книги из ГПНТБ / Казей, Игорь Иванович. Динамический расчет пролетных строений железнодорожных мостов

Если пролетное строение имеет две главные фермы, а под р

и k понимаются расчетные нагрузки не на одну ферму, а на все

Р1 7

192

где d—диаметр катков;

[о] — допускаемое напряжение по диаметральному сечению;

п — число катков в опорной части;

k — расчетная эквивалентная временная нагрузка для опор­ ного давления.

Допускаемое давление по диаметральному сечению и диаметр

где I — пролет в м.

В табл. 32 для современных металлических пролетных строений,

запроектированных под нагрузку Н-8, по формуле (22,69) опреде­ лены размеры погонного давления катков от постоянной нагрузки и по формуле (22,68) найдены соответствующие средние значения коэффициентов трения на подвижных опорных частях при неза­ груженных пролетных строениях.

Опытные исследования, проведенные на мостах в Советском Союзе в 1928 г., дали гораздо большие величины коэффициентов трения (в среднем в пределах 0,020—0,040).*

Результаты этих исследований по ряду причин не являются до­ статочно надежными. Использование их в расчетах может сущест­

венно преувеличить влияние сил неупругого сопротивления и при­

Техническим условиям 1956 г. (ТУПМ—56) расчетные сопротивления по ди­ аметральному сечению имеют несколько большее значение, но и расчетная нагрузка принимается более высокой.

* В. К. К а чур ин. Запаздывание деформаций металлических про­ летных, строений под статической нагрузкой. 24-й сборник Института ин­ женерных исследований НИУ НКПС. Транспечать, М., 1929.

194.

На рис. 56 приведены графики эквивалентных декрементов

затухания; они наглядно показывают, что получаемые результа­ ты зависят от способов обработки диаграмм. Начальные откло-

сколько полных периодов взята другая ордината диаграммы отклонений уп. По мере увеличения числа периодов, разделяю­

щих отклонения у0 и уя, происходит возрастание декрементов 8-э . Приведенные данные позволяют сделать следующие выводы.

Ввиду наличия сил трения эквивалентный декремент затуха­ ния колебаний пролетного строения, выясняемый при опытах,

136

может оказаться значительно больше истинного декремента зату­ хания для материала (стали). Разница между ними существенно зависит от приемов обработки опытных диаграмм. При разных способах обработки опытных диаграмм, даже при неизмененных коэффициентах трения на опорных частях, можно получать экви­

валентные декременты затухания, отличающиеся друг от друга

в2—3 раза и более. Но и сами.силы трения на опорных частях

упролетных строений одинаковой длины могут быть разными. Поэтому наблюдаемая сейчас разница в опытных данных по декре­

ментам затухания для пролетных строений одной и той же длины неизбежна и закономерна.

Рис. 57. Эквивалентные декременты затухания колебаний при разных динамических отклонениях середины пролетного строения /=110 м во время свободных затухающих колебаний.

(Истинный декремент затухания $ = 0,006, коэффициент трения на опорных частях

= 0,0094.)

Эквивалентные декременты затухания, подсчитанные по от­ клонениям, отстоящим друг от друга на один полный период, бу­ дут для данного пролета изменяться в зависимости от размеров отклонений следующим образом:

о_ 1 ___________/о____________

3 0,994 уо —0,50724 '

На рис. 57 приведены эквивалентные декременты затухания ко­ лебаний при разных динамических отклонениях середины пролет­ ного строения / = 110 м во время свободных затухающих колебаний.

Минимальные значения эквивалентных декрементов затухания, най­

денные нами путем подсчетов, достаточно близки минимальным зна­ чениям, обнаруженным при испытании пролетных строений длиной

109,2—НО м (см. рис. 49).

197

Пролетное строение Z=44 м. При расчетах принимаем следую­ щие исходные данные:

1) постоянная нагрузка р = 3,60 т/м моста; 2) временная расчетная нагрузка Н-8; эквивалентная нагрузка

(с динамикой) для середины пролета k = 15,72 т/м моста;

3)число панелей п — 8, уп = 0,6857;

4)истинный декремент затухания от неупругих сил сопро­

колебаний при разных динамических отклонениях середины про­ летного строения I — 44 м во время свободных затухающих колеба­ ний. Как видно, изменение эквивалентных декрементов затухания аналогично рассмотренному для пролетного строения длиной / — = ПО м.

-198

Необходимо отметить, что минимальное расчетное значение эквивалентного декремента затухания для пролетного строения I =

— 44 м примерно в 2 раза ниже минимальных значений, отмечае­ мых во время опытов на пролетных строениях эксплуатируемых мостов (см. рис. 49). По-видимому в пролетах небольшой длины ощу­

тимо сказывается не только трение на опорных частях, но и тре­ ние в верхнем строении пути на мосту. На существенное значение последнего обстоятельства в малых пролетах обращает внимание ряд авторов (проф. Инглис, проф. С. А. Ильясевич и др.).

При выполнении динамических расчетов пролетных строений, для определения расчетных эквивалентных декрементов затухания,

можно рекомендовать следующий путь.

Значение истинных декрементов затухания, учитывающих влияние неупругих сил сопротивления в материале пролетного

строения, следует принимать в размерах & = 0,005 + 0,008 (боль­ шее значение относится к меньшим пролетам).

нагрузки. После проведения ориентировочных расчетов и выяс­ нения расчетных значений возможных максимальных динамиче­ ских отклонений уо величина В-э при необходимости может быть уточнена и повторный расчет может быть выполнен с приняти­

199

Понятно, что определение fmax может быть проведено и другими способами, например путем загружения линии прогиба середины

мосту для малых пролетных строений может быть выполнен по­ средством введения в формулу (22,65) коэффициента 9 несколько большего, чем это следует из_формулы (22,72).

§ 23. СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА С ОПЫТНЫМИ ДАННЫМИ

Сравнение результатов теоретического расчета с опытными дан­ ными показывает, насколько правильно и полно отражает теория главные, существенные стороны явления. Целесообразно в первую очередь провести сравнение теоретических выводов с опытными дан­ ными, полученными в последний период динамических испытаний мостов, поскольку, во-первых, эти опытные данные относятся к тяжелым обращающимся нагрузкам и современным конструкциям пролетных строений и, во-вторых, сами опытные данные, получен­

ные с использованием достаточно современной аппаратуры, явля­ ются надежными. Общий характер наблюдаемых явлений со­ гласуется с изложенной теорией, поскольку последняя была создана на базе обобщения большого опыта динамических испыта­ ний мостов в последние годы.

А. В середине 1955 г. лабораторией испытания мостов ЦНИИС было испытано комбинированное пролетное строение расчетным пролетом I = 56,43 м, состоящее из металлических балок с железо­ бетонной плитой. Норм по учету динамического воздействия на­ грузок для этих пролетных строений пока не существует. Нагруз­ кой при динамических испытаниях был одиночный грузовой паровоз серии Л.

200

тикальных колебаний в незагруженном состоянии ар = 22,42 г/сек;

эпюра изменения функции и

эквивалентный декремент затухания по диаграммам колебаний после съезда нагрузки &э = 0,15.

Заметные вертикальные колебания пролетного строения были обнаружены при максимальной скорости нагрузки, когда круго­ вая частота вращения неуравновешенных колес паровоза состав­ ляла и> = 17,21 ~Чсек.

На рис. 59, а приведены исходные данные при выполнении дина­

201