Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

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

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

30.10.2023

Размер:

21.24 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 2930 / 4730 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 > Следующая >>>

колебаний пролетного строения	в	загруженном Та	и свобод
ном Тр состояниях связаны так:
=	1	+ 7'	(29>1)

Рис, 106. Постоянная нагрузка для металлических пролетных строений железнодорожных мостов под один путь:

1—линия максимальных значений нагрузки;	2 — линия минимальных	значений
нагрузки
Поэтому возможные значения Та	для разных нагрузок	и раз-

.ных пролетов не могут выходить из области, заключенной между кривыми:

(7\)min - (Tp)min I	1 + -Д-;	(29,2)
\|	Ртах
(Л)тах = (Tp)max 1/	1 + -^-.	(29,3)
У	Pmin
Однако наиболее вероятные значения периодов будут		заклю
чаться в пределах:
I/	ь	(29,4)
I/	1 + —-;	(29,4)
у	Pmin
/	Ъ	(29,5)
{Тл)2 = {Тр)так\/	1 + ----- .	(29,5)
у	/-^max

292

Значит, критические скорости для разных составов из одно

типных вагонов, во-первых, не будут выходить из области, ограниченной кривыми:

(r’fr)min — .	,	(29,6)
К \1 а/тах
("* )тах = k (7\)min	’	(29J)

.7/7

100

110

120

130

140

150 ISO

Opcjifuibi 8 »

Рис. 107. Критические скорости для металлических однопутных пролетных строений в случае движения нагрузки № 2:

/ — первые критически» скорости; 2— вторые критические	скорости; а—область
наиболее вероятных значений; б—область возможных значений
и, во-вторых, будут иметь наиболее вероятные	значения в пре
делах:
	(29.8>
= k (Г.)2 '	'29,9)

В табл. 56 для обращающихся четырехосных вагонов приведены данные, необходимые для подсчета значений критических скоростей. Для дальнейших исследований примем обобщенные расчетные на грузки № 2 — 8, охватывающие широкий диапазон реально обра-

293

g													Таблица 56
	Некоторые данные по четырехосным вагонам, обращающимся на сети железных дорог Союза ССР
а						Полная					Макси	Погонная
о	Наименование единиц подвижного										мальное	нагрузка
с						длина В
о		состава									давление	на 1 м	Примечание
с						В м	*.	6.	!	4'.	на ось	пути
.2											в т	в т/м

			/. Четырехосные крытые вагоны клепаной						и сварной конструкции
1	Постройки 1936—1948 гг.			подъемной		14,730	8,030	1,800		1,550			Нагрузка № 2
2	силой 50 т........................................			подъемной							18,17	4,92
	Постройки 1928—1936 гг.					14,308	7,472
3	силой 50 т	........................................		подъемной				1,800		1,618	18,35	5,13
	Современной постройки					14,730	8,030	1,800		1,550	20,5	5,6	Тоже
4	силой 60 т........................................				подъ-
	С рамой шпренгельного типа					14,312	7,468	1,905		1,5175	15,4	4,3
5	емной силой	40	т............................
	Подъемной силой 40 m....................			подъемной		13,948	7,153	1,905		1,4925	15,4	4,4
6	Для перевозки	цемента				12,220	5,520	1,800		1,550	20,5	6,7
	силой 60 т....................................				.
				II. Полувагоны сварной и клепаной конструкции
7	Цельнометаллический			подъемной
8	силой 60 т............................				. .	13,920	6,850	1,800		1,735	20,6	5,94	Нагрузка № 3
	Подъемной силой 60 т сварной кон-					13,920	6,850	1,800		1,735	20,61	5,94	То же
9	струкции ............................................		57 т с	металли-
	Подъемной силой					14,1,94
10	ческим кузовом ................................			подъемной			7,494	1,800		1,550	20,6	5,8	Нагрузка № 4
	Постройки 1915—1917 гг.
	силой 50 т с		металлическим ку-			13,545	7,212	1,800		1,364	18,05	5,33
11	ЗОВОМ .................................			подъемной
	Постройки 1915—1917 гг.					13,518	7,061	1,905		1,3235	18,0	5,32
12	силой 50 т	........................................			т . .
	Думпкар подъемной силой 50					12,820	5,900	1,800		1,660	20,3	6,3

