нагрузки на пролетное строение

Интенсивность нормативной постоянной нагрузки на пролетное строение:

 

 

где - расчетная постоянная нагрузка проезжей части моста

( от покрытия  и последующего ремонта покрытия );

 – ширина проезжей части.

 

 

 

Схема пролетного строения моста

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Расчетные изгибающие моменты в главных балках

Расчетный изгибающий момент посередине одной главной балки от постоянной нагрузки:

 

 

где - коэффициент надежности по постоянной нагрузке для деревянных конструкций;

 

 

 

Расчетный изгибающий момент посередине главной балки от одной полосы нагрузки А11:

 

где - нагрузка на ось тележки А11

- интенсивность равномерно распределенной  части нагрузки А11

- коэффициент полосности для  крайней полосы для нагрузки  А11;

- коэффициент надежности  по временной подвижной нагрузке:

для тележки А11:

 (при 

 

где - длина загружения.

 

 

для равномерно распределенной части нагрузки А11:

 

 

 

 

 

 

Крайняя полоса А11 - центр:

;

Другая полоса А11- центр:

 

Крайняя полоса А11 - левая:

.

;

Расчетный изгибающий момент:

 

 

 

где - воздействие всех полос нагрузки А11

Нагрузка А11:

.

 

 

 

 

 

Схемы нагрузок от подвижного состава

а - автомобильная нагрузка А11 в виде полосы равномерно распределенной нагрузки интенсивностью  и одиночной тележки с давлением на ось ;

б - одиночная ось для проверки проезжей части мостов, проектируемых под нагрузку А11;

4. Расчет вертикальной нагрузки в главной балке

Нормативной вертикальной подвижной временной нагрузки А11:

от тележки, принимаемой в виде сосредоточенной силы весом 2Р:

 

 

 

от веса равномерно распределенной части нагрузки:

 

 

Р = 9,81∙А11 = 9,81∙11=110 кН – нагрузка на ось тележки А11

v = 0,98∙А11 = 0,98∙11=11,0 кН/м – интенсивность равномерно распределенной части нагрузки А11

1.5  Подбор сечения  главной балки (клееная деревянная  балка).

Высоту сечения балки принимается не менее:

Принимаем сечения балки равном 1,2 м

Принимаем балку прямоугольного сечения, используя стандартные фанерные листы. Принимаем ширину h/6≤ b,  b=0,25. Принимаем клееную балку из 36 досок на 1/6 высоты в верхней и нижней части балки, средняя часть – из древесины II сорта.

Балка: 36 досок по 33мм = 1188мм

b x h= 25х120 см толщина доски а=3,3 см.

Общая высота балки 36∙33=118,8 см.

Длина досок значительно меньше длины балки. Соединяем доски «зубчатым шипом»

Общая высота балки: 110+2*25=160 см

 

Расстояние между центрами тяжести поясов:

 

Общий вид балки и ее сечение:

Определяем училия:

 

Где

 

Геометрические характеристики принятого сечения:

 

 

 

 

 

Проверяем сечения по нормальным напряжениям:

 

где  – R=16МПа расчетное сопротивление древесины растяжению,  для элементов прямоугольного сечения шириной свыше 13 см согласно СНиП II-25-80 Деревянные конструкции

–коэффициент, учитывающий толщину досок (33 см)

–коэффициент, учитывающий высоту сечения

–коэффициент, учитывающий радиус кривизны гнутой доски (доски прямые)

–коэффициент, учитывающий условия эксплуатации (В2 в нормальной зоне на открытом воздухе)

–коэффициент для конструкций, эксплуатируемых при температуре воздуха до +35° 

 

Проверяем сечение по касательным напряжениям:

где Rск=1,0 Мпа – расчетное сопротивление сосны скалыванию в плоскости листа.

Проверяем по устойчивости плоской формы деформирования:

 

Проверка прогиба.

Проверяем прогибы балки в середине пролета:

 

где

, β=1

C=15,4+3,8β=19,2

 

Относительный прогиб балки:

Жесткость балки обеспечена.

 

 

2. Расчет проезжей части.

 

 

 

 

 

Назначаем ширину досок деревоплиты 16 и 18 см

Толщина досок δ1=60мм

1. Расчёт длины  площадки, находящаяся под давлением колеса:

 

 

 

        2)  Расчётная ширина деревоплиты  на гвоздях поперёк моста:

 

           3) Расчёт нагрузки (усилия), передающийся на одну доску:

 

где

 

4) Расчёт изгибающего момента в середине пролёта моста от постоянной нагрузки:

 

 

5) Расчёт изгибающего момента от временной нагрузки:

 

6) Расчёт максимального изгибающего момента:

Ммах = Мg + Мвр = 0,036 + 1,56 = 1,596 кН м

7)Расчёт ширины досок деревоплиты из условия прочности:

 

 

 

                Ширину досок деревоплиты принимаем 175 мм

8)Проверка на перегруз или недогруз

 

 

Для того чтобы уменьшить нерациональны й недогруз, уменьшим W и h согласно рассчитанным параметрам:

 

 

 

 

Принимаем h=12см

 

- недогруз в  допустимых пределах

 

3. Мероприятия по обеспечению  долговечности деревянных конструкций

Деревянные конструкции необходимо предохранять от гниения, возгорания и увлажнения. К мерам конструкционной защиты от гниения деревянных конструкций относятся: устройство надежной гидроизоляции и пароизоляции, обеспечение свободного доступа к опорным конструкциям, гидроизляция деревянных элементов от других материалов, устройство вентиляционных продухов в стеновых панелях и плитах покрытия.

Для огнезащитной пропитки древесины применяют вещества, называемые антиперенами. Эти вещества, введенные в древесину, при опасном нагреве плавятся и разлагаются, покрывая огнезащитными пленками или газовыми оболочками, препятствующими доступу кислорода к древесине, которая при это может медленно разлагаться и тлеть, не создавая открытого пламени и не распространяя огня. Также применяются различные защитные краски и другие составы.

Для изготовления деревянных конструкций допускается использовать материалы с определенной влажностью, в зависимости от температуры и режима внутри помещения.

При эксплуатации конструкций в условиях постоянного и периодического увлажнения и невозможности устранить эти факторы с помощью конструктивных мер необходимо предусмотреть обработку древесины антисептиками.

 

 

 

 

 

 

 

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.