
- •Предварительная схема пролетного строения.
- •Расчёт поперечной балки ортотропной плиты.
- •2.1 Определение внутренних усилий от постоянной нагрузки.
- •2.2 Определение внутренних усилий от временной нагрузки.
- •2.3 Определение геометрических характеристик сечения поперечной балки и тротуарной консоли.
- •2.4 Расчёт по прочности сечения поперечной балки и тротуарной консоли.
- •2.5 Расчёт по прочности сварных швов прикрепления поясов к стенке.
- •2.6 Расчёт по прочности сварных швов прикрепления стенки поперечной балки к поясу главной фермы.
- •2.7 Расчёт на выносливость сечения поперечной балки.
- •2.9 Расчёт на выносливость сварного шва прикрепления стенки поперечной балки к поясу главной фермы.
- •2.10 Расчёт болтового стыка поперечной балки.
- •2.10.1 Расчёт болтового стыка стенки поперечной балки.
- •2.10.4 Расчёт по прочности накладок стыка нижнего пояса поперечной балки.
- •3 Расчёт элементов главной фермы.
- •3.1 Сбор нагрузок.
- •3.1.1 Постоянные нагрузки.
- •3.1.2 Определение коэффициента поперечных установок.
- •3.1.3 Построение линий влияния.
- •3.1.4 Определение коэффициентов для нахождения расчетных временных нагрузок.
- •3.2 Загружение пролётного строения.
- •3.2.1 Определение внутренних усилий от постоянных нагрузок.
- •3.3 Расчёт по прочности и устойчивости.
- •3.4 Расчёт по прочности сварных швов прикрепления поясов к стенкам в элементах главной фермы.
- •3.5 Расчёт на выносливость элементов главной фермы.
- •3.6 Расчёт на выносливость сварных швов прикрепления поясов к стенке.
- •3.7 Расчёт болтового стыка прикрепления элемента главной фермы к узлу главной фермы.
- •3.8. Расчёт толщины накладок
- •4 Расчёт продольного ребра ортотропной плиты.
- •4.1 Сбор нагрузок.
- •4.2 Определение усилий в продольном ребре.
- •4.3 Определение напряжений в продольном ребре.
- •4.4 Расчёт по прочности сечения продольного ребра
- •4.4.1 Проверка прочности в середине пролета
- •4.4.2 Проверка прочности опорного сечения ребра
- •5. Расчет с помощью программного комплекса Midas Civil
- •5.1 Собственный вес
- •5.2 Временные нагрузки
- •5.3 Ветровая нагрузка
- •5.4 Сочетания нагрузок.
- •5.5. Результаты вычисления
3.1.2 Определение коэффициента поперечных установок.
Загружение производится по ГОСТ Р 52748-2007 «Нагрузки и габариты», по трём схемам:
Рисунок 3.1.2.1 Загружение пролетного строения по 1 схеме АК.
Рисунок 3.1.2.2 Загружение пролетного строения по 2 схеме АК.
Рисунок 3.1.2.3 Загружение пролетного строения по схеме НК.
Результаты расчета КПУ сведем в таблицу 3.1.2.1
Таблицу 3.1.2.1 КПУ для временных нагрузок
|
y1 |
y2 |
|
|
АК 1сх |
0,668 |
0,416 |
пеш. |
0,75 |
Р |
0,9176 |
|||
ν |
||||
АК 2сх |
0,794 |
0,542 |
P |
1,1192 |
ν |
||||
НК |
0,647 |
- |
P |
0,647 |
3.1.3 Построение линий влияния.
Строить линии влияния усилий в элементах будем производить в программном комплексе Midas Civil. Загружать будем временными нагрузками АК-1сх, АК-2сх, НК-1сх и НК-2сх.
Рисунок
3.1.3.1 Загружение линий влияния горизонтальных
элементов нагрузкой АК.
Рисунок
3.1.3.2 Загружение линий влияния вертикальных
элементов нагрузкой АК.
Рисунок
3.1.3.3 Загружение линий влияния наклонных
элементов нагрузкой АК.
