
Методы / Opredelenie_gruzopodemnosti_metallicheskikh_proletnykh_stroeniy_zheleznodorozhnykh_mostov_i_usloviy_propuska_po_nim_poezdov
.pdf
Обозначение элемента 1 В1’-2’
В1’-2’
P2-3’
Н3-4
Н3-4
или |
сече- |
Номер узла |
наименование ния |
|
2 |
Узел 1’
Стык
верхних
поясных
уголков
Узел 3’
Узел 4
Стык
нижних
поясных
уголков
Расчетные площади стыков и прикреплений
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.16 |
||
|
|
,элементачастей сечениеввходящие нтFразрушения 2см |
|
резны |
резны |
|
|
|
|
|
частейсоставных -прикрепилистыка |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Состав |
расчет- |
|
|
|
|
Приведенная расчетная площадь заклепок |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ного |
сечения |
|
|
|
|
|
|
|
µо, 1/см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nз, шт |
|
|
nз/ µо |
|
|
|||||
стыка или при- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
крепления |
|
|
|
|
|
|
|
На срез |
|
На |
см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
смятие |
|
|
|
|
3 |
4 |
|
|
5 |
|
6 |
7 |
|
8 |
9 |
10 |
||
2ГЛ 520×10 |
84,80 |
|
|
70 |
|
- |
0,276 |
|
0,166 |
253,62 |
84,80 |
|||
4∟90×90×10 |
53,40 |
|
|
- |
|
- |
- |
|
- |
- |
53,40 |
|||
4Н 370×10 |
135,20 |
|
|
- |
|
22 |
0,138 |
|
0,166 |
132,53 |
132,53 |
|||
2∟80×80×8 |
20,70 |
|
|
- |
|
- |
- |
|
- |
- |
20,70 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
294,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
291,43 |
||
2ГЛ 520×10 |
84,80 |
|
|
- |
|
- |
- |
|
- |
- |
84,80 |
|||
4Н80×80×8 |
41,40 |
|
|
16 |
|
- |
0,276 |
|
0,208 |
57,97 |
41,40 |
|||
2ВЛ 550×10 |
81,2 |
|
|
- |
|
- |
- |
|
- |
- |
81,2 |
|||
2∟80×80×8 |
20,70 |
|
|
- |
|
- |
- |
|
- |
- |
20,70 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
228,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
228,10 |
|
2Н 388×10 |
72,80 |
|
|
- |
|
4 |
0,276 |
|
0,166 |
50,72 |
72,8 |
|||
2Н 188×10 |
23,20 |
|
|
6 |
|
- |
0,138 |
|
0,166 |
86,96 |
23,2 |
|||
4∟100×100×11 |
62,72 |
|
|
12 |
|
- |
0,276 |
|
0,152 |
50,72 |
62,72 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
158,72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
158,72 |
||
2ГЛ 550×10 |
90,80 |
|
|
56 |
|
- |
0,276 |
|
0,166 |
202,9 |
90,80 |
|||
4Н 460×10 |
160,0 |
|
|
- |
|
26 |
0,138 |
|
0,166 |
188,41 |
160,0 |
|||
4∟90×90×10 |
54,12 |
|
|
- |
|
- |
- |
|
- |
- |
54,12 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
304,92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
304,92 |
||
2ГЛ 550×10 |
90,80 |
|
|
- |
|
- |
- |
|
- |
- |
90,80 |
|||
4Н80×80×8 |
41,40 |
|
|
14 |
|
- |
0,276 |
|
0,208 |
50,72 |
41,40 |
|||
2ВЛ 550×10 |
81,20 |
|
|
|
|
- |
- |
|
- |
- |
81,2 |
|||
4∟90×90×10 |
54,12 |
|
|
|
|
- |
- |
|
- |
- |
54,12 |
|||
|
|
267,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
267,52 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
71

Элемент
В1’-2’
P2-3’
Н3-4
Расчет элементов решетчатых ферм на воздействие только вертикальных нагрузок. Расчет на прочность
Классы элементов сквозных ферм
χ1= 0, 1; R = 160 МПа; εp = 0,5; ∑ni×pi = 1,1×24,0 + 1,2 × 9,0 =37,2 кН/м; m = 1,0
|
|
|
|
Расчетные площади, см2 |
|
kп, кН/м пути |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
k |
По |
|
кН,нk /м пути |
