Köprülerin Tasarımı: İlk 14 Kontrol Listesi

Köprülerin tasarımında aşağıdaki yükler, kuvvetler ve gerilmeler dikkate alınmalı ve kontrol edilmelidir: - 1. Ölü Yük 2. Hareketli Yük 3. Ayak Yükü 4. Darbe Ödeneği 5. Rüzgar Yükü 6. Su Akımlarından Kaynaklanan Yatay Kuvvet 7. Boyuna Kuvvetler 8. Santrifüj Kuvvetleri 9. Yüzdürme 10. Toprak Basıncı 11. Sıcaklık Etkileri 12. Deformasyon Etkileri 13. İkincil Etkiler 14. Dalga Basıncı ve Diğer Az.

Ölü Yük:

Çeşitli malzemelerin birim ağırlıkları, Tablo 5.1'de gösterildiği gibi tasarımda varsayılacaktır:

Hindistan'daki tüm yeni karayolları köprüleri, üç yükleme sınıfı, IRC sınıfı AA, IRC sınıfı A ve IRC sınıfı B yüklemesinden oluşan Hint Yolları Kongresi yüklemelerine göre tasarlanacaktır. Belli belediye sınırlarında, sanayi bölgelerinde ve belirli Karayollarında yapılacak köprüler için, AA sınıfının tek şeridi veya hangisi daha kötü etki oluşturan A sınıfı iki şerit dikkate alınmalıdır.

Diğer tüm kalıcı köprüler iki A sınıfı yükleme şeridi ile tasarlanırken, iki B sınıfı yükleme şeridi belirtilen alanlardaki köprülere veya ahşap köprüler vb. Gibi geçici yapı tiplerine uygulanabilir. IRC sınıfı AA yükleme yerine kullanılacaktır. Şekil 5.1 ve 5.2, IRC yüklerini göstermektedir.

Bu yüklerin köprülerin uzunlamasına ekseni boyunca hareket ettiği varsayılmalı ve tekerlek ile yol kenarı arasındaki mesafelerin, akslar veya tekerleklerin arasındaki mesafelerin ve kesitlerin arasında üretilen en kötü etkinin değerlendirilmesi için güvertede herhangi bir yere yerleştirilebilirler. yükleme diyagramında gösterildiği gibi bitişik araçlar arasındaki mesafe üzerlerine örtülmemiştir.

Standart bir taşıt veya trenin tüm aksları eşzamanlı olarak hareket eder olarak kabul edilir ve standart tren tarafından ele geçirilen boşluğun herhangi bir ek yüke tabi olduğu varsayılmaz. Tahrik ünitesine takılı römorklar ayrılabilir olarak değerlendirilmemelidir.

Tüm yeni köprüler tek şeritli, iki şeritli veya dört şeritli genişlikte olacaktır. Üç şeritli köprüler dikkate alınmayacaktır. Dört şeritli köprüler veya iki şeritli köprüler için en az 1, 2 m genişliğinde orta kenar sağlanacaktır.

LL'nin aynı anda ikiden fazla trafik şeridinde olması nedeniyle gerilmelerin azaltılması:

Yük yoğunluğu, iki şeridin üzerindeki her ek trafik şeridi için yüzde 10'luk bir azalmaya tabi tutulabilir ve ayrıca bu şekilde azaltılmış olan yük yoğunluğunun sonuçlanan yoğunluklardan daha az olmaması şartına tabi olabilir. iki şeritli bir eşzamanlı yükleme.

Deck Döşeme Tasarımında Canlı Yük Uygulama Yöntemi:

1. Sadece bir yöne yayılan plakalar için:

A. Yayılma mesafesine dik yük dağılımı:

(a) Bir yönde yayılan katı levha:

(i) Tek bir konsantre yük için, etkili genişlik aşağıda verilen formüle göre hesaplanacaktır. Bununla birlikte, etkili genişlik, döşemenin gerçek genişliğini aşmayacaktır.

Burada _{e =} yükün üzerinde etkili olduğu döşeme genişliği.

L = basitçe desteklenen açıklıkta etkin açıklık ve sürekli açıklıkta açıklık açıklığı.

X = konsantre yükün CG'sinin daha yakın desteğe olan mesafesi.

W = Lastik temas alanının, açıklığa dik açılı bir yönde ve aşınma katının yıpranma kalınlığının iki katı.

K = b / L oranına bağlı olarak tablo 5.2'de gösterilen değerlere sahip bir katsayıdır, burada b, plakanın genişliğidir.

(ii) Açıklık yönünde bir çizgide iki veya daha fazla konsantre yük için, metre genişliğinde büküm momenti, uygun etkin genişliğine göre her yük için ayrı ayrı hesaplanmalıdır.

(iii) Yayılma alanı boyunca iki veya daha fazla yük için, bir yük için efektif döşeme genişliği bitişik bir yük için efektif döşeme genişliği üstüste gelirse, iki yük için efektif döşeme genişliği, toplam yüke eşit olarak alınır. Her yük için ilgili efektif genişliğin eksi bindirme genişliği, levhanın ayrı hareket eden iki yük için kontrol edilmesi şartıyla.

(b) Katı levha konsol:

(i) Tek bir konsantre yük için, bükülme momentine dayanan etkili döşeme genişliği (desteklenen kenara paralel ölçülen) aşağıdaki gibi olacaktır:

_e = 1, 2x + W (5, 2)

B, x ve W'nin eskisi gibi anlamı olduğu yerde.