Рисунок 3.1.3.4
Загружение линий влияния горизонтальных
элементов нагрузкой НК-1сх.
Рисунок 3.1.3.5
Загружение линий влияния вертикальных
элементов нагрузкой НК-1сх.
Рисунок 3.1.3.6
Загружение линий влияния наклонных
элементов нагрузкой НК-1сх.
Рисунок
3.1.3.7 Загружение линий влияния горизонтальных
элементов нагрузкой НК-2сх.
Рисунок
3.1.3.8 Загружение линий влияния вертикальных
элементов нагрузкой НК-2сх.
Рисунок 3.1.3.9 Загружение линий влияния
наклонных элементов нагрузкой НК-2сх.
3.1.4 Определение коэффициентов для нахождения расчетных временных нагрузок.
Для определения расчетных временных нагрузок для расчетов по прочности, устойчивости и выносливости необходимо определить коэффициенты динамичности и надежности для нагрузок АК, НК и пешеходной нагрузки. При этом расчет на выносливость необходимо производить только на нагрузку А14 по первой схеме загружения (т.е. нормальная эксплуатация, п.6.12 [1]) и пешеходную нагрузку.
Коэффициенты для расчета по прочности и устойчивости:
Нагрузка А14:
Коэффициент динамичности: для тележки
для полосовой нагрузки
Коэффициент надежности:
для тележки
для полосовой нагрузки
Нагрузка Н14:
Коэффициент динамичности:
Коэффициент надежности: для тележки
Пешеходная нагрузка:
Коэффициент динамичности:
Коэффициент надежности:
Коэффициенты для расчета на выносливость:
Нагрузка А14:
Коэффициент динамичности:
;
для полосовой нагрузки
Коэффициент надежности: для тележки
для полосовой нагрузки
3.2 Загружение пролётного строения.
3.2.1 Определение внутренних усилий от постоянных нагрузок.
Для получения усилий от постоянных
нагрузок загружаем линии влияния
постоянными нагрузками
на минимум и на максимум.
Таблицу 3.2.1.1 Усилия от постоянных нагрузок
|
суммарная площадь л.в. |
q(пост) |
N |
||
|
max |
min |
max |
min |
|
U2-4 |
-33,615 |
73,65 |
55,79 |
-2475,89 |
-1875,48 |
U4-6 |
-58,95 |
73,65 |
55,79 |
-4341,92 |
-3288,99 |
U6-8 |
-75,87 |
73,65 |
55,79 |
-5588,15 |
-4233,01 |
U8-10 |
-84,15 |
73,65 |
55,79 |
-6198,01 |
-4694,98 |
U10-12 |
-84 |
73,65 |
55,79 |
-6186,96 |
-4686,61 |
U1-3 |
0 |
73,65 |
55,79 |
0,00 |
0,00 |
U3-5 |
33,795 |
73,65 |
55,79 |
2489,15 |
1885,52 |
U5-7 |
59,085 |
73,65 |
55,79 |
4351,86 |
3296,53 |
U7-9 |
75,96 |
73,65 |
55,79 |
5594,78 |
4238,03 |
U9-11 |
84,125 |
73,65 |
55,79 |
6196,17 |
4693,58 |
V1-2 |
-40,005 |
73,65 |
55,79 |
-2946,54 |
-2232,00 |
V3-4 |
-30,01 |
73,65 |
55,79 |
-2210,37 |
-1674,35 |
V5-6 |
-20,015 |
73,65 |
55,79 |
-1474,19 |
-1116,70 |
V7-8 |
-10,02 |
73,65 |
55,79 |
-738,02 |
-559,05 |
V9-10 |
-0,15 |
73,65 |
55,79 |
-11,05 |
-8,37 |
V11-12 |
0,35 |
73,65 |
55,79 |
25,78 |
19,53 |
D2-3 |
52,155 |
73,65 |
55,79 |
3841,44 |
2909,88 |
D4-5 |
39,11 |
73,65 |
55,79 |
2880,62 |
2182,06 |
D6-7 |
26,965 |
73,65 |
55,79 |
1986,09 |
1504,46 |
D8-9 |
12,91 |
73,65 |
55,79 |
950,88 |
720,29 |
D10-11 |
0 |
73,65 |
55,79 |
0,00 |
0 |
D9-12 |
0 |
73,65 |
55,79 |
0,00 |
0 |
3.2.2 Определение внутренних усилий от временных нагрузок.
