Методы / Opredelenie_gruzopodemnosti_metallicheskikh_proletnykh_stroeniy_zheleznodorozhnykh_mostov_i_usloviy_propuska_po_nim_poezdov

где тн - коэффициент, учитывающий неразрезность продольных балок и упругую податливость их опорных сечений, принимаемый по [2,прил. 13];

Fсп - площадь нетто сечения «рыбки» Fнт или приведенная расчетная площадь заклепок в «полурыбке» F0 , см2;

hрб - расстояние между центрами тяжести «рыбок», см.

Клепаное прикрепление при наличии верхней «рыбки»: по прочности заклепок, соединяющих уголки прикрепления с продольной балкой (по двойному срезу или смятию),

Величину kп по срезу и смятию заклепок, соединяющих уголки прикрепления с поперечной балкой, находят по формуле (3.14).

В формуле (3.18) т1 - коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента в опорном сечении балки и определяемый по [2, табл. 3.3] в зависимости от параметров п3 и 3. При отсутствии «столика» в прикреплении продольной балки к поперечной

h3n3

где h3 - расстояние между крайними заклепками в пределах высоты продольной балки, м;

31

n3 - суммарное число заклепок в стенке продольной балки и в стенке «столика»;

3 - число заклепок в стенке только продольной балки; hб - высота продольной балки, см.

Клепаное прикрепление при отсутствии «рыбок»: по прочности заклепок, соединяющих уголки прикрепления с продольной балкой (по двойному срезу или смятию),

соединяющих уголки прикреплении с продольной балкой, и значения 3, рассчитываемого по формуле (3.21) или (3.22), по [2, табл. 3.4];

т2 - коэффициент, зависящий от числа заклепок п'з в стенке поперечной балки, расположенных в пределах высоты продольной балки [2, табл. 3.5];

hз - расстояние между крайними заклепками, поставленными в поперечной балке в пределах высоты продольной балки, см.

В случае сопряжения балок в пониженном уровне, кроме заклепок в стенке поперечной балки в пределах высоты продольной балки, в формулах (3.24) и (3.25) дополнительно учитываются заклепки в одном горизонтальном ряду, расположенном в уголках прикрепления выше продольной балки. При определении коэффициента m2 этот ряд заклепок в расчет не принимается.

32

Вформулах (3.18) и (3.23) значения Ω, м2, принимаются такими же, как

ив формуле (3.14). В формулах (3.19), (3.20) и (3.24), (3.25) площадь линии влияния Ω, м2, определяется в соответствии с выражением (3.17).

3.7 Прикрепление поперечных балок к главным фермам

Прикрепление поперечных балок к главным фермам рассчитывается по /2, пп. 3.20-3.22/. Допускаемая временная нагрузка в случае клепаного прикрепления определяется по формуле

где Ω - площадь липни влияния поперечной силы в сечении поперечной балки, находящемся на участке между продольной балкой и главной фермой, м; для промежуточной поперечной балки Ω=d, при этом 2d и α=0,5, для крайней

- (d2dlk ) , при этом λ=d+Lk и α=0 (здесь d - длина панели, м; LК - длина консоли продольной балки, м).

При наличии прикрепления при помощи «топорика» m=1,0.

смятию определяется для заклепок n3, прикрепляющих «топорик» к обеим ветвям подвески (стойки) главной фермы. Кроме того, проверяется прочность стыка «топорика» с вертикальным листом поперечной балки.

При наличии в соединении поперечной балки с главной фермой уголков прикрепления и консольного листа расчет выполняется при m=1,0. В этом случае при определении F0 учитываются заклепки, прикрепляющие уголки прикрепления к главной ферме (без учета заклепок в пределах высоты пояса фермы) или к поперечной балке (без учета заклепок в пределах высоты консольного листа). При определении kп по формуле (3.26) учитывается меньшее из двух полученных значений F0 .

33

При наличии «косынок», а также при прикреплении поперечной балки уголками только в пределах ее высоты расчет выполняется при m=0,85. Приведенная расчетная площадь заклепок определяется так же, как при расчете соединений с консольным листом.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ РЕШЕТЧАТЫХ ГЛАВНЫХ ФЕРМ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ

4.1 Общие положения и расчетные формулы

Оценка несущей способности решетчатых главных ферм пролетных строений производится определением классов грузоподъемности всех элементов главных ферм по прочности металла в наиболее ослабленных их поперечных сечениях, а также по прочности стыков и прикреплений. Элементы, работающие на сжатие, классифицируются, кроме того, по устойчивости формы. Для элементов, работающих на знакопеременные и переменные растягивающие усилия, определяются также классы по выносливости в зонах наибольших концентраций напряжений. Эти зоны, как правило, расположены в местах прикреплений элементов к узловым фасонкам (в основным в сечениях по первому ряду заклепок и болтов).