Etkili genişliğin, desteğe paralel olarak ölçülen konsol levhasının uzunluğunun üçte birini geçmemesi ve ayrıca, etkin genişliğin yukarıdaki değerin yarısını geçmemesi koşuluyla, yoğunlaştırılmış yükün en yakın uçtan uzak ucundan uzaklaşması şartıyla konsantre yük, konsol levhasının iki uç ucundan birinin yanına yerleştirilir.

(ii) İki veya daha fazla konsantre yük için:

Bir yük için etkili döşeme genişliği, bitişik bir yük için etkili genişliği üstüste binerse, iki yük için sonuçta elde edilen etkili genişlik, her yük için ilgili efektif genişliklerin toplamına ek olarak, döşemenin döşenmesi koşuluyla üst üste binme genişliğinin alınması koşuluyla alınacaktır. Bu şekilde tasarlanan ayrı hareket eden iki yük için test edilir.

B. Açıklık boyunca yükün dağılması:

Bir tekerlek yükünün veya çark yükünün etki ettiği döşemenin efektif uzunluğu, döşeme yönünde aşınma yüzeyinin üzerindeki lastik temas alanının boyutlarına eşit olarak alınacaktır; aşınma katının kalınlığı.

2. İki yöne yayılan levhalar için ve genişliği 3 kattan daha geniş olan bir yöne yayılan levhalar için:

Etki alanı, Piegeaud veya Poisson oranının 0.15 değeri olan herhangi bir rasyonel yöntemi benimseyin.

3. Nervürlü slab veya katı slab dışındaki slablar için:

Enine bükülme sertliğinin uzunlamasına bükülme sertliğine oranı birlik olduğu zaman, etkili genişlikler katı levha için olduğu gibi hesaplanabilir. Oran birlikten küçük olduğunda, orantılı olarak daha küçük bir değer alınacaktır.

4. Yüklerin dolgular ve aşınma önlüklerinden dağıtılması:

Yüklerin dolgular ve aşınma katları arasında dağılımı, yayılma boyunca hem boyunca hem de dik olarak 45 dereceye kadar alınmalıdır.

Yaya Yükleme:

7, 5 m veya daha az etkin yayılma için, 400 Kg / m2. Bu yük bir kasaba veya hac merkezine veya büyük cemaat fuarlarına yakın köprüler için 500 Kg / m2'ye yükseltilecektir.

7.5 m'yi aşan ancak 30 m'yi aşmayan etkin açıklık için, yük yoğunluğu aşağıdaki denkleme göre hesaplanacaktır:

30 metrenin üzerindeki etkili açıklıklar için, ana yol yükünün yoğunluğu aşağıdaki formüle göre belirlenecektir:

P '= 400 Kg / m2 olduğu durumda

P = m ² başına Kg cinsinden footway yükü

L = Ana kirişin etkin yayılma alanı metre cinsinden

W = Metrenin metre cinsinden genişliği

Ayak, 300 mm çapında bir alana yayılmış darbe dahil 4 tonluk yüke dayanacak şekilde tasarlanacaktır. Bu durumda, izin verilen baskılar bu hükmün yerine getirilmesi için yüzde 25 oranında artırılabilir. Araçların yolu monte edemediği durumlarda, bu hükmün yapılması gerekmez.

Darbe Ödeneği:

Uygulanan hareketli yüklerin yüzdesi olarak çarpma payına, aşağıda belirtilen hareketli yüklerin dinamik hareketine izin verilecektir:

Sınıf A veya Sınıf B Yükleme için:

Etki yüzdesi, Şekil 5.3'te gösterildiği gibi olacaktır. Darbe oranı 3 ila 45 m arasındaki boşluklar için aşağıdaki formüllerden hesaplanmalıdır:

(a) Betonarme köprüler için:

Darbe oranı = 4.5 / 6 + L

(b) Çelik köprüler için:

Darbe kesri = 9 / 13.5 + L

L = Belirtildiği gibi metre cinsinden aralık uzunluğu

AA sınıfı yükleme ve 70R sınıfı yükleme için:

Etki yüzdesi aşağıda belirtildiği gibi alınacaktır:

A. 9 metreden kısa açıklıklar için:

i) Paletli araçlar için - 5 m'ye kadar olan açıklıklar için yüzde 25, doğrusal olarak 9 m'lik açıklıklar için yüzde 10'a kadar düşme.

ii) Tekerlekli araçlar için - yüzde 25.

B. 9 m veya daha fazla açıklık için:

(a) Betonarme köprüler:

(i) Paletli araçlar: 40 metreden fazla açıklıklar için Şekil 10'daki eğriye göre yüzde 40'a kadar ve yüzde 10'a kadar.

(ii) Tekerlekli araçlar: 12 m'ye kadar olan açıklıklar için yüzde 25 ve 12 m'den büyük olan açıklıklar için Şekil 5.3'deki eğriye göre.

(b) Çelik köprüler :

(i) İzlenen araçlar: Tüm açıklıklar için yüzde 10.

(ii) Tekerlekli araçlar: 23 m'ye kadar olan açıklıklar için yüzde 25 ve 23 m'den büyük olan açıklıklar için Şekil 5.3'de belirtilen eğriye göre.