Для определения усилий в элементах главной фермы от подвижной нагрузки, так же будем загружать линии влияния элементов на минимум и на максимум. Загружение приведено выше на рисунках 3.1.3.1- 3.1.3.9.
Таблицу 3.2.2.1 Ординаты линий влияния при загружении временной нагрузкой АК
|
АК max |
АК min |
|||||
|
y1 |
y2 |
ων,Т |
y1 |
y2 |
ων,Т |
|
U2-4 |
- |
- |
- |
-0,747 |
-0,733 |
-33,615 |
|
U4-6 |
- |
- |
- |
-1,31 |
-1,282 |
-58,95 |
|
U6-8 |
- |
- |
- |
-1,686 |
-1,644 |
-75,87 |
|
U8-10 |
- |
- |
- |
-1,87 |
-1,814 |
-84,15 |
|
U10-12 |
- |
- |
- |
-1,693 |
-1,693 |
-84 |
|
U1-3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
U3-5 |
0,75 |
0,735 |
33,795 |
- |
- |
- |
|
U5-7 |
1,313 |
1,28 |
59,085 |
- |
- |
- |
|
U7-9 |
1,688 |
1,637 |
75,96 |
- |
- |
- |
|
U9-11 |
1,67 |
1,67 |
84,125 |
- |
- |
- |
|
V1-2 |
- |
- |
- |
-0,889 |
-0,872 |
-40,005 |
|
V3-4 |
0,094 |
0,111 |
0,624296 |
-0,778 |
-0,761 |
-30,6343 |
|
V5-6 |
0,205 |
0,222 |
2,497187 |
-0,667 |
-0,65 |
-22,5122 |
|
V7-8 |
0,316 |
0,333 |
5,618672 |
-0,556 |
-0,539 |
-15,6386 |
|
V9-10 |
0,196 |
0,204 |
4,582608 |
-0,21 |
-0,202 |
-4,73261 |
|
V11-12 |
0,126 |
0,121 |
2,853529 |
-0,108 |
-0,112 |
-2,50353 |
|
D2-3 |
1,159 |
1,137 |
52,155 |
- |
- |
- |
|
D4-5 |
1,014 |
0,992 |
39,925703 |
-0,123 |
-0,145 |
-0,8157 |
|
D6-7 |
0,869 |
0,851 |
29,505673 |
-0,213 |
-0,23 |
-2,54067 |
|
D8-9 |
0,721 |
0,699 |
20,271503 |
-0,414 |
-0,436 |
-7,3615 |
|
D10-11 |
0,27 |
0,26 |
6,075 |
-0,26 |
-0,27 |
-6,075 |
|
D9-12 |
0,304 |
0,293 |
6,84 |
-0,304 |
-0,293 |
-6,84 |
Таблицу 3.2.2.2 Ординаты линий влияния при загружении временной нагрузкой НК-1сх.
