1. Матеріали металевих мостів та вплив різних домішок на розрахункові опори сталей
У мостобудівництві для несучих конструкцій застосовують низьколеговані сталі класу С375 марки 15ХСНД і сталь підвищеної міцності марки 10ХСНД. У окремих випадках застосовують сталь з нітридним покращенням міцності марки 14Г2АФД і 12Г2МФТ, а також високоміцні сталі та алюмінієві сплави у окремих випадках. Для клепаних з’єднань раніше застосовували сталь марки Ст3 мост. Для зварних з’єднань використовують сталь марки М16С.
Для литих опорних частин застосовують відливки із конструкційної нелегованої сталі марки Л25 та Л35, для шарнірів і котків – вуглецеву ковану сталь марки В Ст5сп.
Для виготовлення фрикційних високоміцних болтів використовується сталі марок 38ХС та 40ХФА.
Домішки:
Вуглець: підвищує міцність та витривалість, але зменшує пластичність і зварюваність;
Хром: підвищує міцність та стійкість проти корозії, знижує «хладоламкість»;
Нікель: підвищує міцність та ударну в’язкість, а також стійкість проти корозії, знижує «хладоламкість»;
Марганець: знижує «красноламкість», підвищує міцність, але зменшує пластичність;
Кремній: підвищує міцність, але зменшує зварюваємість та пластичність, знижує «красноламкість»;
Мідь: незначно підвищує міцність та стійкість проти корозії, знижує «хладоламкість»;
Ванадій: підвищує міцність, витривалість зварюваємість та стійкість проти корозії, знижує відносне подовження.
2. Наведіть і детально опишіть розрахункові схеми елементів секторних опорних частин
Рис. 2.1 Розрахункові перерізи верхнього блансира
Рис. 2.2 Розрахункові перерізи сектора
Всі перевірки на міцність секторних опорних частин проводяться в залежності від максимального переміщення прогонової будови, яке залежить від інтенсивності тимчасового вертикального навантаження, коефіцієнта лінійного розширення, довжини прогонової будови і перепаду температури. І проводяться за формулою:
-напруження
від тимчасового вертикального навантаження
з врахуванням динаміки по перерізам
брутто, де;
- тимчасове погонне статичне навантаження потяга, з врахуванням коефіцієнта перевантаження;
- погонне постійне навантаження з вархуванням коефіцієнтів перевантаження;
- переміщення від зміни температур на t, де t - різниця між найвищою і найнижчою річними температурами (t=80), α- коефіцієнт лінійного розширення сталі.(α=0.000012)
Наступним етапом є розрахунок необхідної площі обпирання прогонової будови на опорну частину, а саме на верхній балансир:
найбільший тиск від прогонової будови:
де L - величина прольоту прогонової будови;
q- інтенсивність нормативного постійного навантаження на 1 п. м. прогонової будови;
ν K- інтенсивність еквівалентного тимчасового навантаження;
γ fnта γ ft - відповідні коефіцієнти надійності за навантаженнями;
(1+μ)- динамічний коефіцієнт.
довжина верхнього балансира:
де Σt - товщина всих фасонок у вузлі;
Rp- розрахунковий опір для стального лиття опорних частин;
m – коефіцієнт умов роботи (для залізничних мостів 0.9).
який перевіряють на згин від опорного тиску, що розподіленний по довжині балансира (рис 2.1, б). Міцність верхнього балансира перевірять у трьох перерізах (рис 2.1, г), з розрахунком згинаючого моменту для кожного з них (місця де було проведено перерізи наведено на рис 2.2). Перевірка на міцність проводиться за формулою:
де χ – коефіцієнт, яким враховуються пластичні деформації, по даним перерізам для всих трьох випадків рівний 1;
Wi- моменти опору для розрахункових перерізів балансира;
Ry- розрахунковий опір для матеріалу опорних частин.
Також розраховують напруження в шарнірі, віднесені до площі діаметрального перерізу (рис 2.2). Тим самим перевіряючи його на міцність і підбираючи потрібний діаметр.
де b - довжина лінії дотику в опиранні верхнього балансира на нижній;
Rcd- розрахунковий опір при діаметральному стисканні.
Сектор перевіряють на стиск від вертикльної сили по двом перерізам (рис 2.2) А-А і Б-Б
A- площа відповідного перерізу, що перевіряється.
Також підбирається радіус заокруглення сектора з умови діаметрального стиску:
де b1- довжина лінії дотику сектора до опорної плити.
Також розраховується товщина нижньої опорної плити, в залежності від тиску який на неї передається від сектора. Після цього перевіряють бетон опорної «подушки» на міцність і підбирають потрібну довжину нижньої опорної плити в залежності від максимального переіщення прогонової будови.