4. Расчет и конструирование усиления

   1. Усиление металлических пролетных строений

      1. Усиление рыбки

Необходимое увеличение класса прикрепления “рыбок”- на 25% с 5,61 до 7,0.

Усиление сечения и прикрепления “рыбок” достигается увеличение толщины“рыбок” и заменой заклёпок на высокопрочные болты.

Проверим усиление заменой листов “рыбок” на новые(сталь Ст3, толщина 12 мм), замена рыбки с трещиной 60 мм.

Допустимая временная нагрузка от подвижного состава в этом случае определяется по формуле:

,

где - площадь линии влияния изгибающего момента в опорном сечении балки загружаемая временной и постоянной нагрузками.

,

где m_н – коэффициент учитывающий неразрезность продольных балок и упругую податливость их опорных сечений, принимаем m_н = 0,6;

- коэффициент размерности, для расчетов в системе СИ равный 0,001;

m – коэффициент условий работы при жестком прикреплении поперечных балок к поясу m=1,0;

F_сп- минимальная из площади нетто сечения рыбки F_нт и приведенной площади заклепок в полурыбке ;

h_рб – расстояние между центрами тяжести рыбок, .

Рисунок 4.1. Усиленная рыбка

Таким образом:

При срезе:

;

При смятии металла пояса:

.

Площадь нетто сечения рыбки (ширина пояса – 21 см, ослабление – 2 отверстия по 2,5 см под болты диаметром 2,2 см)

_.

_{Следовательно,} F_сп принимается для заклепок: F_сп = 19,2 см².

;

Таблица 11 – Данные к расчету прикрепления продольной балки к поперечной

Вид расчета			Минимальная допустимая нагрузка на элемент	Эталонная временная вертикальная нагрузка	(1+)	К
Прочность сечения рыбки	0	8,25	288,59	22,675	1,55	8,21

Условие выполнено 8,21>7,0

Фактическое усиление произошло на 46%

2. Усиление верхнего пояса в 3’-4’

В соответствии с заданием необходимо провести усиление раскоса, повысив класс по устойчивости на 10% (с 9,89 до 10,88). Усиление проводится путем добавления металла. При этом необходимо учитывать, что металл усиления следует располагать симметрично главным осям сечения элемента.

Допускаемая временная нагрузка по устойчивости элемента верхнего пояса после его усиления определяется по /1/, приложение 20:

где - доли соответственно временной и постоянной нагрузок, приходящихся на одну ферму (при отсутствии смещения оси пути относительно оси пролетного строения);

- коэффициент продольного изгиба;

- коэффициент размерности при расчетах в системе СИ;

- коэффициент надежности для временной подвижной нагрузки:

(4.2)

- площади линий влияния осевых усилий в элементах фермы от подвижного состава и постоянной нагрузки.

- суммарная расчетная интенсивность постоянных нагрузок, действующих на ферму, кН;

- коэффициент условий работы;

– геометрическая характеристика усиленного элемента:

– расчетная площадь поперечного сечения элемента до его усиления, см²;

- то же нового металла, см²;

– коэффициент эффективности усиления, принимаемый при расчетах сжатого элемента на устойчивость в соответствии с /1/, приложение 20, п.8.

- коэффициент, учитываемый при расчете элементов, подвергшихся усилению без разгрузки от действия собственного веса:

Рисунок 4.3 – Схема усиления раскоса

Усиленный элемент верхнего пояса В2'-3':

ГЛ 690×14;

4УГ 100×10;

2ВЛ 440×20;

2ВЛ 150×10 (металл усиления).

Все геометрические характеристики усиленного сечения определяем в программе AutoCad.

Площадь сечения брутто:

Радиус инерции:

Для определения коэффициента продольного изгиба необходимо определить гибкость элемента.

Свободная длина элемента для поясов:

По максимальному значению гибкости и приведенному относительному эксцентриситету в плоскости изгиба (для центрально сжатых элементов) определяем коэффициент продольного изгиба по таблице П.8.1 /1/:

Интенсивность постоянной нагрузки от веса мостового полотна: 16,00 кН/м.

Интенсивность постоянной нагрузки от собственного веса пролетного строения: 31,82 кН/м.

Динамический коэффициент: .

Эталонная временная вертикальная нагрузка:

Условие выполнено 11,23>10,88

Фактическое усиление произошло на 13,5