|
НК maх-1сх |
НК min-1сх |
||||||
|
y1 |
y2 |
y3 |
y4 |
y1 |
y2 |
y3 |
y4 |
U2-4 |
- |
- |
- |
- |
-0,747 |
-0,736 |
-0,725 |
-0,713 |
U4-6 |
- |
- |
- |
- |
-1,31 |
-1,288 |
-1,265 |
-1,243 |
U6-8 |
- |
- |
- |
- |
-1,619 |
-1,686 |
-1,652 |
-1,619 |
U8-10 |
- |
- |
- |
- |
-1,814 |
-1,87 |
-1,827 |
-1,78 |
U10-12 |
- |
- |
- |
- |
-1,693 |
-1,693 |
-1,693 |
-1,693 |
U1-3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
U3-5 |
0,751 |
0,738 |
0,725 |
0,712 |
- |
- |
- |
- |
U5-7 |
1,26 |
1,313 |
1,287 |
1,26 |
- |
- |
- |
- |
U7-9 |
1,637 |
1,688 |
1,647 |
1,607 |
- |
- |
- |
- |
U9-11 |
1,67 |
1,67 |
1,67 |
1,67 |
- |
- |
- |
- |
V1-2 |
- |
- |
- |
- |
-0,889 |
-0,876 |
-0,862 |
-0,849 |
V3-4 |
0,071 |
0,084 |
0,098 |
0,111 |
-0,778 |
-0,765 |
-0,751 |
-0,738 |
V5-6 |
0,182 |
0,195 |
0,209 |
0,222 |
-0,667 |
-0,654 |
-0,64 |
-0,627 |
V7-8 |
0,293 |
0,306 |
0,32 |
0,333 |
-0,556 |
-0,543 |
-0,529 |
-0,516 |
V9-10 |
0,186 |
0,192 |
0,198 |
0,204 |
-0,21 |
-0,204 |
-0,197 |
-0,191 |
V11-12 |
0,126 |
0,122 |
0,118 |
0,115 |
-0,102 |
-0,105 |
-0,109 |
-0,112 |
D2-3 |
1,159 |
1,142 |
1,124 |
1,107 |
- |
- |
- |
- |
D4-5 |
1,014 |
0,997 |
0,979 |
0,962 |
-0,093 |
-0,11 |
-0,128 |
-0,145 |
D6-7 |
0,869 |
0,852 |
0,834 |
0,817 |
-0,189 |
-0,202 |
-0,216 |
-0,23 |
D8-9 |
0,721 |
0,704 |
0,686 |
0,669 |
-0,384 |
-0,401 |
-0,419 |
-0,436 |
D10-11 |
0,27 |
0,262 |
0,254 |
0,246 |
-0,246 |
-0,254 |
-0,262 |
-0,27 |
D9-12 |
0,304 |
0,295 |
0,286 |
0,277 |
-0,304 |
-0,295 |
-0,286 |
-0,277 |
Таблицу 3.2.2.3 Ординаты линий влияния при загружении временной нагрузкой НК-2сх на максимум.
|
НК maх-2сх |
|||||||
|
первая телега |
вторая телега |
||||||
|
y1 |
y2 |
y3 |
y4 |
y1 |
y2 |
y3 |
y4 |
U2-4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
U4-6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
U6-8 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
U8-10 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
U10-12 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
U1-3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
U3-5 |
0,751 |
0,738 |
0,725 |
0,712 |
0,584 |
0,571 |
0,558 |
0,545 |
U5-7 |
1,26 |
1,313 |
1,287 |
1,26 |
0,998 |
0,972 |
0,945 |
0,919 |
U7-9 |
1,637 |
1,688 |
1,647 |
1,607 |
1,202 |
1,161 |
1,121 |
1,08 |
U9-11 |
1,576 |
1,626 |
1,676 |
1,679 |
1,559 |
1,515 |
1,464 |
1,407 |
V1-2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
V3-4 |
0,071 |
0,084 |
0,098 |
0,111 |
0 |
0 |
0 |
0 |
V5-6 |
0,182 |
0,195 |
0,209 |
0,222 |
0,009 |
0,022 |
0,036 |
0,049 |
V7-8 |
0,293 |
0,306 |
0,32 |
0,333 |
0,12 |
0,133 |
0,147 |
0,16 |
V9-10 |
0,186 |
0,192 |
0,198 |
0,204 |
0,106 |
0,112 |
0,118 |
0,124 |
V11-12 |
0,126 |
0,122 |
0,118 |
0,115 |
0,077 |
0,073 |
0,069 |
0,066 |
D2-3 |
1,159 |
1,142 |
1,124 |
1,107 |
0,933 |
0,916 |
0,898 |
0,881 |
D4-5 |
1,014 |
0,997 |
0,979 |
0,962 |
0,788 |
0,771 |
0,753 |
0,736 |
D6-7 |
0,869 |
0,852 |
0,834 |
0,817 |
0,66 |
0,643 |
0,626 |
0,608 |
D8-9 |
0,721 |
0,704 |
0,686 |
0,669 |
0,496 |
0,479 |
0,461 |
0,444 |
D10-11 |
0,27 |
0,262 |
0,254 |
0,246 |
0,165 |
0,157 |
0,149 |
0,14 |
D9-12 |
0,304 |
0,295 |
0,286 |
0,277 |
0,158 |
0,167 |
0,176 |
0,185 |
Таблицу 3.2.2.4 Ординаты линий влияния при загружении временной нагрузкой НК-2сх на минимум.
