1.3.6.Составление графика производства работ

Указания по составлению графика восстановления следует смотреть в вопросе разработки варианта восстановления моста на обходе.

1.3.7. Анализ разработанного варианта по основным показателям

Порядок выполнения анализа разработанного варианта анало­гичен анализу варианта восстановления моста на обходе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ВТОРОМУ УЧЕБНОМУ ВОПРОСУ

Для достаточно объективной оценки способа восстановления моста (на обходе или на старой оси) может быть разработано по несколько вариантов.. Для ручного обсчета выбираемых вариантов, в учебных целях, каждому студенту достаточно составить два варианта.

Каждый из разрабатываемых вариантов должен отличаться от предыдущего своим конструктивным решением. Он не должен пов­торять выявление отрицательных сторон предыдущего варианта.

В итоге работы по разработке всех вариантов восстановления моста должна быть заполнена таблица сравнения вариантов (форма 6) и сделан окончательный вывод о наиболее рациональном варианте.

Таблица сравнения вариантов

(форма № б)

Показатели	Ед. изм.	Требуется			Имеется	Недост.
		1 вар.	2 вар.	3 вар.
1. Длина моста 2. Срок восстановле­ния 3.Трудоемкость 4.Темп восстановл. 5.Относительная трудоемкость	м сут. чел.ч. м/сут. чел.ч/м
Потребность в конс­трукциях и материа­лах: - СРП - 33,6 - СРП - 23 - пакетные - относительное коли­чество металла - относительное коли­чество леса - мостовое полотно - поковки	шт/т шт/т шт/т т/м м3/м м3 т

В итоге работы над данным учебным вопросом должно быть выполнено:

1. Варианты восстановления моста на обходе и на старой оси (лист № I,2) с графиками производства работ по восстановлению моста.

2. Пояснительная записка 15-23 страниц с иллюстрациями.

Разработанные варианты восстановления моста (лист №1,2) и по­яснительную записку в установленный заданием срок представить преподавателю для проверки и утверждения одного из представ­ленных вариантов к дальнейшей разработке.

Глава II. Расчет нетиповых конструкций и их проектирование

По указанию руководителя проектирования расчету подлежат надстройка одной из опор и пролетное строение из двутавровых балок. Расчеты выполняются в пояснительной записке.

2.1. Расчёт металлических пакетных пролетных строений.

Пакетные пролетные строения временных и краткосрочных желез­нодорожных мостов необходимо рассчитывать на силовые воздействия по методу предельных состояний.

Расчеты производятся с целью предотвратить наступление предель­ных состояний как при строительстве, так и при эксплуатации мос­тов. Поэтому основное требование расчетов состоит в том, чтобы величины напряжений не превышали соответствующих расчетных соп­ротивлений, а величины прогибов - предельных значений, установлен­ных нормами проектирования.

При расчетах должны учитываться возможные для данного пролет­ного строения нагрузки и воздействия. В большинстве случаев дос­таточным является рассмотрение только трех видов нагрузок, дейст­вующих на пролетное строение:

а) постоянные нагрузки от собственного веса пролетного строения и веса мостового полотна;

б) временная вертикальная нагрузка от подвижного состава, имену­емая далее для краткости "поездной нагрузкой";

в) временная вертикальная (строительная) нагрузка от консольного железно-дорожного крана СРК -50 с грузом 50 тс ( "крановая на­грузка").

Нормативная поездная нагрузка для расчета пролетных строений временных и краткосрочных мостов принимается в виде нагрузки по схеме BФ, составляющей 90 % от нагрузки по схеме В.

Нагрузка по схеме В используется при проектировании инвентар­ных мостовых конструкций. Пролетные строения мостов, восстана­вливаемых под колею 1435 мм, должны рассчитываться на фактически обращающуюся нагрузку, но не ниже нагрузки по схеме Ш-20 ОСЖД. Схемы нагрузок ВФ, В, Ш-20 ОСВД, СРК-50, а также значе­ния равномерно распределенных эквивалентных нагрузок для этих схем приведены в приложении 1. Для перехода к расчетным зна­чениям величины нормативных нагрузок умножаются на коэффициенты перегрузки  и динамические коэффициенты 1+ , зна­чения которых для различных нагрузок приведены в приложени­ях 2 и 3.

Расчет пролетного строения производится:

- по первой группе предельных состояний - на прочность при загружении отдельно поездной и отдельно крановой нагруз­ками;

- по второму предельному состоянию - на упругий прогиб в се­редине пролета при загружении поездной нагрузкой. Пролетные строения краткосрочных мостов на выносливость не рассчитываются.

Основные расчетные формулы при расчете на прочность:

а) по нормальным напряжениям:

(1)

б) по касательным напряжениям

(2)

где: М - максимальный расчетный изгибающий момент (в сечении по середине пролетов);

Q - максимальная расчетная поперечная сила (в сечении над опорой);

W_нт - момент сопротивле­ния поперечного сечения одной балки;

J_бр - момент инерции сечения одной балки относительно нейтральной оси (брутто);

S_бр - статический момент полусечения относительно нейтраль­ной оси (брутто);

 - толщина стенки балки;

n - количест­во балок в пролетном строении;

R_н и R₀ - основные расчетные сопротивления стали соответственно при изгибе и при действии осевых сил, значения которых приведены в приложении 4;

с - коэффициент увеличения расчетного сопротивления, учитывающий неравно-мерное распределение касательных напряжений в стенке сечения, принимаемый: при _max/_ср  1,25 разным 1,0;

при _max/_ср ≥ 1,5 равным 1,25;

при промежуточных значениях - по линейной интерполяции;

_max - наибольшее касательное на­пряжение;

_ср - осредненное касательное напряжение, вычис­ленное в предположении передачи всей поперечной силы на стенку сечения, для одностенчатого сечения _ср = Q/hn; h -полная высота стенки.