Yürüme yolunda herhangi bir çarpma payı bulunmayacaktır. Yol kabuğu da dahil olmak üzere 600 mm'den daha az dolgusu olmayan köprü yapıları için çarpma yüzdesi, Sınıf A veya Sınıf B Yükleme ve Sınıf AA yükleme ve Sınıf 70R yükleme içinde yukarıda belirtilenlerin yarısı kadar olmalıdır.

Aşağıdaki oranlardaki etki yüzdelerinin, çeşitli iskele ve dayanak noktalarındaki gerilmelerin yatak bloğunun üstünden hesaplanmasına izin verilecektir:

(i) Yatakların ve yatak bloğunun üst yüzeyindeki basınç Tam değer

(ii) Yatak bloğu yarı değerinin alt yüzeyi

(iii) Yatak bloğunun alt yüzeyinden, yatak bloğunun altındaki yapının 3 m'ye kadar.

(iv) Yatak bloğunun tabanının 3 m altında Sıfır

Sınıf A veya Sınıf B Yükleme ve Sınıf AA yükleme ve Sınıf 70R yükleme'de belirtilen etki yüzdelerinin hesaplanmasında dikkate alınacak aralık uzunluğu (L) aşağıdaki gibidir:

(a) Basitçe desteklenen veya sürekli açıklıklar veya kemerler için, L = yükün yerleştirildiği etkili açıklık.

(b) Asılı açıklıkları olmayan konsol kollarına sahip köprüler için L = Konsol kolunun etkin çıkması, konsol kolundaki yükler için yüzde 25 oranında azaltılır ve L = ana koldaki yükler için destek aralığındaki etkin aralık.

(c) Asılı açıklıklara sahip konsol kolları olan köprüler için, L = konsol kolunun etkin çıkması artı askı kolunun üzerindeki yükler için askıya alınan aralığın yarısı kadar ve L = askıya alınmış aralığın etkin uzunluğu span ve 'L = ana açıklıktaki yükler için destekler arasındaki etkin açıklık.

Rüzgar yükü:

Rüzgar yükünün, köprü yapısının açıktaki herhangi bir kısmı üzerinde yatay olarak hareket ettiği varsayılmalıdır. Rüzgar yükünün yönü, söz konusu elemanda maksimum sonuçta meydana gelen gerilmeleri meydana getirecek şekilde olabilir.

Rüzgar gücünün, aşağıdaki gibi yapı alanı üzerinde etkili olacağı varsayılmalıdır:

(a) Güverte yapısı için - döşeme sistemi dahil olmak üzere yükseklikte görülen yapının alanı ve tırabzanlarda veya korkuluk duvarlarında perforasyonun daha az alanını korkuluk.

(b) Geçiş veya yarı geçişli bir yapı için - (a) 'da belirtildiği gibi rüzgarlı truss'un rakım alanı artı diğer tüm trusses veya kirişlerin güverte seviyesinin üzerinde rakım alanının yarısı.

Rüzgar basıncının yoğunluğu aşağıdaki Tablo 5.3'e göre olacaktır. Haritadaki gibi Kathiawar Yarımadası, Bengal ve Orissa kıyıları gibi bazı kıyı bölgelerinde yoğunluk iki katına çıkarılabilir (Şekil 5.4).

Nerede

H = Maruz kalan yüzeyin metre cinsinden ortalama geciktirici yüzeyin üstünde yüksekliği (zemin veya yatak veya su seviyesi).

V = Saatte Km cinsinden rüzgarın hızı.

P = H yüksekliğinde Kg / m2 olarak rüzgar basıncının yoğunluğu

Hareketli hareketli yük üzerindeki rüzgâr yükünün, normal köprüler olması durumunda, normal yüklerde doğrusal yük başına lineer metre başına 300 Kg ve tramvay taşıyan köprüler için doğrusal metre başına 450 Kg oranında hareket edeceği varsayılmalıdır.

Toplam rüzgar kuvveti, yüklü akor düzleminde doğrusal metre başına 450 Kg'dan ve yüklü kiriş boyunca kafesli veya diğer geçitlerde, kafesli veya diğer benzer açıklıklardan yüksüz akorda 225 Kg'dan az ve 450'den az olmamalıdır. Güverte açıklıklarında doğrusal metre başına Kg.

Boşaltılan yapıdaki metre başına 240 Kg'lık bir rüzgar basıncı, daha önce belirtilen rüzgar yüklerinden daha fazla baskı üretmesi durumunda da dikkate alınmalıdır.

Su Akımlarına Bağlı Yatay Kuvvet:

Su akımlarından kaynaklanan yatay kuvvetin etkisi, akan suya batmış olan köprü yapısının herhangi bir bölümünü tasarlarken göz önünde bulundurulmalıdır.

Su akımına bağlı olarak su basıncının yoğunluğu aşağıdaki formülden hesaplanabilir:

Nerede:

P = Kg / m2 cinsinden basınç yoğunluğu

U = düşünülen noktada saniyedeki metre cinsinden su akımının hızı.

K = Tablo 5.4'te gösterildiği gibi farklı iskele şekilleri için değerleri olan bir sabit

U2 varyasyonunun, maksimum yıkama seviyesinde sıfır değer ve yüzeydeki maksimum hızın karesiyle doğrusal olduğu varsayılabilir (Şekil 5.5). Maksimum yüzey hızı V, Vm √2, yani V2 _s = 2 V ² _m olarak alınabilir, burada Vm, ortalama hızdır.