|
НК min-2сх |
|||||||
|
первая телега |
вторая телега |
||||||
|
y1 |
y2 |
y3 |
y4 |
y1 |
y2 |
y3 |
y4 |
U2-4 |
-0,747 |
-0,736 |
-0,725 |
-0,713 |
-0,601 |
-0,59 |
-0,579 |
-0,568 |
U4-6 |
-1,31 |
-1,288 |
-1,265 |
-1,243 |
-1,018 |
-0,996 |
-0,973 |
-0,951 |
U6-8 |
-1,619 |
-1,686 |
-1,652 |
-1,619 |
-1,281 |
-1,248 |
-1,214 |
-1,18 |
U8-10 |
-1,87 |
-1,814 |
-1,827 |
-1,78 |
-1,331 |
-1,287 |
-1,242 |
-1,197 |
U10-12 |
-1,693 |
-1,693 |
-1,693 |
-1,693 |
-1,434 |
-1,384 |
-1,334 |
-1,284 |
U1-3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
U3-5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
U5-7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
U7-9 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
U9-11 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
V1-2 |
-0,889 |
-0,876 |
-0,862 |
-0,849 |
-0,716 |
-0,702 |
-0,689 |
-0,676 |
V3-4 |
-0,778 |
-0,765 |
-0,751 |
-0,738 |
-0,605 |
-0,591 |
-0,578 |
-0,565 |
V5-6 |
-0,667 |
-0,654 |
-0,64 |
-0,627 |
-0,494 |
-0,48 |
-0,467 |
-0,454 |
V7-8 |
-0,556 |
-0,543 |
-0,529 |
-0,516 |
-0,383 |
-0,369 |
-0,356 |
-0,342 |
V9-10 |
-0,21 |
-0,204 |
-0,197 |
-0,191 |
-0,128 |
-0,122 |
-0,116 |
-0,109 |
V11-12 |
-0,102 |
-0,105 |
-0,109 |
-0,112 |
-0,058 |
-0,062 |
-0,065 |
-0,068 |
D2-3 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
D4-5 |
-0,093 |
-0,11 |
-0,128 |
-0,145 |
0 |
0 |
0 |
0 |
D6-7 |
-0,189 |
-0,202 |
-0,216 |
-0,23 |
-0,009 |
-0,023 |
-0,037 |
-0,051 |
D8-9 |
-0,384 |
-0,401 |
-0,419 |
-0,436 |
-0,157 |
-0,174 |
-0,192 |
-0,209 |
D10-11 |
-0,246 |
-0,254 |
-0,262 |
-0,27 |
-0,14 |
-0,149 |
-0,157 |
-0,165 |
D9-12 |
-0,304 |
-0,295 |
-0,286 |
-0,277 |
-0,158 |
-0,167 |
-0,176 |
-0,185 |
Загружение по 1-й схеме АК и 2-й схеме АК отличается лишь значением КПУ и отсутствием пешеходной нагрузки на 2-й схеме. Загружение по 2-й схеме НК производится так же по требованиям ГОСТ Р 52748-2007 «Нагрузки и габариты» при этом нормативная нагрузка НК устанавливается на расстоянии 12 м (между последней осью первой передней осью второй нагрузки). При этом вторая тележка учитывается с понижающим коэффициентом 0,75.
