40.Основные положения определения грузоподъемности пролетных строений. Класс элемента. Класс подвижного состава.

В соответствии с правилами технической эксплуатации ж\д все мосты нужно классифицировать по грузоподъемности с целью определении условий пропуска по ним различных поездных нагрузок и решения вопросов об усилении или замене сооружений.

Классификацию по грузоподъемности ж\б ПС ж\д мостов и определение условий их дальнейшей эксплуатации осуществляют в соответствии со следующими документами:

1. Руководство по определению грузоподъемности ж\б ПС ж\д мостов. Москва, Транспорт, 1989г.

2. Указания по определению условий пропуска поездов по ж\д мостам. Москва, Транспорт, 1983г.

В 1931г впервые было введено понятие класса нагрузок К=6,7,8. Расчетную нагрузку определяли умножением нагрузки от единичного эталонного поезда Н1 на класс нагрузки К.

В нормах 1962 и 1984 введена нагрузка СК, ориентированная на далекую перспективу.

Ж\б ПС классифицируют по грузоподъемности по предельным состояниям первой группы на прочность и выносливость. Суть состоит в том, что для каждого элемента ПС определяют и выражают в единицах нагрузки Н1 определенную интенсивность временной вертикальной нагрузки, которая не вызывает наступление предельного состояния. Число единиц эталонной нагрузки является классом элемента сооружения по грузоподъемности: К = (*)/(_н*(1+)),

где  - коэффициент унификации результатов классификации главных балок.

При расчете главных балок ж\б ПС:  = (1+21/(30+L))/(1+27/(30+L)),

где L – расчетный пролет.

При расчете плиты балластного корыта  =1.

 - максимальная интенсивность временной вертикальной равномерно распределенной нагрузки (определяется по формулам);

_н – эквивалентная равномерно распределенная нагрузка от эталонного поезда, определяется в соответствии с Руководством по определению грузоподъемности;

(1+) – динамический коэффициент эталонного поезда зависит от расчетной длины пролета и толщины балласта под шпалой.

Подвижной состав (локомотивы, вагоны, краны и др. специальные нагрузки) также классифицируются по воздействию на мосты. При этом его эквивалентную нагрузку выражают в единицах той же эталонной нагрузки, число единиц которой является классом подвижного состава.

К = (₀*(1+))/(_н*(1+)),

где ₀ – нормативная эквивалентная равномерно распределенная нагрузка от рассматриваемого поезда,

(1+) – динамический коэффициент для рассматриваемого поезда.

41) Определение класса плиты балластного корыта.

Расчет грузоподъемности плиты балластного корыта.

Расчет плиты балластного корыта проводят в поперечном относительно оси пролетного строения направлении, выделяя вдоль оси моста полосу 1 метр. Расчетной схемой плиты является двухконсольная балка, заделанная в ребре. При расчете выделяем внешнюю и внутреннюю нагрузку.

Расчет проводим по первой группе предельных состояний. Допускаемую временную нагрузку k по прочности определяем по следующей формуле:

где M − предельный изгибающий момент в рассматриваемом сечении; M_р − изгибающий момент от постоянных нагрузок в рассматриваемом сечении; =1.15 − коэффициент надежности для временной нагрузки;

- длина распределения давления от временной нагрузки поперек оси моста, определяется формулой: ; где - длина распределения давления от временной нагрузки на левой консоли; где м– длина шпалы;

e – осредненная по длине пролета величина эксцентриситета оси пути относительно пролетного строения; В – расстояние между наружными гранями ребер; 2,3 м. - коэффициент, учитывающий неравномерное распределение давления на плиту балластного корыта и принимаемы по таблице 4.1.«Руководства по определению грузоподъемности железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов».

Площадь одного стержня растянутой и сжатой арматуры:

где d_р ,d_с − диаметры растянутой и сжатой арматуры соответственно; Площадь растянутой арматуры с учетом коррозии и выключенных из работы стержней: Площадь сжатой арматуры: Площадь растянутой арматуры:

Определяем высоту сжатой зоны: По СНиП 2.05.03-84* принимаем: Расчетные сопротивления материалов составляющих сечение балки:

− бетона; растянутой арматуры; сжатой арматуры. Высоту сжатой зоны определяем в двух случаях: 1 случай: С учетом A_s^| тогда x=x1 2 случай: Без учета A_s^| тогда х=х2 Теперь необходимо сравнить полученные значения с a_s^| Так полученное значения х₁ < a_s^| , значит принимаю A_s^| =0, и тогда х=х₂. В свою очередь высота x ограничена полезной высотой сечения который рассчитывается как:

Величина сжатой зоны не должна превышать полезную высоту сечения, условие выполняется: Определяем изгибающий момент:

Определение изгибающего момента от постоянных нагрузок

нагрузка от нарощенного железобетонного бортика:

где b₁ – толщина нарощенного железобетонного бортика, h₁ – высота нарощенного железобетонного бортика, h₂ – высота плиты балластного корыта, - удельный все железобетона, 25 кН/м.

Нагрузка от веса железобетонной консоли:

где hп– толщина плиты, - удельный вес железобетона, 25 кН/м

Нагрузка от веса балласта:

где h_b – толщина балласта,

Нагрузка от веса тротуара P_тр= 5.8 кН/м.

Нагрузка от веса перил Р _перил = 0.7 кН.

Определяем момент на внешней консоли от постоянных нагрузок:

где n_p – коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса железобетонных элементов,

n_p^| - надежности по нагрузке для балласта с частями ВСП, 1.2

Определим класс элемента по грузоподъемности по формуле:

где - коэффициент унификации результатов классификации главныфх балок металлических и железобетонных пролетных строений, для плиты балластного корыта: 1.0

- максимальная интенсивность временной вертикальной равномерно распределенной нагрузки;

- эквивалентная равномерно распределенная нагрузка от эталонного поезда для толщины балласта > 1 метра, принимаю 25.7 кН

- динамический коэффициент для эталонного поезда, 1.27