1 + µ |
λ, м |
α |
Ωk, м |
Ωp, м |
Fнт |
F 0 |
По стыку |
||||
По сечению |
По стыку |
|
сечению |
(прикреп- |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
лению) |
|
|
54,0 |
0,2 |
23,33 |
23,33 |
237,22 |
305,41 |
1,098 |
262,5 |
347,68 |
14,35 |
1,32 |
|
||||||||||
42,0 |
0,125 |
16,65 |
15,29 |
125,92 |
158,72 |
1,108 |
187,59 |
244,48 |
15,75 |
1,375 |
|
||||||||||
54,0 |
0,3 |
30,62 |
30,62 |
235,72 |
286,58 |
1,098 |
190,48 |
238,86 |
14,06 |
1,32 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.17
Кп
|
По сты- |
|
сечению |
ку |
|
(прикр- |
||
|
||
По |
еп- |
|
лению) |
||
|
||
13,86 |
18,36 |
|
9,38 |
12,23 |
|
10,26 |
12,87 |
|
|
|
72
Расчет на устойчивость
Классы элементов сквозных ферм
χ1= 0, 1; R = 160 МПа; εp = 0,5; ∑ni×pi = 1,1×24,0 + 1,2 × 9,0 =37,2 кН/м; εk = 0,5
Таблица 6.18
|
|
|
|
|
|
|
|
ky, |
kн,кН/м |
|
|
|
Элемент |
λ, м |
α |
Ωk, м |
Ωp, м |
m |
φFбр,см2 |
nk |
кН/м |
1 + µ |
Кy |
||
пути |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
пути |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В1’-2’ |
54,0 |
0,2 |
23,33 |
23,33 |
0,95 |
270,75 |
1,098 |
247,68 |
14,35 |
1,32 |
13,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P2-3’ |
42,0 |
0,125 |
16,65 |
15,29 |
1,0 |
124,3 |
1,108 |
187,59 |
15,75 |
1,375 |
8,97 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет на выносливость
Классы элементов сквозных ферм
χ1= 0, 1; R = 160 МПа; εp = 0,5; ∑ni×pi = 24,0 + 9,0 =33,0 кН/м пути- Б; m = 1,0
Таблица 6.19
|
|
|
Ωk, |
Ωp, |
|
Fнт, |
|
λ |
|
|
в, |
|
k |
|
|
Элемент |
λ, м |
|
|
|
min |
|
γв |
н, кН/м |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
м |
м |
|
см2 |
|
|
кН/м |
|
+µ |
в |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
пути |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пути |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P2-3’ |
|
|
|
|
|
125,92 |
|
|
|
|
218,64 |
|
|
|
|
42,0 |
125 |
16,65 |
15,29 |
924.0 |
|
|
0,22 |
|
0,96 |
|
15,75 |
|
1,375 |
10,45 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
73

Сравнение классов элементов с классами нагрузок
Элементы главных ферм
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер сечения, |
|
|
|
Классы по сечению |
|
Классы по стыку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Классы |
||
Элемент |
стыка, |
α |
λ, м |
|
|
|
|
(прикреплению) на |
|
|
На прочность |
На |
|
На |
|
нагрузки |
|||||
|
прикрепления |
|
|
|
прочность |
|
||||
|
|
|
устойчивость |
|
выносливость |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В1’-2’ |
Узел 1’ |
0,2 |
54,0 |
13,86 |
13,08 |
|
- |
18,36 |
|
8,09 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P2-3’ |
Узел 8 |
0,1 |
42,0 |
9,38 |
8,97 |
|
10,45 |
12,23 |
|
8,17 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н3-4 |
Узел 7’ |
0,3 |
54,0 |
10,26 |
- |
|
- |
12,87 |
|
8,4 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
74
Балки проезжей части
Таблица 6.21
|
|
|
|
|
Классы балок |
|
|
|
Классы балок по прикреплению |
|
|
Классы нагрузок |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
попрочностьНанор- |
напряженимальнымям |
касапопрочностьНа - напряжениямтельным |
прочностьНа заклепокпоясных |
выносливостьНа |
|
Продольной балки к поперечной |
|
балкиПоперечнойк |
