Тема 2.4. Нагрузки и воздействия, принимаемые при расчете мостов.

2.4.1. Виды нагрузок и воздействий, учитываемых при расчете мостов. Сочетания нагрузок.

Нагрузки и воздействия, принимаемые при расчете мостов, подразделяют на постоянные и временные. К основным постоянным нагрузкам относят собственный вес пролетных строений и опор, силы предварительного натяжения, давление от веса грунта на устои. К основным временным относят нагрузки от проходящих по мосту транспортных средств и пешеходов: вертикальные подвижные нагрузки, горизонтальные поперечные нагрузки от центробежной силы и боковых ударов подвижной нагрузки, горизонтальные продольные нагрузки от торможения подвижной нагрузки, давление на грунт от подвижного состава. Кроме основных видов нагрузки, на мосты могут оказывать действие прочие нагрузки: ветровые, ледовые, от навала судов, строительные, сейсмические, от воздействия температуры среды

и морозного пучения грунтов.

При расчете мостов нагрузки учитывают в различных возможных их сочетаниях. Основными сочетаниями считают одновременное действие постоянной нагрузки, временной подвижной вертикальной нагрузки, давления грунта, вызванного временной нагрузкой, центробежной силы, дополнительными называют сочетания, при которых одновременно с одной или несколькими нагрузками основных сочетаний действует также одна или несколько остальных видов нагрузок, кроме сейсмических и строительных. Особыми называют сочетания, включающие сейсмические или строительные нагрузки, совместно с другими нагрузками.

2.4.2. Нормативные и расчетные нагрузки

Подвижная вертикальная нагрузка от автомобилей принимается в виде нормативной равномерно распределенной и одной двухосной тележки на каждой полосе движения по мосту (рис.52, а). Класс нагрузки обозначается буквами АК, где вторая буква К заменяется цифрой, равной усилию на одну ось тележки в тонна-силах. Следовательно, на каждое колесо тележки приходится 0,5К. Эта сила распределяется по поверхности покрытия на прямоугольной площадке со сторонами 0,2 м вдоль движения и 0,6 м поперек движения тележки. Равномерно распределенная нагрузка, которая выражает нагрузку от колонны автомобилей на одной полосе движения, имеет общую интенсивность к=0,1 К и располагается двумя продольными полосами на том же расстоянии, что и колеса в поперечном сечении (см. рис.52, а). Каждая продольная полоса распределенной нагрузки имеет интенсивность 0,05К=0,5к, а поскольку в поперечном направлении она распределена на 0,6 м, на единицу площади в полосе загружения приходится давление .

Класс нагрузки принимают равным A11 (т.е. К=11 тс 110 кН и к=1,1 тс/м 11 кН/м) для мостов и труб на автомобильных дорогах I-III категорий и в городах, а также для больших мостов на дорогах IV и V категорий. Для средних и малых мостов на дорогах IV и V категорий принимают нагрузку класса А8. Кроме того, элементы проезжей части мостов, рассчитываемых на нагрузку А8, проверяют на усилие от одиночной оси, равное 11 тс 110 кН (рис.52, б).

Рис.52. Схемы временных нагрузок для автодорожных и городских мостов

На каждой полосе нагрузки АК устанавливают только одну тележку в самое неблагоприятное положение по длине загружения независимо от числа участков загружения. Равномерно распределенную нагрузку устанавливают на всех участках линии влияния одного знака. По ширине моста полосы нагрузки АК располагают в пределах проезжей части параллельно продольной оси моста и в количестве не больше числа полос движения. Их нужно располагать в наиболее неблагоприятном положении, но не ближе чем на 1,5 м от оси нагрузки до края ближайшей предохранительной или разделительной полосы, а при отсутствии последней - от оси проезжей части. Расстояние между осями соседних полос нагрузки должно быть не менее 3 м.

При всех расчетах конструкций мостов, когда на проезжей части установлено несколько полос нагрузки АК, самую неблагоприятно расположенную из них принимают действующей без изменений, а для остальных полос вводят уменьшающий коэффициент =0,6 к равномерно распределенной нагрузке к. Этот коэффициент учитывает возможное неполное загружение автомобилями при большом числе полос. Давление от тележек не уменьшается.

Расчеты показывают, что при пролетах вдоль линии загружения менее 1 м. можно не учитывать равномерно распределенную нагрузку, так как она увеличивает усилия от давления тележки менее чем на 5%. При больших пролетах надо учитывать обе составляющие АК.

Во время ремонта конструкции проезжей части прочность моста проверяют на одну полосу нагрузки АК, располагаемую в любом неблагоприятном положении по ширине моста, но не ближе 1,5 м от оси нагрузки до тротуара.

Рис.53. Схемы временных нагрузок для автодорожных и городских мостов

По мостам и другим искусственным сооружениям приходится пропускать особо тяжелые грузы - трейлеры, тягачи, тракторы и другие машины. Поэтому, кроме расчета на колонны автомобилей, необходимо проверять конструкции на пропуск одиночных тяжелых колесных или гусеничных нагрузок. Мосты, рассчитываемые на нагрузку А11, проверяют на действие одного тяжелого трейлера НК-80 весом 80 тс 800 кН (рис.53, а), а мосты под нагрузку А8 - на действие одной гусеничной нагрузки НГ-60 весом 60 тс 600 кН (рис.53, б). В поперечном направлении нагрузку НК-80 или НГ-60 располагают на проезжей части в любом наиболее неблагоприятном положении, но так, чтобы край колеса или гусеницы не выступал на предохранительную полосу.

Вертикальную нагрузку тротуаров и пешеходных мостов принимают в виде толпы людей. На мостах с тротуарами ее учитывают вместе с нагрузкой АК. При пропуске нагрузок НК-80 и НГ-60 тротуары не загружают.

Нормативную нагрузку от толпы людей на пешеходных мостах принимают вертикальной и равномерно распределенной на всей поверхности прохода с интенсивностью =400 кгс/м 4 кПа. На тротуарах мостов эту нагрузку принимают с интенсивностью (в кПа)

где: - длина загружения или сумма длин участков загружения, м.

Значения , определенные по формуле, принимают не менее 200 кгс/м 2 кПа.