Таблицу 3.2.2.4 Экстремальные усилия от временных и постоянных нагрузок
|
АК 1сх |
АК 2сх |
НК 1сх |
НК 2сх |
Nэкстр. |
|||||
|
max |
min |
max |
min |
max |
min |
max |
min |
max |
min |
U2-4 |
- |
-956,4 |
- |
-1092,7 |
- |
-523,9 |
- |
-707,4 |
-2475,9 |
-2968,2 |
U4-6 |
- |
-1676,3 |
- |
-1915,1 |
- |
-915,8 |
- |
-1216,5 |
-4341,9 |
-5204,1 |
U6-8 |
- |
-2155,8 |
- |
-2462,8 |
- |
-1179,4 |
- |
-1546,7 |
-5588,2 |
-6695,8 |
U8-10 |
- |
-2388,5 |
- |
-2728,5 |
- |
-1307,6 |
- |
-1660,9 |
-6198,0 |
-7423,5 |
U10-12 |
- |
-2305,6 |
- |
-2627,8 |
- |
-1214,5 |
- |
-1642,1 |
-6187,0 |
-7314,4 |
U1-3 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
U3-5 |
960,7 |
- |
1097,6 |
- |
524,8 |
- |
621,4 |
- |
3586,7 |
1885,5 |
U5-7 |
1678,8 |
- |
1917,9 |
- |
918,3 |
- |
1075,5 |
- |
6269,7 |
4351,9 |
U7-9 |
2155,9 |
- |
2462,8 |
- |
1179,9 |
- |
1345,4 |
- |
8057,6 |
5594,8 |
U9-11 |
2295,3 |
- |
2614,9 |
- |
1198,0 |
- |
1481,7 |
- |
8811,0 |
6196,2 |
V1-2 |
- |
-1138,1 |
- |
-1300,3 |
- |
-623,4 |
- |
-841,9 |
-2946,5 |
-3532,3 |
V3-4 |
65,7 |
-922,9 |
78,7 |
-1058,4 |
65,3 |
-543,8 |
49,0 |
-722,5 |
-2131,7 |
-2732,7 |
V5-6 |
156,6 |
-728,4 |
185,5 |
-839,0 |
144,9 |
-464,2 |
120,4 |
-603,0 |
-1288,7 |
-1955,7 |
V7-8 |
268,2 |
-554,6 |
314,8 |
-642,1 |
224,5 |
-384,5 |
224,9 |
-483,4 |
-423,2 |
-1201,1 |
V9-10 |
183,9 |
-189,6 |
214,2 |
-220,8 |
139,9 |
-143,8 |
151,3 |
-171,8 |
203,1 |
-229,2 |
V11-12 |
113,9 |
-100,8 |
132,7 |
-117,5 |
86,3 |
-76,8 |
93,5 |
-91,6 |
158,5 |
-98,0 |
D2-3 |
1483,8 |
- |
1695,3 |
- |
812,8 |
- |
975,6 |
- |
5536,7 |
3841,4 |
D4-5 |
1202,9 |
-85,8 |
1379,5 |
-102,9 |
708,8 |
-85,4 |
839,1 |
-64,0 |
4260,1 |
2079,2 |
D6-7 |
953,0 |
-161,6 |
1097,6 |
-191,5 |
604,8 |
-150,1 |
709,5 |
-128,7 |
3083,7 |
1312,9 |
D8-9 |
719,0 |
-351,3 |
832,5 |
-412,3 |
498,6 |
-294,1 |
563,6 |
-319,1 |
1783,4 |
308,0 |
D10-11 |
243,7 |
-243,7 |
283,9 |
-283,9 |
185,1 |
-185,1 |
200,5 |
-221,0 |
283,9 |
-283,9 |
D9-12 |
274,4 |
-274,4 |
319,7 |
-319,7 |
208,4 |
-208,4 |
225,5 |
-248,6 |
319,7 |
-319,7 |