Проектирование и расчет балочной клетки проезжей части автодорожных

где hw – расстояние в свету между горизонтальными полками поя-

сов (в первом случае – в см, во втором – в м).

Во всех случаях толщина листа должна быть назначена не менее 10 мм.

4) Требуемый момент инерции поясов

где 1,05 – коэффициент, учитывающий, что полная высота балки больше высоты стенки приблизительно на 5 %.

5) Площадь сечения поясов

где 1,025 – ориентировочное значение расстояния от нейтральной оси балки до центра тяжести горизонтального листа пояса.

6) Ширина и толщина поясов

где r = 20…30.

Ориентировочные значения hf , t f , hw , tw должны быть уточ-

нены и приведены в соответствие с сортаментом поставляемого металлургическими заводами проката. Выборка по сортаменту заводского стального проката приведена в прил. 4.

3. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Прочность изгибаемых элементов проверяют по нормальным, касательным и приведенным напряжениям.

21

3.1. Расчет на прочность по нормальным напряжениям

При изгибе в одной из главных плоскостей проверка прочности

где Ry – расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию,

изгибу по пределу текучести, принимаемое по прил. 2; æ – коэффициент, учитывающий ограниченное развитие пласти-

ческих деформаций в сечении и определяемый по формулам (33), (34) при условии выполнения требований п. 4.32 СНиП 2.05.03–84* (для элементов, воспринимающихусилия разных знаков);

Wnt, min – минимальный момент сопротивления сечения нетто, определяемый с учетом эффективной ширины пояса bef ;

m – коэффициент условий работы, принимаемый по прил. 3. При одновременном действии в сечении момента M и попереч-

ной силы Q коэффициент æ определяют по формулам:

– при τm ≤ 0,25 Rs :

– при 0,25 Rs <τm ≤ Rs :

нимать равной сумме площадей стенок. 2. Для таврового сечения площадь

Af ,min = 0.

Эффективную ширину пояса bf следует определятьпо формуле

23

Для опорных сечений необходимо учитывать ослабления сечения не только отверстиями, но и выкружками в стенке продольной балки (рис. 8). В этом случае τmin, ef = 0, æ2 =1,25.

3.3. Расчет на прочность по приведенным напряжениям

Для стенок изгибаемых балок также должна быть выполнена проверка по приведенным напряжениям из условия

где σx – нормальные (положительные при сжатии) напряжения в проверяемой точке (x, y) срединной плоскости стенки, парал-

лельные оси балки;

σy – такие же напряжения, перпендикулярные оси балки, оп-

ределяемые согласно обязательному прил. 16* СНиП 2.05.03–84*; γ′ – коэффициент, равный 1,15 при σy = 0 и 1,10 при σy ≠ 0;

где Int – момент инерции сечения нетто.

Нормальные напряжения σy , возникающие от давления колес временной нагрузки, можно определить:

– в поперечной балке от воздействия нагрузки АК (рис. 10, б):

26

где v – интенсивность полосовой равномерно распределенной нагрузки;

K – класс нагрузки.

Рис. 9. Схема к расчету продольной балки по приведенным напряжениям

Величины a, b определяют с учетом распределения давления от колеса настенку вышележащими конструкциями (см. рис. 9, 10, б):

где a, b – размеры площадки соприкосновения ската колеса с покрытием соответственно вдоль и поперек движения, для нагрузки АК a = 0,2 м, b = 0,6 м;

H – расстояние от поверхности покрытия до кромки стенки.

27

4. РАСЧЕТ БАЛОК НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

Многократное повторное нагружение конструкции может привести к разрушению при напряжениях меньших, чем расчетное сопротивление материала. Это явление называется усталостью металла, а разрушение – усталостным. Усталостное разрушение происходит вследствие образования усталостных трещин. На интенсивность развития усталостных деформаций влияет ряд факторов, связанных с характером приложения подвижной нагрузки, условиями изготовления и эксплуатации конструкции.

Придать стальным мостовым конструкциям необходимую сопротивляемость появлению усталостных трещин возможно при условии, чтобы наибольшие нормальные напряжения в элементах, а также скалывающие напряжения в угловых швах их сварных соединений, возникающие от постоянной и временной нагрузок, не превышали соответствующих расчетных сопротивлений.

Расчет на выносливость элементов стальных конструкций выполняется на многократное действие нормативных регулярно обращающихся нагрузок по следующей формуле:

где σmax,ef – абсолютное наибольшее нормальное напряжение (рас-

тягивающее – положительное); т – коэффициент условий работы, принимаемый по прил. 3.

Напряжения σmax, ef следует определять как

æ3 – коэффициент, принимаемый равным 1,05.

При расчете элементов с фрикционными соединениями на высокопрочных болтах в формулу (45) подставляются характеристики сечения брутто.

29

Коэффициент γw определяют по формуле

где ζ – коэффициент, равный 1,0 для железнодорожных и пешеходных и 0,7 – для автодорожных и городских мостов;

ϑ – коэффициент, зависящий от длины загружения λ линии влияния при определении σmax;

α, δ – коэффициенты, учитывающие марку стали и нестационарность режима загружения, принимаемые по табл. 2;

β – эффективный коэффициент концентрации напряжений, принимаемый по прил. 6;

ρ– коэффициент асимметрии цикла переменных напряжений.

Вформуле (46) верхние знаки в скобках следует принимать, если при расчете по формуле (44) σmax,ef > 0.

Коэффициент ρ следует определять по формуле

где σmin , σmax – наименьшие и наибольшие по абсолютной величине значения напряжений со своими знаками, определяемые в том же сечении, по тем же формулам, что и σmax,ef при этом следует прини-

мать æ3 =1,0.

Примечание. При вычислении коэффициентов для сварных швов принимаются те же значения коэффициентов α и δ, что и для металла элемента.

30