Bu nedenle, 5, 7 denkleminde X ² derinliğinde maksimum yıkama seviyesinden U2 aşağıdakileri verir:

Su akımı yönünün normal akış yönünden olası herhangi bir şekilde değişmesine karşı koymak için, tasarımda, normal akım yönüne göre su akımının 20 derecelik bir eğim olduğu varsayılarak tasarım yapılabilir.

Bu gibi durumlarda hız, iki bileşen halinde çözümlenmelidir. biri paralel, diğeri iskeleye normal. Normal bileşen için K değerleri, K 0.66 olarak alındığında dairesel iskeleler hariç 1.5 olarak alınacaktır.

Boyuna Kuvvetler:

Çekme eforuna veya frenleme etkisine bağlı uzunlamasına kuvvetlerin etkisi (ikincisi daha öncekinden daha büyüktür) ve serbest yatağın sıcaklık değişimi veya başka herhangi bir nedenden dolayı harekete sunduğu sürtünme direnci dikkate alınmalıdır. taşıyıcı, alt yapılar ve temeller.

Çekiş veya fren nedeniyle oluşan yatay kuvvetin karayolu boyunca ve üzerinde 1, 2 metre yukarıda olduğu varsayılmalıdır.

Köprü Yapıları üzerinde, kemerler, rijit çerçeveler vb. Gibi dayanakları olmayan fren ve sıcaklık etkileri, belirsiz yapıların onaylanmış analiz yöntemine uygun olarak değerlendirilmelidir.

Basit bir şekilde desteklenen betonarme ve önceden gerilmiş beton yapılar için, 15 metreden daha uzun açıklıklar için plaka yatakları kullanılamaz.

Hiçbir yatağın (bitüm tabakası hariç) temin edilmediği 10 metreye kadar olan basit desteklenen açıklıklar için, yatak seviyesindeki yatay kuvvet aşağıdaki gibi olacaktır:

F / 2 veya µ Rg hangisi daha yüksekse

F = Uygulamalı yatay kuvvet

µ = Tablo 5.5'te verilen sürtünme katsayısı

Rg = Ölü yük nedeniyle verilen reaksiyon.

Basit bir şekilde desteklenen bir köprü için herhangi bir serbest yataktaki (kayma veya makara) uzunlamasına kuvvet, i'nin sürtünmenin birlikte verimli olduğu ve R'nin ölü ve hareketli yük reaksiyonunun toplamı olduğu eşit RR olarak alınmalıdır. P değerleri Tablo 5.5'te gösterildiği gibi, genellikle tasarımda varsayılmaktadır.

Basit bir şekilde desteklenen bir köprü için herhangi bir sabit yataktaki uzunlamasına kuvvet aşağıdaki gibi olacaktır:

F - µR veya, F / 2 + µR, hangisi büyükse

F = Uygulamalı yatay kuvvet

µ = Tablo 5.5'te verilen sürtünme katsayısı

R = Ölü yük nedeniyle tepki.

Aynı elastomerik rulmanlara sahip basit, desteklenmiş bir yapının her bir ucundaki uzunlamasına kuvvet, F / 2 V δ tarafından verilir; burada Vr, elastomerik yatağın kayma derecesidir ve 8, sıcaklık nedeniyle vb. Nedeniyle güverte hareketidir. uygulanan kuvvetlere.

Sürekli 'bir yapının destekleri üzerindeki uzunlamasına kuvvetler, bireysel desteklerin kayma derecesi ve desteğin sıfır hareket noktası temelinde belirlenecektir.

Boyuna ve diğer tüm yatay kuvvetler, toprağın ortaya çıkan pasif toprak basıncının en derin yıkama seviyesinin altında (veya bir köprü durumunda pucca zemine sahip olan) bu kuvvetleri dengelediği seviyeye kadar hesaplanacaktır.

Fren etkisinin büyüklüğünün aşağıdaki değerlere sahip olduğu varsayılmalıdır:

(i) Tek bir şerit veya iki şerit köprü güvertesi için, frenleme etkisi, ilk araç treni için yüzde yirmi ve sonraki trenler veya bunun bir kısmı için yüzde 10'a eşit olacaktır.

Köprü güvertesi iki şerit tren yükü taşıdığında bile, frenleme etkisinin hesaplanmasında sadece bir şerit tren yükü dikkate alınmalıdır. Frenleme etkisi, tüm ilk trenin açıklıkta olmadığı açıklıktaki yükün yüzde yirmi kadarına eşit olacaktır.

(ii) İkiden fazla şeridi olan köprüler için, frenleme etkisi, iki şerit için yukarıdaki (i) 'de verilen değere eşit olmak üzere artı ikiden fazla şerit üzerindeki yüklerin yüzde beşini alacaktır.

Santrifüj Kuvvetleri:

Kavisli bir köprü için, merkezkaç kuvvetinin araçların bir eğri içerisindeki hareketinden dolayı etkisi usulüne uygun olarak düşünülmeli ve üyelerin merkezkaç hareketinin neden olduğu ekstra baskıları karşılayacak şekilde tasarlanmaları gerekir.

