18. Нагрузки и воздействия на элементы мостов.(Временные вертикальные нагрузки).

Нагрузки и воздействия, принимаемые при расчёте мостов, делят на постоянные, временные и прочие. К постоянным относятся: собственный вес конструкции, силы предварительного напряжения, давление грунта от веса насыпи, гидростатическое давление, усадка и ползучесть бетона, осадка грунта.

К временным нагрузкам относят: вертикальная нагрузка от подвижного состава и пешеходов, горизонтальная поперечная нагрузка от центробежной силы и боковых ударов подвижной нагрузки, горизонтальной продольной нагрузки от торможения, давления грунта от подвижного состава.

К прочим относят: ветровые, ледовые, от навала судов, строительные, сейсмические, от воздействия температуры окружающей среды и морозного пучения грунта.

При расчёте мостовых сооружений, нагрузку рассматривают в различных сочетаниях.

Виды временных нагрузок

1.Нормативная, вертикальная, временная нагрузки от подвижного состава на автомобильных дорогах и улицах

а) автомобильная колёсная (АК)

Нагрузка АК состоит из двух составляющих:

1)двухосная тележка давлением на ось Р = 9,81∙К; кН

2) две полосы равномерно распределённой нагрузки с интенсивностью ν = 0,98∙К; кН/м

К – класс нагрузки, зависящий от категории дороги. К = 14 для мостов и труб на дорогах Iа, Iб, Iв, II и III категории, а также для больших мостов и мостов в городах с населением более 100 тысяч человек. К = 11 для малых и средних мостов на дорогах общего пользования IV и V категории и дорогах не общего пользования. К = 8 для деревянных мостов на дорогах V категории и мостов на автодорогах местных и низших категорий.

До 25м – малые мосты; (25 – 100)м – средние; более 100м или при пролетах более 60м, но длиной менее 100м– большие.

Загружая нагрузкой АК линии влияния искомого усилия по длине загружения, устанавливают только 1 тележку в самое неблагоприятное положение, а равномерно распределённую нагрузку на всех участках линии влияния одного знака. Число полос нагрузки АК, размещаемых на проезжей части, не должно превышать установленного числа полос движения. Расстояние между осями смежных полос должно быть не менее 3м.

Рассматривают два случая установки нагрузки АК:

1) не выгодное размещение по ширине проезжей части числа полос нагрузки не превышающего число полос движения. Тротуары загружены толпой, расстояние от кромки проезжей части до оси крайней полосы не менее 1,5м.

2) тротуары не загружены, по всей ширине ездового полотна установлены две полосы АК. Расстояние от ограждения до оси крайней полосы, не менее 1,5м.

При расчёте конструкции мостов на действие нескольких полос АК, самое неблагоприятное расположение принимают с коэффициентом S₁ = 1, а с остальных полос нагрузки: для тележек S₁ = 1, а для равномерно распределённой части S₁ = 0,6. Коэффициент S₁ учитывает уменьшение вероятности одновременного полного загружения полос при большом их числе.

Для расчёта по второй группе предельных состояний рассматривают только первый случай загружения нагрузки АК.

б) одиночная ось. На действие одиночной оси проверяют элементы проезжей части мостов, несущие конструкции которых были рассчитаны на нагрузку А8.

в) одиночные тяжеловесные. Необходимость расчета на такие нагрузки мостовых конструкций возникла в связи с тем, что по мосту пропускают одиночные особо тяжёлые трейлеры, тягачи, тракторы, специальные виды техники. К ним относят нагрузки НК80 и НК112.

Р₁ – давление на колесо. Для нагрузки НК80 = 98кН/колесо, для нагрузки НК112 – 137,25кН/колесо.

На действие нагрузки НК112 проверяют конструкцию мостов, рассчитанную на нагрузку А14, а нагрузку НК80 рассматривают с нагрузкой А11.

Интенсивность нагрузки НГ60 составляет 59кН на 1 метр гусеницы. На нагрузку НГ60 проверяют конструкции мостов, рассчитанные на нагрузку А8.

Загружают одиночными тяжеловесными нагрузками пролётное строение только в пределах ширины проезжей части. На всём пролётном строении устанавливается только одна тяжеловесная нагрузка, толпа совместно с ней не рассматривается. При расчётах на раскрытие трещин, нагрузка НК112 приним-ся с коэффициентом 0,8.

2. Временная вертикальная от толпы. Принимают равномерно распределённой по всей поверхности тротуара с интенсивностью 3,92кПа. При расчёте тротуаров автодорожных мостов, эту нагрузку вычисляют по формуле: Р_т = 3,92 – 0,0196∙λ ,

λ – длина загружения линии влияния.

Все временные нагрузки от подвижного состава принимают с динамическим коэффициентом (1+μ), который учитывает то, что временная вертикальная нагрузка, являясь подвижной, воздействует на мост динамически и вызывает в нём усилия и деформации, больше чем при статических нагрузках. Для нагрузки АК и одиночной оси при расчётах балочных, ж.б. пролётных строений, автодорожных и городских мостов, динамический коэффициент определяют:

(1+μ) = > 1,

Для нагрузки НГ60, динамический коэффициент = 1,1, для толпы этот коэффициент = 1,0, для одиночной тяжеловесной нагрузки НК112 и НК80 - (1+μ) = 1,1 при λ ≤ 1м и (1+μ) = 1,3 при λ ≥ 5м. Промежуточное значение определяют интерполяцией.