Максимальные расчетные изгибающий момент М и поперечная сила Q определя-ются по соответствующим линиям влияния (рис. 3) и формулам.

М = (Р_пс + Р_мп + _п)w₁ (3)

Q = (Р_пс + Р_мп + _п)w₂ (4)

Рис. 5. Расчетная схема пролетного строения и линии влияния М и Q;

Р_пс, Р_мп - расчетные постоянные нагрузки от веса пролетного строения и веса мостового полотна; - рас­четная поездная эквивалентная нагрузка; w₁, w₂ - площади линий влияния.

При загружении линий влияния крановой нагрузкой вместо _п в формулах (3) , (4) подставляют расчетную крановую эквивалент­ную нагрузку _кр. Значения расчетных нагрузок определяются:

Р_пс = _пс  Р^н_пс; _п = _п (1+)_п ^н_п

Р_мп = _мп  Р^н_мп; _кр = _кр (1+)_кр ^н_кр

где _пс; _мп - коэффициенты перегрузки (надежности) для пос­тоянных нагрузок от собственного веса пролетного строения и веса мостового полотна; _п; _кр - коэффициенты перегрузки для по­ездной и крановой нагрузок; (1+)_п; (1+)_кр - динамические коэффициенты для поездной и крановой нагрузок; Р^н_пс; Р^н_мп - нормативные постоянные нагрузки от собственного веса пролетного строения и веса мостового полотна, определяемые: Р^н_пс = Q_пс / l_п ; Р^н_мп = б кН/м (0,6 тс/м) для мостового полотна на деревянных поперечинах; Q_пс - вес пролетного строения (без мостового полотна); при отсутствии точных данных может быть определен при­ближенно: Q_пс = 1,1ql_пn , в этом случае Р^н_пс = l,1qn, где q - вес 1 метра балок; l_п - полная длина балок, м; n - количество балок в пролетном строении; 1,1 - коэффици­ент, учитывающий вес связей; _п ; _кр - табличные значения нормативных эквивалентных (равномерно распределенных) нагрузок соответственно для поездной и крановой нагрузок.

Расчет на выносливость пакетных пролетных строений для вре­менных мостов производится по сечениям балок, имеющим концентра­торы напряжений (свободные отверстия, болты, заклепки, сварные швы и т.п.).

Например, при расчете пролетного строения, показанного на рис. 4, должны быть рассмотрены два сечения: сечение I (в сере­дине пролета балок, где имеются концентраторы напряжений в виде свободных отверстий и болтов для крепления связей) и сечение 2 (по крайнему ряду болтов, соединяющих стыковые накладки).

Рис.6. Сечения балок для расчета на выносливость.

Расчет ведется только по нормальным напряжениям:

 = М^н / (W_нт  n)  R_н ( 5 )

где  - коэффициент понижения расчетного сопротивления ме­талла балок, учиты-вающий влияние усталости материала и определя­емый по формуле:

 = 1 / [(a + b)-(a-b)]  1 (6)

a, b - коэффициенты, принимаемые по приложению 5;  - эф­фективный коэффициент концентрации напряжений в рассматривае­мом сечении, также принимаемый по приложению 5;  - характе­ристика цикла переменных напряжений определяемая по формуле:

 = _min / _max = М^н_п / М^н , где _min; _max - алгебраически наименьшее и наибольшее значения напряжений в рас­сматриваемом сечении пролетного строения; М^н_п - норма-тивный изгибающей момент в рассматриваемом сечении только от пос­тоянных нагрузок,

М^п_н = ()w₁ (7)

М^н - тоже от постоянных и поездной нагрузок,

М^н = [Р^н_пс + Р^н_мп + (1+)_п^н_п]w₁ (8)

В том случае, когда толщина стенки сварной двутавровой балки пролетного строения составляет менее 1/60 её высоты, должна быть проверена местная устойчивость стенки. Для про­катных балок необходимость в такой проверке, как правило, от­сутствует. Для типовых сварных балок из стали MI6C местную ус­тойчивость стенок можно не проверять, если: при двух балках в пролетном строении поставлены уголки жесткости по осям опирания и на расстоянии I м от этих осей, а при четырех балках – сплошные диафрагмы между балками в каждом пакете (в плоскос­тях поперечных связей). Устойчивость стенок таких балок из стали 15ХСНД обеспечена и без постановки уголков жесткости или диафрагм.

Местную устойчивость стенок можно не проверять и в тех слу­чаях, когда толщина стенки составляет не менее 1/90 её высо­ты при углеродистой стали и 1/75 - при низколегированной, и если при этом имеются поперечные ребра жесткости, расставлен­ные на расстоянии а2h , где h - полная высота стенки, но не реже, чем через 2 м.

Возможность потери общей устойчивости балок исключается постановкой в сжатых поясах продольных связей, расстояние между узлами которых не должно превышать 15 - кратной ширины пояса балки. Для пролетных строений с деревянными связями это ограничение относится к расстоянию между диафрагмами поперечных связей.

Вертикальные прогибы пролетных строений вычисляются от нормативной поездной нагрузки без динамического коэффициента.

Формула для расчета пролетного строения по второму пре­дельному состоянию:

(9)

где f - упругий прогиб в середине пролета; Е = 2,1*10⁵ МПа (2,1x10⁶ кгс/см²) - модуль упругости стали; f_пред,- пре­дельное значение прогиба, принимаемое равным:

- для временных мостов (при скорости движения поездов V  50 км/ч);

- при проектировании инвентарных пролетных строений для краткосрочных мостов ( V  30 км/ч);

- для пролетных строений полевого изготовления кратко­срочных мостов (V  15 км/ч).