Merkezkaç kuvveti, aşağıdaki formüle göre hesaplanır:

C = WV ² / 127R (5, 8)

Nerede: C = Ton cinsinden merkezkaç kuvveti

W = Açıklıkta ton cinsinden toplam canlı yük

V = Saatte Km cinsinden tasarım hızı

R = Metre cinsinden eğrilik yarıçapı

Santrifüj kuvvetinin, karayolunun 1, 2 m üstünde bir yükseklikte hareket ettiği varsayılmalıdır. Etki etkisi için artış gerekmez. Merkezkaç kuvveti, tekerlek yüklerinin hareket noktasında hareket edeceği veya eşit olarak dağılmış bir yükün etki ettiği uzunluk boyunca düzgün bir şekilde dağıldığı varsayılmalıdır.

Yüzdürme:

Kaldırma etkisinin, eğer üyede en kötü etki yaratırsa, köprü yapı elemanlarının tasarımında dikkate alınması gerekir. Yüzdürme nedeniyle, yapının ağırlığında bir azalma yapılır.

Temel homojen geçirimsiz tabakalara dayanıyorsa, yüzdürme etkisi için bir hüküm gerekli değildir, ancak diğer yandan, kum, silt vb. Gibi geçirgen tabakalara dayanıyorsa, tam yüzerlilik dikkate alınacaktır. Kaya üzerine temel de dahil olmak üzere diğer temel koşullar için, tam yüzdürmenin bir yüzdesi köprü tasarımcısının takdirine bağlı olarak yüzdürme etkisi olarak kabul edilecektir.

Tam yüzdürme oranının yüzde 15'i, su altındaki beton veya tuğla duvar yapılarının gözenek basıncı nedeniyle yüzdürme etkisi olarak alınacaktır.

Tam yüzdürme etkisi, daha büyük baskılar üretmesi durumunda, suya daldırılabilir köprüler için üst yapı tasarımında usulüne uygun olarak düşünülmelidir.

Suyun yanı sıra kum, silt vb. Gibi toprak kütlesinin yerini alan derin temellerde, ağırlıkta düşüşe neden olan yüzdürme aşağıdaki gibi iki sayımda dikkate alınmalıdır:

(i) Yer değiştirmiş suya bağlı yüzdürme, yapı tarafından yer değiştiren suyun hacminin, serbest su yüzeyinden temel seviyesine kadar alınması olarak alınacaktır.

(ii) Rankine Teorisine göre hesaplanan toprağın batık ağırlığı nedeniyle yükselen basınç.

Toprak basıncı:

Toprak tutma yapılarının tasarlanacağı toprak basıncı herhangi bir rasyonel teoriye göre hesaplanmalıdır. Coulomb'un toprak basıncı teorisi, elde edilen toprak basıncının, tabanın 0.42 H yüksekliğinde, H'nin tutucu duvarın yüksekliği olduğu bir yükseklikte etki edeceği varsayılmasına bağlı olarak kullanılabilir.

Yatay toprak basıncının minimum yoğunluğunun, cum başına 480 Kg ağırlığındaki bir sıvının uyguladığı basınçtan daha az olmadığı varsayılmalıdır. Tüm dayanaklar, 1, 2 m yükseklikte toprak dolgusuna eşdeğer bir canlı yük ek ücreti için tasarlanacaktır. Kanat ve dönüş duvarlarının tasarımı için, canlı yük ek ücreti 0, 6 m toprak dolgusunun yüksekliğine eşdeğer olarak alınacaktır.

Dayanakların arkasındaki dolgular, toprak basıncını oluşturan kanat ve dönüş duvarları granül malzemelerden oluşacaktır. Abutmentlerin, kanat veya geri dönüş duvarlarının tüm yüzeyi boyunca toprağa doğru daha küçük ve duvara daha büyük boyutta olan 600 mm kalınlığında bir filtre ortamı sağlanacaktır.

Duvarların arkasında biriken suyun tahliyesi için dayanaklarda, kanatta veya dönüş duvarlarında düşük su seviyesinin üstünde yeterli miktarda ağlama deliği bulunacaktır. Ağlama deliklerinin aralığı hem yatay hem de dikey yönde bir metreyi geçmemelidir. Ağlama deliklerinin boyutu uygun drenaj için yeterli olmalı ve ağlama delikleri dış yüze doğru eğimli olarak yerleştirilmelidir.

Sıcaklık Efektleri:

Tüm yapılar, sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan gerilmeleri karşılamak üzere tasarlanmalıdır. Değişim aralığı, yapının inşa edileceği yer için makul bir şekilde sabitlenmelidir.

Hava sıcaklığı ile büyük beton elemanların iç sıcaklığı arasındaki gecikme dikkate alınacaktır. Tablo 5.6'da gösterilen sıcaklık aralığı genel olarak tasarımda varsayılmalıdır.

Santigrat derece başına genleşme katsayısı, çelik ve betonarme yapılar için 11.7 x 10 ^-6, düz beton yapılar için 10.8 x 10 ^-6 olarak alınacaktır.

Deformasyon Etkileri (Sadece Çelik Köprüler İçin):

Deformasyon gerilimi, kirişin dikey bükülmesinden dolayı eklemlerin sertliği ile birlikte açık ağ kirişinin herhangi bir elemanının bükülmesinden kaynaklanır. Bütün çelik köprüler, deformasyon gerilmeleri asgariye indirilecek şekilde tasarlanmalı, üretilmeli ve kurulmalıdır. Tasarım hesaplamalarının yapılmaması durumunda, deformasyon gerilmeleri ölü ve canlı yük gerilmelerinin yüzde 16'sından az olmayacaktır.