13	Хоппер подъемной силой 50 т								10,030	4,010	1,800	1,210	17,75	7,08	Нагрузка № 5
14	Хоппер бункерный для битума подъ-								14,194	7,494	1,800	1,550	21,6	6,2
	емной силой		40 т		............................
									///. Четырехосные платформы
15	С металлическими бортами					подъем-			14,620	7,920	1,800	1,550	20,5	5,78
16	ной силой 60 т			................................		профилей
	Сварная	из	прокатных						14,194	7,494	1,800	1,550	20,5	5,78	Нагрузка № 4
17	подъемной силой 60 т ....................
	Конструкции		1935 г., безбортовая						14,220	7,500	1,800	1,560	21	5,91
18	подъемной силой 60 т					................	силой
	Цельносварная			подъемной					14,224	7,500	1,800	1,562	17,1	4,81
	50 т .....................................................
									IV. Четырехосные		цистерны
19	Емкостью 50 л»3 для вязких						нефте-		12,020	5,320	1,800	1,550	19,0	6,3	Нагрузка № 6
20	продуктов ............................................			клепаной			и свар-
	Емкостью 50 м3								12,020	5,320	1,800	1,550	18,5	6,15	То же
21	ной конструкции ........					перевозки
	Емкостью	50	л43	для					12,020	5,320	1,800	1,550	18,9	6,2	»
22	спирта	.................................................
	Емкостью 40 л(3 с наращенным кот-								10,536	4,170	1,800	1,383	15,8	6,0
23	лом.........................................................
	Емкостью 26 м3 для меланжа и сер-								12,020	5,320	1,800	1,550	18,25	6,08	Нагрузка № 6
24	ной кислоты ....................................				битума		....
	Емкостью 50 Л13 для								12,020	5,200	1,800	1,610	18,75	6,25	То же
25	»	26	»	»	олеума		....		12,020	5,320	1,800	1,550	18,5	6,17
							I7. Пассажирские четырехосные вагоны								Нагрузка № 7
26	Цельнометаллический				длиной		23,6 м		24,540	14,300	2,700	2,420	16,0	2,6
27	»				»		21,4	»	22,310	13,000	2,400	2,255	13,9	2,49
28	Дальнего следования				длиной		20,2	»	21,390	11,570	2,400	2,510	13,52	2,6
g	Примечание. Таблица составлена по данным, содержащимся в справочнике Главного управления вагон
	ного хозяйства		МНС «Вагоны				широкой колеи железных дорог СССР». Трансжелдориздат,							1955.

щающихся поездов. Основные данные по этим нагрузкам даны в

табл.	57.
				Таблица 57
№ по	Условные номера	Длина вагона	Временная	Примечание
пор.	нагрузок	в м	нагрузка	Примечание
			в т/м
1	№ 2	14,730	5,6
2	№ 3	13,920	5,94
3	№ 4	14,194	5,8
4	№ 5	10,030	7,08
5	№ 6	12,020	6,3
6	№ 7	24,540	2,6	Предполагаемая
7	№ 8	18,710	8,552	Предполагаемая
				нагрузка

Рис. 108. Критические скорости для металлических однопутных пролетных строений в случае движения нагрузки № 3:

/—первые критические скорости; 2 —вторые критические скорости; а —область наиболее вероятных значений; б — область возможных значений

По приведенным на графиках и в таблицах данным (Тр, р, В и k)

можно определить для каждой вагонной нагрузки области возмож ных значений критических скоростей vi и v2 и выделить из них об ласти наиболее вероятных значений этих скоростей. Результаты расчетов, выполненных для ряда нагрузок, представлены в графи ческой форме на рис. 107—ПО.

296

Данные, полученные после выполнения соответствующих рас четов, позволяют сделать некоторые общие выводы, имеющие прак тическое значение.

1. Критические скорости для металлических пролетных строений при различных вагонных нагрузках меняются в достаточно широ

ких пределах. Это связано с тем, что:

во-первых, имеется значительная разница в длине обращающих

ся вагонов; она колеблется от 10 м (для полувагонов-хопперов) до

24,5 м (для цельнометаллических пассажирских вагонов);

300

Рис. 109. Критические скорости для металлических однопутных пролетных строений в случае движения нагрузки № 6:

/ — первые критические скорости; 2 — вторые критические скорости; а —область наиболее вероятных значений: б — область возможных Значений

во-вторых, есть существенная разница в погонной нагрузке, соз даваемой вагонами; она колеблется от 2,6 т/м (пассажирские ва гоны) до 7,1 т/м (для полувагонов-хопперов).

2. При современных скоростях движения поездов на металли ческих пролетных строениях может наблюдаться повышенное ди намическое воздействие четырехосных грузовых вагонов только при движении составов со вторыми и более низкими критическими скоростями.

