2. 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)

ω₁^м = 52,02м²;

ω₁^Q = 2,55 м;

ω₂^Q = 10,2 м.