İkincil etkiler:

Çelik Yapılar:

İkincil gerilmeler, bağlantıların eksantrikliği, paneldeki ara noktalara uygulanan zemin kiriş yükleri, makasların uç direklerine yanal rüzgar yükleri vb. İle desteklerin hareketinden kaynaklanan gerilmelerden kaynaklanan ek gerilmelerdir.

Betonarme Yapılar:

İkincil gerilmeler, desteklerin hareketinden veya yapının geometrik şeklindeki deformasyondan veya beton zemin kirişlerinin kısıtlayıcı büzülmesinden vb. Kaynaklanan ek gerilmelerdir. Betonarme yapılar için büzülme katsayıları 2 x 10 ^-4 olarak alınmalıdır. Tüm köprüler, ikincil gerilmeler asgariye indirilecek şekilde tasarlanmalı ve inşa edilmelidir.

Dalga basıncı:

Dalga kuvvetleri, rasyonel yöntemlere veya model çalışmalara dayanarak tek yapısal elemanlar üzerinde çekme ve atalet kuvvetleri vb. Dikkate alınarak uygun analizlerle belirlenecektir. Kazık grubu durumunda, iskeleler vs. yakınlık etkileri de dikkate alınacaktır.

Yüzen Gövdelerden veya Gemilerden Kaynaklanan Etki:

Yüzer cisimlerin veya gemilerin darbe kuvvetlerine maruz kalan köprü iskeleleri, kazık sehpaları vs. gibi üyeler, bu tür üyeler üzerindeki etkinin etkisi göz önüne alınarak tasarlanacaktır. Darbe kuvveti üyelere belli bir açıda vurursa, bileşen kuvvetlerinin etkisi de ayrıca göz önüne alınmalıdır.

Ereksiyon Etkileri:

Tasarım ofisine, montaj programı ve inşaat mühendislerinin benimsemeyi arzu ettiği inşaat sırası sağlanacak ve tasarımcı, tasarımında montaj etkilerinden kaynaklanan gerilmelerden sorumlu olacaktır. Bu, tamamlanmış bir açıklığı ve bitişik açıklığı da yerinde içermemelidir.

Sismik Kuvvet:

Şekil 5.6, sismik Bölge I'in Bölge V'e olduğunu gösteren Hindistan haritasını göstermektedir. Bölge V'deki tüm köprüler, aşağıda belirtildiği gibi sismik kuvvetler için tasarlanacaktır. Toplam uzunlukları 60 metreden fazla olan bütün büyük köprüler, Bölge III ve IV'teki sismik kuvvetler için de tasarlanacaktır. Zon I ve II'deki köprüler sismik kuvvetler için tasarlanmaya ihtiyaç duymaz.

Dikey sismik kuvvet, stabilite tasarım için bir kriter olduğu, Bölge IV ve V'e yapılacak köprülerin tasarımında dikkate alınmalıdır. Dikey sismik katsayı, aşağıda verilen yatay sismik katsayının yarısı olarak alınacaktır.

Sismik etki göz önüne alındığında, vakfın tasarımının zarı ortalama tasarım taşkınlarına dayanmalıdır. Detay verisinin yokluğunda, temizleme işlemi maksimum temizleme derinliğinin 0, 9 katı olarak alınabilir.

Yatay Sismik Kuvvet:

Yatay sismik kuvvet, 150 m'ye kadar olan köprüler için geçerli olan aşağıdaki ifade ile belirlenir. 150 m'den daha geniş açıklığa sahip uzun açık köprüler durumunda, tasarım dinamik yaklaşıma dayalı olacaktır.

F _eq = α. Β. Ƴ. G,

F _eq = Sismik kuvvet

α = Tablo 5.7'de verilen yere göre yatay sismik katsayısı (ovalama derinliğinin altındaki kısım için, bu sıfır olarak alınabilir).

β = Tablo 5.8'de verilen toprak temel sistemine bağlı bir katsayı.

α = Aşağıdaki gibi köprünün önemine bağlı olarak bir katsayı. Önem, stratejik önem, hayati iletişim bağlantısı vb. Gibi yerel şartlarda kararlaştırılmalıdır.

(a) Önemli köprü 1.5

(b) Diğer köprüler 1.0

G = Ölü yük veya ölü artı hareketli yük

Dikkate alınan tüm yüklerin ağırlık merkezinde yatay sismik kuvvetler alınacaktır. Sismik kuvvetin yönü, sismik kuvvetin ve diğer kuvvetlerin sonuçta ortaya çıkan etkisinin yapı içerisinde maksimum baskı üreteceği şekilde olacaktır.

Hareketli yükler için sismik kuvvet, trafik yönünde hareket ederken dikkate alınmayacak, trafik yönüne dik yönde ele alınacaktır.

Toprağa gömülü yapının herhangi bir sismik kuvvet ürettiği düşünülmemelidir. Çok az veya hiç parazit içermeyen gevşek veya kötü dereceli kumlarda, sismik etkiye bağlı titreşimler toprağın sıvılaşmasına veya aşırı toplam ve farklı yerleşime neden olabilir. Bu nedenle, III, IV ve V bölgelerinde bu tür tabakalarda köprüler kurulmasından, uygun sıkıştırma veya stabilizasyon yöntemleri kabul edilmedikçe kaçınılmalıdır.

Yığma veya güçlendirilmemiş beton köprüler Bölge V'de yapılmayacaktır.