В пролетах меньше 30—40 м в настоящее время еще не дости гаются и вторые критические скорости. В пролетах, имеющих длину

I 30 м, повышенное динамическое воздействие вагонов при наличии

297

неровностей пути на мосту может наблюдаться только при третьих

иболее низких критических скоростях.

3.Повышение скоростей движения грузовых поездов при нали чии на мостах нынешнего рельсового пути может привести к уве

личению динамического воздействия на металлические пролетные

•строения ряда вагонных нагрузок. Это объясняется тем, что, во-

Рис. 110. Критические скорости для металлических однопутных пролетных строений в случае движения нагрузки № 7:

/—первые критические скорости; 2 — вторые критические скорости; а — область наиболее вероятных значений; б — область возможных значений

первых, в значительном диапазоне пролетов могут достигаться пер-

вые критические скорости и, во-вторых, в пролетах меньше 30—40 м

могут наблюдаться вторые критические скорости.

Б. Железобетонные балочные пролетные строения под один железнодорожный путь

Железобетонные балочные пролетные строения на наших же лезных дорогах применяются для перекрытия малых и отчасти средних пролетов, включительно до 23 м. В последнее время область

298

их применения на железных дорогах расширяется и возможно, что в недалеком будущем они получат широкое распространение и при перекрытии пролетов длиной до 55—66 м.

Весовые характеристики железобетонных пролетных строений и их динамические свойства существенно зависят от способа изго

товления конструкции (из обычного железобетона или предва рительно напряженного), от устройства езды и типа мостового по лотна.

Опытных данных по железобетонным балочным пролетным строе ниям собрано пока сравнительно мало, поэтому вопрос о критиче ских скоростях для них можно рассматривать лишь в первом при ближении.

Имеющиеся по этим пролетным строениям данные приведены в табл. 58 и 59.

Железобетонное пролетное строение с предварительно					напря
женной	арматурой длиной I = 45 м по		эскизному проекту		имеет
следующие характеристики :
Конструктивная высота пролетного стро
ения ........................................................			3,12 м
Расчетная временная нагрузка ....			Н-8, 1931 г.
Полный объем железобетона ................			178 м3
Постоянная нагрузка................................			р = р1 + р2 = 9,89 2 =
Расчетные прогибы:			= 11,89 т/м моста
			fp = 3,84	см
от	постоянной	нагрузки . ..................
»	временной	» .........................	fk — 3.32	»
При определении расчетных прогибов пролетного строения
были приняты следующие характеристики:
Момент инерции .................................................			/= 222,62106 см*
Модуль упругости............................................			£ = 430 000 кг/см3

Для приближенного определения периода собственных коле баний пролетного строения в незагруженном состоянии восполь зуемся формулой, предложенной проф. С. А. Бернштейном1:

Тр= 1,795 VTp,

где fp — прогиб от постоянной нагрузки в м.

Имеем

= 1,795 /0,0384 = 0,352 сек.

Необходимо отметить одну особенность железобетонных балоч ных пролетных строений, которая обнаруживается при их испыта нии. Вследствие несовершенства в устройстве опорных частей в ма лых пролетах, а иногда и частичной заделке пролетных строений на опорах, характеристики жесткости пролетного строения могут быть

1 Сборник Научно-исследовательского института транспортного строи тельства, вып. 143. Гострансиздат, М., 1931.

299

.	в м
пор	ты
по	о л е
№	П р

1 4,5

29,2

39,3

49,3

59,3

610,8

711,8

813,3

914,0

1015,8

И15,8

1220,7

1321,0

14 23,0

Таблица 58

Конструкция	ийбщОвес балластомс тв	аннгооПя акзугран м(тв	Период	Характерис
Конструкция			собственных	Характерис
с ездой на балласте			колебаний	тика жест
с ездой на балласте			Тр в сек	кости С т/см.
			Тр в сек	кости С т/см.
Без предварительного напряжения арматуры
Гипротранса ................	40	8,9	0,024	1	300
»	81	................8,8	0,067	1	351
лтмп ....................	87,8	9,4	0,035	1	200
ЦПКБ .............................	82	8,8	От 0,053	От 381
Со сварными каркасами			до 0,065	до 577
Со сварными каркасами
(предложение И. А.	76,6	8,2	От 0,053	От 431
Матарова)....................	76,6	8,2	От 0,053	От 431
Гипротранса	127	11,75	до 0,059	до 523
Гипротранса	127	11,75	0,061	565
Со сварными каркасами	102,4	8,7	0,076	350
			0,073	375
Старые проекты (Нормы			0,062	520
Старые проекты (Нормы	152	11,4	0,084	424
1907 г.)........................	152	11,4	0,084	424
Гипротранса ................	168	12,0	0,087	430
ЛТМП ............................	158	10,0	0,060	860
ЦПКБ ............................	163	10,3	0,083	465
Со сварными каркасами	227	11,0	0,163	167
Гипротранса ................	304	14,5	0,101	583
			0,094	6$0
			0,115	450
Со сварными каркасами	240	10,45	0,115	440
Со сварными каркасами	240	10,45	0,124	305