Грузоподъемность элементов решетчатых главных ферм определяется с использованием плоских расчетных схем. Разгружающее влияние проезжей части и связей при этом разрешается не учитывать.

При определении несущей способности решетчатых пролетных строений рассматривают два возможных сочетания действующих на сооружение нагрузок.

На воздействие только вертикальных нагрузок (постоянной от собственного веса и временной от подвижного состава) рассчитываются все элементы главных ферм, их стыки и прикрепления. Общие формулы (2.6- 2.8) для определения допускаемых временных нагрузок (кН/м пути) при этом приобретают вид

34

При определении грузоподъемности поясов главных ферм (при их пролетах более 55 м) и ног портальных рам (независимо от пролета), кроме того, в расчетах на прочность и устойчивость учитывается одновременное воздействие на эти элементы сочетания указанных выше вертикальных нагрузок с горизонтальными нагрузками от поперечного ветра и торможения поездов. Причем торможение поездов учитывается, только при расчетах ездовых поясов. В этом случае величины kп и kу находятся по общим формулам (2.6) и (2.7) при c=0 (для мостов на прямых).

При определении класса элемента в формулу (1.1) подставляется меньшее из найденных для двух возможных сочетаний (имеются в виду пролетные строения, расположенные па прямых участках пути и в силу этого не воспринимающие воздействия центробежных сил ( c=0) значение допускаемых нагрузок. Более подробно определение величин kп, kу и kв для элементов решетчатых главных ферм изложено в /2, пп. 4.1 - 4.11/.

4.2 Расчетные площади элементов

Геометрической характеристикой G в формулах (4.1-4.3) является расчетная площадь элемента F0, см2. Для элементов, ослабленных отверстиями под заклепки, работающих на растяжение, при расчете на прочность и выносливость F0 принимается равной площади нетто поперечного сечения в наиболее ослабленном сечении элемента (F0=Fнт). Если отдельные части,

входящие в состав элемента, имеют наибольшее ослабление в различных его

35

сечениях, то определяется также площадь нетто для совмещенного сечения с учетом несущей способности заклепок (болтов), соединяющих части элемента в пределах такого совмещения.

За расчетную площадь элемента, работающего на сжатие, принимается площадь сечения F0=Fнт (при расчете на прочность) и площадь сечения брутто F0=F6р (при расчете yа устойчивость). Для элементов, ослабленных отверстиями под высокопрочные болты, при расчетах на прочность их расчетная площадь определяется по сечениям нетто (F0=Fнт), а на устойчивость и выносливость - по брутто (F0=Fбр).

Комбинированные соединения на заклепках и высокопрочных болтах рассчитываются как заклепочные.

Методика определения расчетной площади стыков и прикреплений элементов, работающих на осевые силы, приведена в разд. 2 пособия.

За расчетную площадь узловой фасонки на выкалывание принимается площадь сечения фасонки при минимальной длине возможного ее разрушения (площадь выкалывания), вызываемого усилием в присоединенном к фасонке элементе фермы. Площади участков по линиям разрушения, расположенным под углом к направлению оси примыкающего элемента, уменьшаются (см. [2, п. 4.2, прил. 16]).

4.4 Коэффициент гибкости элементов

Одним из главных параметров, определяющих расчетные значения коэффициента для сжатых элементов, является их гибкость λ0. Значения λ0 находятся так же, как и при проектировании новых сооружений. Для элементов сплошного сечения - в обеих плоскостях, для составных элементов - в плоскости, нормальной к плоскости соединительных планок, перфорированных листов или соединительной решетки, гибкость определяется по формуле

36

где Lо - свободная длина элемента, см; r - радиус инерции сечения элемента относительно оси, перпендикулярной плоскости изгиба, см.

Гибкость составных элементов в случае изгиба в плоскости соединительной решетки, планок или перфорированных листов (в том числе и для трубчатых элементов, состоящих из четырех или более ветвей), принимается равной приведенной гибкости λп:

при соединительных планках или перфорированных листах

при соединительной решетке

но не менее п 20 2в .

где 0 - гибкость всего элемента в плоскости соединительных планок, решетки, перфорированных листов (как элемента сплошного сечения);

в - гибкость ветви в той же плоскости;

Fбр - площадь брутто поперечного сечения всего элемента, см2;

Fд - площадь брутто поперечного сечения всех диагоналей соединительной решетки, попадающих в один поперечный разрез, см2;

βд - коэффициент, учитывающий влияние конструкций диагоналей соединительной решетки; для диагоналей из уголков, а также для диагоналей из уголков и полос (крестовая решетка) βд=1,8; для диагоналей из полос

βд=1,4;

- коэффициент, зависящий от гибкости элемента, принимаемый равным 0,3/ 0 при 0≥100 и при 30/ 20 при 0 >100.