Etki Çizgi Çizgileri:

Tüm yapı elemanları birlikte hareket edebilecek yükler, kuvvetler ve gerilmelerle tasarlanmalıdır. Bu yüklerin ve kuvvetlerin çoğu, hareketli yükler ve darbe kuvveti, çekme veya frenleme kuvveti ve merkezkaç kuvveti gibi canlı yüklerden kaynaklanan kuvvetler dışında, az çok sabit bir uygulama noktasına sahiptir.

Hareketli yükler hareketli yükler olduğu için maksimum etkiyi elde etmek için uygulama noktalarının dikkatlice belirlenmesi gerekir. Bu, aşağıdaki paragraflarda açıklandığı gibi etki çizgisi diyagramları yardımı ile gerçekleştirilir.

Bir etki çizgisi, kiriş veya elemanın uzunluğu boyunca bir birim konsantre yükün hareketinden dolayı bir kirişin veya diğer elemanların bir bölümündeki reaksiyonu, momenti, kesmeyi, itme vs.'yi gösteren bir eğridir.

Çizim etkisi çizgi şeması prosedürü aşağıdaki paragraflarda gösterilmiştir. RC sürekli köprüler ve RC kemer köprüler gibi bazı özel yapılar için etki çizgisi diyagramları. Moment, makaslama, reaksiyon vb. Maksimum değerlerin belirlenmesi için bu etki çizgi şemalarını kullanma yöntemi

Moment İçin Etkileşim Şeması:

0.25L ve 0.5L'de ​​basitçe desteklenen Köprü Kesiti:

Şekil 5.7 (a) 'da A ve X (yani dikkate alınan bölüm) arasına bir birim yük yerleştirildiğinde, RB = a / L ve M _x = (eksen 0.75L) / L, ancak birim yük arasında X ve B, R _A = (La) / L ve M _x = (La) 0.25L / L. Birim yük X altındayken M _x değeri maksimum olacaktır, yani söz konusu bölüm ve M _x = 0, 1875 L değeri. 0.25L'deki Mx için etki çizgisi diyagramı, Şekil 5.7 (c) 'de gösterilmektedir.

Benzer şekilde, Şekil 5.7 (b) 'de, birim yük A ve X arasına yerleştirildiğinde, M _x = eksen 0.5L / L, ancak birim yük X ve B arasına yerleştirildiğinde, M _x = (La) x 0.5L / L Birim yük X'e getirildiğinde maksimum M _x değeri, bu durumda M _x = 0.25L. M için etki çizgisi diyagramı, 0.5L'de, Şekil 5.7 (d) 'de gösterilmektedir.

Dengeli Konsol Köprüsü - Ana Açıklığın merkezindeki ve Destekteki Bölüm:

Etki çizgisi diyagramları, Şekil 5.8'de gösterildiği gibi çizilebilir.

Kesme İçin Etki Çizgisi Şeması:

Basitçe desteklenen Köprü - 0.25L ve 0.5L'de ​​Bölüm:

Şekil 5.7 (a) 'ya göre, birim yük A ve X (yani söz konusu olan bölüm) arasına yerleştirildiğinde, RB = a / LS _x (yani X'te kayma) = RB = a / L. Normal konvansiyona göre, bu kayma, yani bölümün sağında yukarı doğru hareket eden ve bölümün solunda aşağı doğru hareket eden sonuçta meydana gelen kuvvetler negatifdir.

Birim yük X ve B arasındayken, R _A = (La / L) ve S _x ( _{x konumunda} kesme) = (La / L) .Bu normal konvansiyona göre bu kesme pozitiftir. Makas, birim yük X konumundayken işaret değiştirir. Bu nedenle, Bölüm 0.25L'deki kesme için etki çizgisi diyagramı, Şekil 5.9 (a) 'da gösterildiği gibi olacaktır. Negatif kayma koordinatı X = 0, 25L / L = 0, 25 ve pozitif kayma koordinatı = L-0, 25L / L = 0, 75

Şekil 5.7 (b) 'ye istinaden, birim yük A ve X, S _x = a / L arasında olduğunda ve birim yük X ve B, S, = (La / L) arasında olduğu gibi bulunabilir . Kayma, birim yük Bölüm 0'da olduğunda, yani 0, 5L'de ​​ve hem pozitif kayma hem de negatif kayma için koordinatlar olduğunda 0, 5 işareti değiştirir. Etki çizgisi diyagramı, Şekil 5.9 (b) 'de gösterilmektedir.

Dengeli Konsol Köprüsü - Ana Açıklığın merkezindeki ve Destekteki Bölüm:

i) Ana alanın ortasındaki bölüm:

Şekil 5.8 (a) 'ya istinaden, birim yük A'dan G'ye (yani, incelenen bölüm) hareket ettiğinde, D'deki reaksiyon aşağıdaki gibi olacaktır:

Ancak birim yük G'den F'ye geçtiğinde, C'deki reaksiyon aşağıdaki gibi olacaktır:

Rc ya da _RD reaksiyonları, Bölüm G'deki kaymadır. Normal işaret konvansiyonunu kullanarak, Bölüm G'deki kayma için etki çizgi şeması, Şekil 5.10 (a) 'da gösterildiği gibidir.

ii) C Desteğinin Solundaki Bölüm:

Şekil 5.8 (a) 'ya istinaden, Destek C'nin solundaki kesme, birim yük A'dan C'ye ve sıfırın C dışında hareket ettiğinde C'deki yük olacaktır. Bu nedenle, kesme etkisi çizgi şeması Şekil 5.10'da gösterildiği gibi olacaktır. (b).

iii) Destek Hakkı C Bölümü:

Şekil 5.8'e (a) atıfta bulunularak, birim yük A'dan C'ye hareket ettiğinde, makaslama sayısal olarak Rd'a eşit olacak ve birim yük C'nin ötesine geçtiğinde, kesme sayısal olarak Rc'ye eşit olacaktır. Kayma etkisi çizgi şeması, Şekil 5.10 (c) 'de gösterilmiştir.

