4.2 Визначення зусиль в плиті баластового корита

Плита баластового корита являє собою суцільну конструкцію, яка омонолічується з головними балками та утримує баластове мостове полотно. Згідно конструкції блоку типової попередньо напруженої прогонової будови, плита безпосередньо опирається на головну балку, а в обидва боки від осі балки утворюються консольні звиси. Тому розрахункова схема плити представляє собою дві консольні балки, жорстко защемлені в ребрі головної балки (рис.4.1).

Рис. 4.1 Розрахункова схема плити баластового корита

Розрізняють два типи навантажень: нормативні та розрахункові. Нормативні навантаження – це навантаження, які визначені за фактичними розмірами конструкції. Розрахункові навантаження – це нормативні навантаження з деяким коефіцієнтом запасу.

Будівельні конструкції розраховуються за методикою граничних станів.

Граничний стан конструкції – це такий напружено-деформований стан, при якому конструкція перестає задовольняти експлуатаційним вимогам.

Існує два граничних стани І та ІІ групи.

По досягненні конструкцією граничного стану І групи, вона або повністю перестає задовольняти експлуатаційним вимогам, або найменше збільшення навантаження призводить до її руйнування.

По досягненні конструкцією граничних станів ІІ групи, вона ще може експлуатуватись, але з якимись обмеженнями.

До розрахунків за першим граничним станом належать розрахунки за міцністю, за стійкістю та витривалістю. До розрахунків за граничним станом ІІ групи належить розрахунок за деформаціями.

Для подальших перевірок за граничними станами обох груп потрібні три групи зусиль – зусилля із розрахунку на міцність, на витривалість, на тріщиностійкість.

Розрахунок ведемо на 1 п. м. довжини прогонової будови

Приймаємо наступні геометричні характеристики:

Товщини відповідних елементів складають

Визначаємо нормативні значення навантажень, що позначені на розрахунковій схемі (рис. 4.1). Інтенсивність навантаження від власної ваги плити:

Інтенсивність навантаження від ваги баласту з частинами колії:

Інтенсивність навантаження від ваги тротуару приймається:

кН/м

Погонна вага перил тротуару приводиться до зосередженого зусилля:

Нормативне значення еквівалентного тимчасового навантаження приймається згідно [1] з урахуванням площадки розподілення навантаження по поверхні плити:

Поперечні сили, які виникають від нормативних значень відповідних навантажень:

;

;

;

;

;

Згинальні моменти, які виникають від нормативних значень відповідних навантажень:

;

;

;

;

;

Сумарні поперечні сили та згинальні моменти від нормативних значень всіх діючих на вантажень:

Під час виконання перевірок елементів конструкцій за міцністю та витривалістю використовуються значення навантажень з відповідними коефіцієнтами (надійності, динамічними та ін.).

У розрахунках на міцність до навантажень вводяться коефіцієнти надійності від ваги елементів конструкцій від ваги баласту - . До еквівалентного тимчасового навантаження вводяться коефіцієнт надійності γ_fv (для плити – 1,3) та динамічний коефіцієнт (для плити – 1,5).

Поперечні сили для розрахунків на міцність:

;

;

;

;

;

Згинальні моменти для розрахунків на міцність:

;

;

;

;

;

Сумарні поперечні сили та згинальні моменти для розрахунків на міцність

У розрахунках на витривалість навантаження від ваги елементів та баласту конструкцій приймаються нормативними. До еквівалентного тимчасового навантаження вводяться коефіцієнт ε (для плити – 1,0) та зменшений динамічний коефіцієнт. Поперечні для розрахунків на витривалість:

;

Згинальні моменти для розрахунків на витривалість:

;

;

;

;

;

Сумарні поперечні сили та згинальні моменти для розрахунків на витривалість:

У розрахунках на тріщиностійкість для всіх видів навантаження приймаються нормативні значення. Отримані значення поперечних сил та згинальних моментів в плиті баластного корита наведені в табл. 2.1

Таблиця 2.1

Тип розрахунку	Значення зусилля
на міцність	Q=145,43 кН; М=63,63кНм
на витривалість	М=45,76кНм
на тріщиностійкість	Q=80,38 кН; М=36,77кНм