Гибкость любого элемента, работающего на растяжение или сжатие, следует определять с учетом всех частей сечения. Например, при подсчете площади, момента инерции и радиуса инерции поперечного сечения элемента учитывается эквивалентная толщина перфорированных листов или соединительных планок балки в соответствии с требованиями /2, п. 4.3/.

Гибкости элементов решетчатых главных ферм не должны превышать:

37

для основных сжатых и сжато-растянутых элементов главных ферм -

130;

для растянутых элементов главных ферм, а также для не работающих на временную вертикальную нагрузку элементов главных ферм и стяжек, служащих для уменьшения свободной длины - 200;

для дополнительных сжатых элементов главных ферм - 150; для продольных связей в плоскости растянутых поясов - 180;

для продольных связей в плоскости сжатых поясов, а также для поперечных и тормозных связей - 150;

для соединительной решетки сжатых элементов (кроме крестового типа, склепанной из полос прямоугольного сечения) - 150;

то же при решетке крестового типа, склепанной из полос прямоугольного сечения180;

для отдельной ветви (не объединенной сплошным листом) составного сжатого или сжато-растянутого элемента - 40;

то же растянутого элемента - 50.

Если гибкость элемента классифицируемого пролетного строения превышает приведенные выше допустимые значения, то такой элемент должен быть усилен или заменен более жестким. Гибкость элементов после усиления должна соответствовать требованиям СНиП /6/.

Свободные длины элементов. При определении гибкости элементов по формуле (4.4) величину L0 принимают равной:

для поясов в плоскости фермы - панели фермы; из плоскости фермыпанели горизонтальных ветровых связей;

для элементов решетки в плоскости ферм - расстоянию между центрами прикрепления элемента к фасонкам или поясам;

из плоскости ферм - геометрической длине элемента или наибольшей его части, если полная длина разделена поперечными связями.

38

Свободная длина опорных раскосов и стоек в плоскости фермы определяется как для элементов поясов, а для частей опорных раскосов и стоек, входящих в состав портальных рам, свободная длина из плоскости фермы определяется в соответствии с указаниями /2, п. 5.3/.

5. ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ КЛАССИФИКАЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ПРОПУСКА ПОЕЗДНЫХ НАГРУЗОК. ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ УСИЛЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Капитальные опоры мостов, рассчитанные по старым нормам проектирования, при отсутствии серьезных дефектов обладают достаточно высокой несущей способностью и поэтому проверка их грузоподъемности, как правило, не требуется.

Возможность и условия пропуска по металлическим мостам тех или иных поездных нагрузок зависят, главным образом, от несущей способности пролетных строений и устанавливаются путем сравнения полученных расчетом классов грузоподъемности каждого из его элементов с соответствующими классами рассматриваемого подвижного состава. Результаты классификации обращающихся в настоящее время па сети железных дорог страны и перспективных типов локомотивов, вагонов и транспортеров, а также консольных кранов и порядок решения вопросов о пропуске поездных нагрузок го мостам приведены в указаниях /3/.

39

5.1 Оценка результатов классификации и определения условий пропуска поездных нагрузок

При решении вопроса о безопасном пропуске по мостам определенных поездов их классы по воздействию на мосты следует сравнивать с классами грузоподъемности элементов пролетных строений по прочности, устойчивости и выносливости, а для транспортеров, консольных кранов и других эпизодических нагрузок - только по прочности и устойчивости. Если классы элементов пролетного строения по прочности, устойчивости п выносливости К больше (или равны) соответствующих классов нагрузки К0, то такая нагрузка допускается к обращению по мосту. Если классы элементов пролетного строения по прочности или устойчивости меньше соответствующих классов нагрузки, то такую нагрузку пропускать по мосту нельзя и необходимо предусмотреть мероприятия по усилению слабых элементов или заменить пролетное строение новым.

До завершения работ по повышению грузоподъемности пролетного строения временно может быть введено ограничение скорости движения рассматриваемой нагрузки по мосту, если при этом за счет уменьшения динамического воздействия можно добиться того, что класс нагрузки не будет превышать класса по прочности и устойчивости слабых элементов. Порядок установления временного ограничения скоростей движения поездов по мостам изложен в /1, 3/.

За мостами, которые вследствие недостаточной грузоподъемности отдельных элементов эксплуатируются с ограничением, скорости движения поездов, следует устанавливать такой же надзор, как за слабыми и дефектными сооружениями. Слабые мосты, по которым эпизодически пропускаются тяжелые транспортеры или другие поездные нагрузки с ограничением скорости, необходимо тщательно осматривать до и после прохода нагрузки.

40