İzin Verilen Gerilmeler:

Beton üyeleri:

Çeşitli derecelerde beton için izin verilen gerilmeler Tablo 5.9'da gösterildiği gibi olacaktır:

Not:

Bölümdeki gerilmelerin hesaplanması için, 10'un modüler bir oranı (E _s / E _c ) kullanılabilir.

Çelik donatıdaki izin verilen gerilmeler Tablo 5.10'da belirtildiği gibi olacaktır.

Düz betondaki izin verilen temel gerilme gerilmeleri Tablo 5.11'de verildiği gibi olacaktır:

Betonarme elemanlar, kesme gerilmesi durumunda, xc aşağıdaki ifadede Xc verildiğinde, kesme donatı olmadan tasarlanabilir:

Tasarım kayma gerilimi τ = V / bd, aşağıda belirtildiği gibi izin verilen azami kayma τ _max değerini asla aşmamalıdır:

τ _max = 0.07 f _ck veya hangisi daha azsa 2.5 MP. Betonun karakteristik dayanımı olan fk.

Ön Gerilmeli Beton Üyeler:

Betonun Kalitesi:

Betonun karakteristik basınç dayanımı, 35 MP'den daha düşük olmamalıdır, yani, M 30 dereceli betona, döşeme levhası için izin verilen kompozit yapı hariç, M 35 sınıfı.

Betonda İzin Verilen Geçici Gerilmeler:

Bu gerilmeler, artık büzülme ve betonun sünmesi hariç tüm kayıpların muhasebeleştirilmesinden sonra hesaplanır. Geçici sıkıştırma gerilimi, 20 MPa'dan daha fazla olmayacak olan 0, 5 f _Cj'yi geçmemelidir; burada f _Cj, o zaman maksimum f _ck değerine tabi olan beton dayanımıdır.

Tam transferde betonun dayanım kuvveti 0, 8 _ftk'den az olamaz. Aşırı beton lifindeki (etap ön gerilimi dahil) geçici sıkıştırma gerilmesi, maksimum 20 MP _a'ya tabi olacak şekilde 0.45 _fk'yi geçmemelidir.

Aşırı liflerdeki geçici gerilme gerilimi aşılmamalıdır. Betonda izin verilen geçici baskı stresinin ¹ / _10'u .

Servis Sırasında İzin Verilen Beton Gerilmeleri:

Betonun hizmet sırasındaki basınç baskısı 0.33 f _ck'yi geçmemelidir. Servis sırasında kalıp betonunda çekme gerilmesi yasaktır.

Ön-döküm segman elemanlarının ön-gerdirme ile birleştirilmesi durumunda, servis sırasında aşırı beton elyafındaki gerilmeler daima sıkıştırılmış ve aşırı bir elyaftaki minimum sıkıştırma gerilmesi, maksimum kalıcı sıkıştırma gerilmesinin yüzde beşinden az olmamalıdır. aynı bölümde geliştirilebilir. Bununla birlikte, bu hüküm çapraz gerilimli güverte döşemesine uygulanmaz.

Ankrajların Arkasında İzin Verilen Rulman Gerilimi:

Yeterince güçlendirilmiş uç bloklardaki ankrajların hemen arkasındaki izin verilen maksimum stres, aşağıdaki denklem ile hesaplanabilir:

f _b = 0.48 f _cj √A ₂ / A ₁ 0r 0.8 f _cj hangisi daha küçükse

Fb = ara bağlantılarda olduğu gibi, mevcut herhangi bir gerilmeyi içeren, betonda izin verilen sıkıştırıcı temas gerilimi.

A ₁ = biçiminde bir eşdeğer alan karesine dönüştürülen ankrajın dayanma alanı

A2 = bitişik ankrajların karşılık gelen alanı üst üste binmeden ve mesnet alanı A1 ile eşmerkezli olarak üst üste binmeden, elemanın içine yerleştirilebilecek maksimum alan _.

Taşıyıcı gerilmenin yukarıdaki değerine, yalnızca, hangisinin daha yuvarlak olduğu en az 50 mm veya b ₁ / 4'lük bir beton çıkıntısı varsa izin verilir, buradaki bi, Şekil 5.11'de gösterildiği gibidir.

Ön Gerdirme Çeliklerinde İzin Verilen Gerilmeler:

Ankraj kayması ve elastik kısalma nedeniyle kayba izin verildikten sonra herhangi bir kısımdaki ön gerdirme çeliğindeki maksimum geçici gerilme, minimum nihai gerilme mukavemetinin yüzde 70'ini geçmemelidir.

Ankraj kaymalarını telafi etmek veya hesaplanmış uzamayı elde etmek için aşırı baskı yapılması, minimum gerilme mukavemetinin% 80'i veya gerilme önleyici çeliğin% 95'i (% 0, 2) ile sınırlama kuvvetine tabi tutulabilir. hangisi daha azsa.