1 2.3. Особенности норм проверок конструций по предельным состояниям

Для пролетных строений металлических мостов, их элементов, поперечных сечений и соединений необходимы в общем случае расчетные проверки по следующим предельным состояниям, классифицируемым на группы и подгруппы по степени ущерба от' нарушения эксплуатационных требований.

Предельные состояния по несущей способности (подгруппы IА): на прочность против вязкого или хрупкого разрушения; на устойчивость формы (общей или местной), определяющей несущую способность; на выносливость против усталостного разрушения; на устойчивость положения против опрокидывания.

Предельные состояния по эксплуатационной пригодности (подгруппы IБ): на прочность против чрезмерного развития пластических деформаций; на устойчивость формы (местной или общей), не определяющей несущую способность; на длительную прочность железобетонной плиты при совместных воздействиях силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды; на сдвигоустойчивость фрикционных соединений; на предотвращение резонансных колебаний.

Предельные состояния по пригодности к нормальной эксплуатации (группы II): на жесткость; на трещиностойкость железобетонной плиты против образования или раскрытия трещин.

Расчеты на прочность стальных конструкций мостов против хрупкого разрушения в настоящее время в достаточной мере не разработаны. Гарантия против хрупкого разрушения обеспечивается пока соответствием хладостойкости стали и обеспечиваемого конструктивными требованиями уровня наибольшей концентрации напряжений возможной минимальной температуре при эксплуатации моста (обычного исполнения, северного исполнения А, северного исполнения Б).

Расчеты на прочность против вязкого разрушения при напряжениях, близких к временному сопротивлению стали, применяются для стальных канатов и пучков высокопрочной проволоки (см. п. 2.2), а также для элементов из сталей высоких классов прочности, применение которых нормами проектирования мостов не регламентировано. Общей особенностью этих расчетов является введение дополнительного коэффициента надежности γ_u, учитывающего особую опасность предельного состояния в виде разрыва высокопрочного элемента.

Большое значение для стальных конструкций вообще и мостов в частности имеют расчеты на прочность против чрезмерного развития пластических деформаций (текучести). Для этих расчетов сейчас осуществляется переход на новый критерий — критерий предельных относительных пластических деформаций. Для мостовых конструкций предельные относительные пластические деформации назначаются около 0,0006 из условий сохранения свойств стали после наклепа (ударной вязкости, хладостойкости, выносливости), приспособляемости, местной устойчивости сжатых частей и ограничения общих перемещений.

Прочность поперечных сечений проверяют по формулам сопротивления упругих материалов в форме проверки напряжений, но с введением к упругим моментам сопротивления поправочных коэффициентов ϰ.

Специфика расчета сжатых и сжато-изогнутых элементов стальных конструкций мостов на общую устойчивость заключается, прежде всего в меньших коэффициентах продольного изгиба ϕ, чем для других видов стальных конструкций. Это обусловлено принятием для мостовых конструкций больших случайных эксцентриситетов и учетом влияния сварочных напряжений.

Местная устойчивость элементов мостовых конструкций обеспечивается по нормам, обоснованным теорией устойчивости пластинок в упругой стадии работы, но с введением поправок, учитывающих развитие малых пластических деформаций в предельном состоянии по прочности.

Расчеты на выносливость выполняют по нормам, существенно отличающимся от норм для других видов стальных конструкций.

Для постоянных железнодорожных мостов коэффициенты γ_ω понижения расчетного сопротивления определяются для основных элементов на базе 2млн. циклов, что примерно соответствует числу проходов тяжелых поездов за 100 лет интенсивной эксплуатации. Для элементов с длиной загружения меньше 22 м (для проезжей части) число циклов начинает определяться числом проходов не поездов, а групп осей (тележек), соответственно коэффициенты γ_ω уменьшаются. Для автодорожных и городских мостов коэффициенты γ_ω ближе к 1, чем для железнодорожных. В величинах γ_ω учтен дополнительный коэффициент надежности как для предельного состояния подгруппы 1А.

Расчеты на жесткость пролетных строений металлических мостов заключаются в проверке вертикальных прогибов (а также углов перелома профиля проезда) и ограничении периодов свободных колебаний в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Прогибы от подвижной нагрузки в пролете длиной l, м, не должны превышать: для железнодорожных мостов 1/(800—1,25l), но не более (1/600) l; для автодорожных, городских и пешеходных мостов (1/400) I.