4. Розрахунок сталевого настилу

В якості настилу балкової клітки використаємо плоскі сталеві листи. Лист вкладається на верхній полці балок настилу та приварюють до них , як показано на рис. В цих умовах настил працює на розтяг зі згином та розраховується по другому граничному стану.

Робочий проліт настилу приймаємо рівним відстані між головними балками в світу, шарнірно-нерухомим. В цих умовах настил працює на розтяг зі згином та розраховується по другому граничному стані.

Призначаємо мінімальну товщину настилу:

1. Відстань між балками настилу;

P=64,9; (кН/м); - Максимальний тиск на лист настилувід зосередженого навантаження;

ξ=15,6; - Коефіцієнт конструкції ортотропної плити

E=2,06*10⁵; (МПа); - Модуль пружності сталі

Товщину листа настилу в автодорожніх та міських мостах t_min слід приймати не менше 12 мм. З конструктивних міркувань приймаємо товщину 12 мм.

5. Розрахунок сталевих поперечин

Поперечні балки як правило прикріплюють до головних балок за допомогою кутників або накладок, які об`єднують лише вертикальні стінки. Тому розрахунки поперечних балок ведуть з урахуванням поступливості закріплень як в розрізних конструкціях. Якщо балки мають консолі, то за опорні моменти приймають моменти при завантаженні консолей.

Поперечні балки розраховують на:

Постійне навантаження на 1 пог. метр поперечної балки:

• від ваги полотна проїжджої частини .

• від ваги несучої конструкції настилу та ваги поздовжніх та поперечних балок ,

де - навантаження на 1м² від ваги полотна проїжджої частини і ваги несучої конструкції настилу;

- навантаження на 1 м² балкової клітини (0,4-0,6 КПа);

- відстань між поперечними балками (панель).

• Тимчасове зосереджене навантаження від ряду коліс

Повинні бути визначені максимальний момент та мінімальний момент від розрахункових та нормативних навантажень посередині прольоту та поперечна сила на опорі і в середині прольоту. За наявності тротуарних консолей з моменту від постійного навантаження в середині прольоту слід відняти опорний момент від постійного навантаження на консолях.

Постійне навантаження на 1 пог м консолі тротуару;

- від ваги полотна тротуару;

- від ваги конструкції настилу та ваги балкової клітини тротуарів;

- зосереджений вантаж від ваги перил.

За цими навантаженнями визначаються зусилля і в корні консолі.

Розподіл зосередженого навантаження залежить від коефіцієнта (К) – відносної жорсткості.

де b – крок поперечин;

l _попер – довжина поперечини;

І_попер - момент інерції поперечини;

І_наст – момент інерції настилу;

Приймаємо значення К=0.33, тоді зусилля Р розподіляється на 5 поперечин.

Визначаємо погонне навантаження на 1м поперечини нормативне:

Визначаємо розрахункове навантаження:

Визначаємо нормативний момент:

Визначаємо розрахунковий момент:

Визначаємо зусилля у поперечній балці:

Підбираємо переріз поперечної балки:

де γ_с – коефіцієнт умов роботи, залежить від призначення конструкції і визначається за таблицею 6 першого додатку СНіП.

R_y - розрахунковий опір за межею плинності.

де Е = 2,1·10⁴ кН/см² – модуль пружності матеріалу балки

[f/l]- нормативний відносний прогин.

Приймаємо двотавр № 20

Геометричні характеристики поперечної балки:

Wx = 184 см³ – момент опору перерізу;

Ix = 1840 см⁴ – момент інерції перерізу.

Перевіряємо міцність прийнятої поперечної балки:

Перевіряємо відносний прогин поперечної балки:

Перевіряємо дотичні напруження:

Встановлюємо недонапруження в поперечній балці:

Перевіряємо поперечний переріз балки на дію навантаження НГ-60

Розрахунковий тиск на одну поперечину:

Розрахункова схема поперечини при дії навантаження НГ-60

1 - прогон (головна балка); 2 - гусениця; 3 – поперечини

де Т=588кН (вага трактора); m=5,0/b.

Найбільший згинальний момент у поперечній балці від НГ-60:

Момент від постійного навантаження:

Сумарний момент:

Перевіряємо міцність балки:

де n – кількість балок.

Балка задовольняє вимоги.