фермеглавной |
|
|||
Балка |
λ, м |
α |
|
-приУголков ккрепления продольной |
балке |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Уголков прикрепления к |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поперечной балке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На |
На вынос- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
прочность |
ливость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продольная |
5,4 |
0,5 |
|
15,63 |
- |
- |
10,76 |
|
- |
|
- |
- |
|
- |
|
11,54 |
5,4 |
0,0 |
|
- |
17,5 |
40,6 |
- |
|
7,73 |
|
14,6 |
9,38 |
|
- |
|
6,32 |
|
Б |
|
|
|
|
|
|||||||||||
5,4 |
0,25 |
|
20,46 |
- |
- |
- |
|
- |
|
- |
- |
|
- |
|
6,55 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поперечная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,94 |
П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10,8 |
0,5 |
|
9,47 |
12,27 |
20,39 |
5,0 |
|
- |
|
- |
- |
|
17,72 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
75

6.2 Усиление элементов и их прикреплений
Анализ возможности пропуска по рассматриваемому пролетному строению перспективной поездной нагрузки – поезда, состоящего из электровозов серии ВЛ 60 с нагрузкой от оси на рельсы 230 кН и восьмиосных вагонов с нагрузкой от оси на рельсы 250 кН показывает, что отдельные элементы пролетного строения или их прикрепления имеют недостаточную грузоподъемность. По прочности сечения имеют недостаточную грузоподъемность по прочности поясных заклепок элементы продольной балки и по выносливости элементы поперечной балки. Также с целью лучшего ознакомления с курсовым проектом, примем недостаточной грузоподъемность элементов главных ферм. В качестве элементов, сечения которых не обеспечивает заданную грузоподъемность, принимаем элементы, классы которых близки к классам нагрузок. Назначения элементов согласовываются с преподавателем.
Усиление будет проводиться методом увеличения поперечного сечения слабых элементов. При этом необходимая геометрическая характеристика приближенно определяется по формуле:
G y 0 G0 KKy ; где
G0 - геометрическая характеристика элемента до усиления;
K,K y - класс элемента пролетного строения до и после усиления; при этом K y K0 ;
K0 - класс нагрузки для элемента от заданной поездной нагрузки.
76

Усиление продольной балки
Необходимо произвести усиление элемента по прочности (К0 = 20,46) до класса К = 24.
Сечение усиливается вертикальным листом 220х10 площадью 22 см2 , тогда общая площадь сечения составит W0 7924 1232 9156см2
Коэффициент усиления
ус 1 1 179241232 1,16
Допустимая временная нагрузка от подвижного состава будет равна:
kп |
1 |
|
|
0,001 |
1 |
160 |
1,1 9156-0,5 2.74 |
24 1006,3 |
кН/м; |
|
|
0,5 1,145 2.74 |
|||||||||
K |
1006,3 |
|
24,29 |
|
|
|
|
|
||
23,5 1,763 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Усиление поперечной балки
Усиление поперечной балки по выносливости (К0 = 7,6) до класса К = 9,5.
Поскольку по выносливости грузоподъемность балок определяется в местах повышенной концентрации напряжений, то наиболее опасными и потому подлежащими усилению подвергаются места обрыва поясных листов.
Усиление производим путём замены заклепок на высокопрочные болты диаметром 22 мм. Также, согласно п.1.8 [1], в расчете используется
Wбр 10697см3 .
