Проектирование и расчет балочной клетки проезжей части автодорожных

«Рыбки», накладки, «столики», а также сечения балок у опор рассчитывают на опорный момент

где M0,5( p) – момент в середине пролета от постоянных нагрузок; M0,5(v) – момент в середине пролета от временных нагрузок

(АК или НК); α – коэффициент, принимаемый равным –0,6 при устройстве

прикреплений на болтах и –0,75 при устройстве прикрепления на сварке.

В расчетах по второй группе предельных состояний должны быть определены нормативные усилия Mn и Qn , значения которых

подсчитывают по формулам (7), (8), (11). При этом значения коэффициентов надежности по нагрузке и динамического коэффициента принимают равными 1.

В расчетах на выносливость изгибающие моменты в продольных балках находятся как в неразрезных на упругоподатливых опорах. Жесткость опор продольных балок определяется изгибной жесткостью поперечных балок в месте пересечения с продольной и характеризуется коэффициентом

где Апод – площадь сечения подвески брутто, Апод = D / mRy , Ry – расчетное сопротивление стали (табл. 1 прил. 2), m – коэффициент условий работы (таблица, прил. 3);

hф – высота главных ферм.

Таким образом, жесткость упругоподатливых опор неразрезной продольной балки (рис. 3) в узлах Н0, Н2, Н4 равна с1 , а в уз-

лах Н1, Н3 – с2 , кН/м:

По полученным линиям влияния определяются максимальное и минимальное усилия. В расчетах на выносливость рассматривается только воздействие временной нагрузки АК.

Рис. 3. Расчетная схема продольной балки при расчете на выносливость

14

При курсовом проектировании изгибающие моменты в продольной балке при расчетах на выносливость допускается определять по формулам (7), (11). При этом значения коэффициентов надежности по нагрузке принимают равными 1, динамического коэффициента – (1+23µ). В этом случае максимальное и минимальное

значение изгибающего момента в середине пролета

где M( p),n , M( А11),n – нормативные значения изгибающих моментов

от постоянной нагрузки и автомобильной нагрузки АК. Опорные моменты для расчета на выносливость

1.4. Поперечные балки балочной клетки

Поперечную балку рассчитывают как свободно опертую с пролетом, равным расстоянию B между осями главных ферм. Выбор такой расчетной схемы объясняется тем, что поперечные балки обычно прикрепляют к главным фермам при помощи уголков или накладок, обжимающих только вертикальные стенки. Пояса балок при этом остаются неприкрепленными. Поэтому с учетом податливости прикреплений моменты и поперечные силы определяют как в разрезных конструкциях. Если поперечные балки имеют консоли, то заопорные моменты принимают моменты отзагружения консолей.

Постоянную нагрузку р принимают равномерно распределенной, собираемой с расстояния между поперечными балками d.

где g1 , g2 , g3 – нагрузки от веса плиты проезжей части, слоев оде-

жды ездового полотна, балочной клетки на 1 м2 (при балочной клетке из продольных и поперечных балок ее принимают в преде-

15

лах 800–1200 кН/м2, а при устройстве только поперечных балок

400–600 кН/м2).

Поперечная балка загружается сосредоточенными грузами от подвижной нагрузки, полученных загружением линии влияния давления продольных балок на поперечную. Линию влияния давления на поперечную балку принимают по методу рычага – треугольной с основанием, равным 2d, и ординатой над расчетной балкой, равной 1 (рис. 4, 5). Сосредоточенный груз от автомобильной нагрузки АК:

– для первой полосы:

При определении значений (1+µ) и γf ,K принимается λ = 2d.

Моменты и поперечные силы в расчетных сечениях определяют, загружая полученными сосредоточенными силами соответствующие линии влияния (рис. 4, 5) по следующим формулам:

– от воздействия автомобильной нагрузки АК:

Нормативные усилия Mn и Qn определяют по формулам (18),

(20), (21), (22), принимая значения коэффициентов надежности по нагрузке и динамического коэффициента равными 1.

16

Рис. 5. Схема к определению усилий в поперечных балках от нагрузки НК при расчете на прочность

18

2. ПОДБОР СЕЧЕНИЙ СВАРНЫХ БАЛОК

Сварные балки, как правило, выполняют из трех листов (двух горизонтальных и одного вертикального). В особо мощных балках сечения поясов развивают приваркой дополнительных листов. Возможно применение прокатных балок, усиленных наваркой горизонтальных листов.

Расчет рекомендуется выполнять в следующей последовательности (предполагается, что известны момент M от расчетных нагрузок и расчетное сопротивление Ry ):

1) Высота сечения балки.

Оптимальную высоту сечения балок определяют из условия обеспечения необходимой жесткости и минимальных затрат материала:

– высота балки изусловия обеспечения необходимой жесткости:

– высота балки из условия обеспечения наименьшей массы:

В случае если известна толщина стенки, оптимальную высоту балки можно подсчитать по формуле

Прокатные двутавровые балки имеют предельную высоту 1000 мм. Переходя на сварные двутавры, их стенку экономически и технологически выгодно выполнять из целого листа, стыкуемого только по длине балки. Обрезка или разрезка листового проката

19