7. Розрахунок головних ферм прогонових споруд

В сучасних умовах для залізничних мостів середніх та великих прольотів використовуються розрізні та нерозрізні споруди із наскрізними головними фермами, які мають паралельні пояси та трикутну решітку з додатковими стояками та підвісками. Розрізні прогонові споруди застосовуються, як правило, при прольотах до 110,0 м. Для перекриття більших прольотів доцільно використовувати більш економічні нерозрізні двох прольотні та трьох прольотні нерозрізні прогонові споруди. Основні дані для сучасних типових прогонових споруд із наскрізними головними фермами наведені в типових проектах.

8.1. Вибір розрахункової схеми для розрізних прогонових споруд

Згідно з вказівками розрахункові схему для конструкції прогонових споруд слід приймати з урахуванням їх проектної схеми. Для спрощення розрахунку просторову конструкцію прогонових споруд із наскрізними головними фермами розділяють звичайно на окремі площинні системи – головні ферми, поздовжні та поперечні зв’язки, проїзну частину та інші. При цьому урахування взаємного впливу окремих систем при визначенні зусиль в елементах конструкції є обов’язковим. Будівельний підйом та деформації від навантажень, як правило, не враховуються.

При висотах поперечного перерізу елементів ферм, які не перевищують 1/15 довжини елементів, жорсткість вузлів головних ферм може не враховуватись. В цьому випадку розрахункова схема головних ферм приймається у вигляді ферми з шарнірними вузлами.

8.2. Визначення зусиль в елемента головних ферм від постійного та тимчасового вертикального навантаження

Зусилля в елементах головних ферм від постійного та тимчасового вертикального навантаження визначається за лініями впливу. Характер та величини ординат ліній впливу зусиль в елементах лівої половини головних ферм з паралельними поясами на прикладі прогонової споруди яка має 10 панелей показано на рис.1

Для елементів поясів і опорних розкосів розрізних ферм та підвісок лінії впливу однозначні , для проміжних розкосів лінії впливу мають дві ділянки різних знаків. При цьому в висхідних розкосах виникають зусилля стиску, або переважного стиснення, а в низхідних розкосах – переважне розтягнення. В верхніх поясах розрізних ферм діють зусилля стиснення, а в нижніх – розтягнення. Стояки при їзді низом на працюють на тимчасове навантаження і ставляться тільки з метою зменшення розрахункової довжини елементів верхнього поясу в площині ферми. Підвіски включаються в роботу тільки на місцеве навантаження.

Основні параметри ліній впливу – площа ліній впливу , довжина завантаження  та коефіцієнт ,що характеризує положення вершини лінії впливу. Для двохзначних ліній впливу визначаються площі ₁ та ₂ і довжини завантажень ₁ та ₂ для окремих їх ділянок. Площі ліній впливу та площі їх окремих ділянок визначаються як площі відповідних трикутників або користуючись наступними формулами:

для поясів

; ;

для розкосів:

;

для підвісок:

де  та - відстані від вершини лінії впливу до початку та до кінця прольоту, м

l = 73 (м) – розрахунковий проліт головних ферм;

Н = 11,5 (м) – висота головних ферм;

d = 7,3 (м) – довжина панелі головних ферм;

₀ = 58 ˚– кут нахилу розкосу до горизонту;

а₁ – відстань від початку прольоту до початку панелі, в якій знаходиться відповідний розкос, м;

в₁ – відстань від кінця панелі, в якій знаходиться відповідний розкос, до кінця прольоту, м.

Величина інтенсивності постійного навантаження мостового полотна

на безбаластних залізобетонних плитах

Розрахункові навантаження на одну ферму для розрахунку на міцність та

витривалість визначають за формулами:

а) від власної ваги:

б) від тимчасового навантаження:

− для розрахунку на міцність та стійкість;

− для розрахунку на витривалість;

де, ν,ν₁,ν₂ – інтенсивність тимчасового навантаження при К=1;

К− клас навантаження К=11;

λ,λ₁,λ₂ – довжини навантаження ліній впливу;

ν_fT, ν_f1, ν_f2 – коефіцієнт надійності;

Зусилля в елементах головних ферм при врахуванні першого сполучення

навантажень (власної ваги та тимчасового вертикального навантаження) для

розрахунків на міцність (стійкість) та витривалість визначають за формулами:

а) для елементів з однозначною лініями впливу

б) для елементів з двозначними лініями впливу

(1+) та – динамічні коефіцієнти визначаються за формулами

Всі значення наведені та пораховані в таблиці.