Определяем допускаемую нагрузку при расчётах на выносливость:
kп |
1 |
0.001 0,9 1 160 10697 |
0,5 9,72 27,0 337,15 кН/м; |
||
0,5 0,86 9,72 |
|||||
|
|
K |
263,45 |
|
9,73 |
|
|
20,88 1,66 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
77 |

Усиление элемента Р3-4’
Необходимо произвести усиление элемента по устойчивости (К0 = 8,97) до класса К = 11,5.
Сечение усиливается двумя горизонтальными листами 460х10 площадью 92 см2 ,располагая их сверху и снизу рассматриваемого сечения, тогда общая площадь сечения составит FБР 307,06 92 399,06см2
φFбр=0,404*399,06=161,22см2
Коэффициент усиления
ус 1 1 3071,1 ,9206 1,33
Допустимая временная нагрузка от подвижного состава:
kп |
|
1 |
|
0,1 1 160 161,22 0,5 15,29 37,2 |
248,62 кН/м; |
|||||
0,5 |
1,108 |
16,65 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
K |
п |
|
248,62 |
11,89; |
|
|
|
|
|
|
15,75 1,375 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
78

Усиление элемента Н3-4
Необходимо произвести усиление элемента по прочности (К0 = 10,26) до класса К = 14.
Сечение усиливается двумя вертикальными листами 460х10 площадью 92 см2 , тогда общая площадь сечения составит FНТ 235,72 92 24 303,72см2
Коэффициент усиления
ус 1 1 2351 68,72 1,29
Допустимая временная нагрузка от подвижного состава будет равна:
kп |
|
1 |
|
0,1 1 160 303,72 0,5 30,62 37,2 |
264,31кН/м; |
|||
0,5 |
1,098 |
30,62 |
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Kп |
190,48 |
14,24; |
|
|
|
|
|
|
14,06 1,32 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Технология усиления элементов пролетного строения и их прикреплений
Основные требования к технологии усиления:
1.Возможность качественного выполнения работ по усилению без стеснения движения поездов или с минимальным стеснением его
2.Должна обеспечиваться простота работ с наименьшей трудоемкостью и стоимостью
3.Максимально уменьшить расклепку стыков, узлов и стыкующих заклепок
4.Экономное расходование нового материала
5.Эффективное использование металла усиления, принятие мер по включению его в работу существующей конструкции и более рациональному его распределению по сечению усиляемых элементов
6.Необходимо обеспечить отсутствие мелких щелей и мешков, способных задержать воду
79
7. Доступность для осмотра и очистки Усиление балок проезжей части:
Усиление продольной балки:
Проектом предусматривается усиление продольной балки проезжей части по прочности до класса 24 (класс до усиления – 20,46) .Усиление состоит в добавлении к нижнему поясу листа сечением 220 10.
Работы по усилению верхних поясов балок необходимо осуществлять в «окнах».
Усиление поперечной балки:
Проектом предусматривается усиление поперечной балки проезжей части по прочности до класса 9,5 (класс до усиления – 7,6).Усиление состоит в замене заклепочного соединения на высокопрочные болты диаметром 22 мм.
Работы по усилению поясов листов необходимо осуществлять в «окнах». Для замены заклепочного соединения на высокопрочные болты, необходимо проводить работы с высокой осторожностью. Сначала в заклепке просверливаются шляпки; далее остатки шляпки сбиваются зубилом и молотком, выбивается заклепка. Проводится осмотр посадочного отверстия с целью недопущения развития коррозии и трещин в отверстии. Затем в отверстие устанавливается высокопрочный болт, затягивается но не на расчетное усилие. После установки всех болтов, производится контрольная дотяжка с использованием
динамометрического ключа и контролем усилия затяжки.
Усиление элементов главных ферм:
Усиление раскосов ферм (элемент Р 2-3’):
Проектом предусматривается усиление элемента Р 2-3’по устойчивости сечения до класса 11,5 (класс до усиления –8,97). Усиление состоит в увеличении сечения элемента, путем добавления двух горизонтальных листов 460 10, прикрепляемых к старым уголкам высокопрочными болтами d = 22 мм. Попе-
80