С предварительным напряжением арматуры

1	15,8	С пучковой		арматурой,		142	9,0	0,115	210
2	19,05		ребристое....................			142	9,0	0,110	230
2	19,05	То же................................		арматурой,		203	10,65	0,134	220
3	19,05	С пучковой		арматурой,		260	13,65	0,238	90
4	20,5	С	плитное ........................			260	13,65	0,238	90
4	20,5	С	пучковой арматурой,
			ребристое	с продоль-
			ным и поперечным на-			201	9,8	0,130	108
5	23,0	С	тяжением....................			201	9,8	0,130	108
5	23,0	С	пучковой	арматурой,
			изготовленное		до	260	11,3	0,170	175
			1950 г...............................			260	11,3	0,170	175
								0,153	219
								0,157	207
								0,153	216
								0,137	271
								0,146	237
6	23,0	С	пучковой	арматурой,				0,145	242
6	23,0	С	пучковой	арматурой,		215	9,35	0,167	151
			изготовленное в 1952 г.			215	9,35	0,167	151

300

	в м
©”	ты	Конструкция
с	л е
©	л е	безбалластная
•с	о
*	П р
1	11,75	Каркасные
2	—	ЦПКБ
2	13,60	ЦПКБ
3	14,4	ЦПКБ
4	15,6	Каркасные
5	13,2	Каркасные
6	20,7	»

Таблица 59

Тип езды	пВеср о л е т гоонс тр о е нияс ч а с тя упмит и в т	нгооПн а я угранз к а р м/тв	ериодП соб нныствех ко - лебаний Трвсек	ктеараХ р и с катиж е с т тискоС т/см
Тип езды
На подкладках	43	3,66	0,071	169
(коротышах)	66,7	4,90	0,072	162
На поперечинах	66,7	4,90	0,062	336
То же	67,5	4,68	0,066	298
То же	67,5	4,68	0,056	418

»62,2 3,99 0,074 235

			0,076	220
На подкладках	103	5,66	0,059	369
На подкладках	103	5,66	0,126	127
То же	126	6,09	0,148	106

существенно больше предполагаемых (расчетных). Это приводит к заметному понижению периода собственных колебаний пролетных строений.

Для проведения ориентировочных расчетов критических ско ростей на основании приведенных данных можно наметить возмож ные отклонения (рассеяние) интересующих нас характеристик про летных строений (постоянных нагрузок и периодов собственных вертикальных колебаний)/

Вследствие большого собственного веса пролетных строений и весьма широкого диапазона изменения их характеристик нет нужды определять критические скорости для всех нагрузок, фигурировав ших при исследовании критических скоростей для металлических пролетных строений. Для ориентировочного определения значений

критических скоростей объединим близкие между собой нагрузки № 2, 3, 4, 5 и 6 и будем считать, что эта обобщенная на грузка имеет следующие параметры: погонную нагрузку k — 6 т/м,

длину вагонов В = 12 м.

Понятно, что от критических скоростей, полученных для обоб щенной нагрузки, можно легко перейти к критическим скоростям для перечисленных конкретных нагрузок. Нужно соответствующие скорости для обобщенной нагрузки умножить на коэффициенты у, равные отношению длины вагонов.

Для нагрузки № 2

14,73

1,227;

для нагрузки № 3

_ 13,92 _ . ..

7з 12 1,16,

301

для нагрузки № 4

для нагрузки № 5

^-3= 0,834;

для нагрузки № 6

Y6= 1-

5	Ю	<5	20	25
			Пролеты	0 «
Рис. 111. Критические	скорости для	балочных	пролетных	строений из

обычного железобетона при езде на балласте в случае движения нагрузок №2-6.

Области возможных значений критических скоростей:

—первой; vt—второй; vt — третьей; — четвертой

Ориентировочные подсчеты критических скоростей, проведенные

для балочных пролетных строений из обычного железобетона’при

302

<<< < Предыдущая 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 2930 / 4730 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