Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
30.10.2023
Размер:
21.24 Mб
Скачать

На шестом участке ыв

а.р = 0,80883 <om.

Определяем следующие величины, необходимые для выполне­ ния расчетов:

( —V

 

 

 

\ % /

_ •

 

0,80883

 

 

Г‘т ~ !т

1

/ <п \ 2 ~

 

 

 

1

 

 

 

 

1 _ _L /

\

 

1,52860----- -

 

 

 

 

11т \аР /

 

 

 

 

 

 

 

 

pm = 2к — wm — 7,76828 ит.

 

 

 

 

 

 

 

СП

 

 

 

 

 

 

Значения r]m, sinpm и cospm даны в табл. 4.

 

 

Для шестого участка,

 

где

ч\т = оо,

приведены значения тс/6 ul

И тт/6«б-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для образца решим поставленную задачу

двумя приемами;

используя первую (основную) форму уравнений связи между

параметрами колебаний на границах участков (см. § 7);

 

используя

вторую (преобразованную)

форму

уравнений свя­

зи (см. §

8).

 

 

(7,12) и (7,13)

для частных случаев имеют

а) Уравнения связи

форму:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ср — 0

 

 

 

 

 

ат =

 

vm-i sin(3m + ат-\cos pm — —- v]m sin

(10,1)

 

 

“m

 

 

 

 

 

Um

 

( 10,2)

Vtn = Um—1 COS Qrn

 

Um Clm—\ Sin Pm

7]m (1

cos pm).

,

1

 

! sin р„; 4-

I cos pm 4-

f]m (1 —cos pm);

(10,3)

Ьт = —W.

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wm = Wm_ 1

COS pm — llmbnl_\ Sin Pm 4- llm — 7)mSinpm-

(Ю,4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

">m

 

 

Когда

o>m = ито.р соответственно:

з” Sю

 

 

 

 

 

 

a

5

5aII l_

 

 

(10,5)

 

 

 

 

 

Цт — Vm— i

;

 

 

 

(Ю,6)

 

 

 

 

 

Ьщ

b,n_ i;

 

 

 

 

(Ю.7)

 

 

 

wm = Wnl-i 4- Tt/m »m.

 

(10,8)

В табл. 5 проведено определение связанных между собой

значений

am

и

vm, а в

табл.

6—связанных друг с другом Ьт

и wm.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

59

Таблица 4

0,80883

хт

 

1,52860------— 1,52860------—1

г,т

sin

cos 3^

rn

1

 

“т

ит

 

rm

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1,00482

0,52378

1,54422

0,15136 7,7496

0,99460

0,10419

1

32

 

 

 

 

 

 

 

3

1,04306

0,48554

1,66584

0,48356 7,6062

0,96948

0,24526

2

32

 

 

 

 

 

 

 

5

1,11808

0,41052

1,97026

0,92878 7,3466

0,87403

0,48590

3

32

 

 

 

 

 

 

 

7

1,22699

0,30161

2,68171

1,70125 7,0130

0,66673

0,74530

4

32

 

 

 

 

 

 

 

9

1,36561

0,16299

4,96245

3,83602 6,6475

0,35632

0,93440

5

32

 

 

 

 

 

 

 

11

 

к/6 tig = 1,8 1252

- /6 Ug = 1,46602

 

. 6

32

 

 

 

 

 

1

 

 

 

13

1,70972

—0,18112

—4,46571

 

0,94203

7

—4,27342'5,9410 —0,33555

32

 

 

 

 

 

 

 

15

1,90198

—0,37338

—2,16624

—2,15580 5,6328 —0,60550

0,79585

8

32

 

 

 

 

 

 

 

17

2,09802

—0,56942

— 1,42044

— 1,41359 5,3631 —0,79566

0,60575

9

32

 

 

 

 

 

 

 

19

2,29028

—0,76168

— 1,06190

— 1,01617 5,1331 —0,91280

0,40841

10

32

 

 

 

 

 

 

 

21

2,47140

—0,94280

—0,85790

—0,75660 4,9414 —0,97389

0,22701

11

32

 

 

 

 

 

 

 

23

2,63439

— 1,10579

—0,73145

-0,56542 4,7861 —0,99731

0,07365

12

32

 

 

 

 

 

 

 

25

2,77301

— 1,24441

—0,64997

—0,41233 4,6649 —0,99889 —0,04748

13

32

 

 

 

 

 

 

 

27

2,88192

—1,35332

—0,59766

—0,28174 4,5760 —0,99073 —0,13597

14

32

 

 

 

 

 

 

 

29

2,95694

— 1,42834

—0,56627

—0,16438 4,5176 —0,98112 —0,19357

15

32

 

 

 

 

 

 

 

32

2,99518

— 1,46658

—0,55151

—0,05406'4,4886 —0,97510 -0,22193

16

 

 

 

 

1

 

 

 

б) Для составления уравнений второй формы связи необходимо предварительно найти значения величин, указанных в табл. 7.

Имея их, легко найти нужные коэффициенты и написать систему уравнений связи (8,8) и (8,10).

Решение систем уравнений не представляет особого труда, хотя каждая из систем состоит из 16 уравнений. Дело в том, что уравне-

6Q

ния представляют собой трехчленные цепочки, допускающие по­ следовательное отыскание неизвестных:

1,00300 ai+0,15136=0,

«1=—0,15091,

1,00996 о2—0,35220 Oi+0,33220=0,

а2 = —0,38155,

1,08203 а3—0,77346 а2+1,00996 ох+0,44522 = 0, а3= —0,54335, 1,35419 а4— 1,53504 а3+1,08203 а2+0,77247=0, а4 = —0,88147, 2,40159 а5—3,25333а4 +1,35419 а3+2,13477=0, а5=—1,77661, а6=а5 —к/6а|= —1,77661—1,81252=—3,58913, а6=—3,58913,

—2,27920(0,—0,94203 ов) 1-2,40159(01—0,93440 а5)—

-4,27342—3,83602 = 0,

а7 = —6,11867,

1’19752 а8

+3,10012 а, —2,27920 а6+2,11762 = 0, о8

=—7,24050,

0,86770 а9

|-1,47866а8 —1,19752а,+0,74221=0, а9

=—3,03884,

—0,72390 аю-1-0,82126а» —0,86770 а8

+0,39742 = 0, ахо = —5,78025,

—0,65316 ац1-0,44392аю—0,72390а9

+0,25957 = 0,ац= 7,69392,

-0,61778 аю+0,19377ап—0,65316аю+0,19118=0,аХ2= —3,38858,

—0,60118 аю+0,01696 Ci2—0,61778 ац+0,15309 = 0, ахз=—7,74731,

—0,59457 ан—0,10938 аю—0,60118 аю+0,13059=0, ац=

5,07113,

—0,59278 аю—0,19557 ан—0,59457 ою+0,11736=0,015=

6,19616,

—0,59257 аю—0,24624 а15—0,59273 ац+0,11032 = 0, ахв= —7,50267,

1,00300 61—0,16815=0,

 

 

bi=

0,16765,

1,00996 62 —0,35220 6i

—0,62387 = 0

62 =

0,67618,

1,08203 Ь3 —0,77346 62

+1,00996 6Х —1,09449 = 0, 63

=

1,33838,

1,35419 64 —1,53504 63

+1,08203 62

—1,36424 = 0, 64

=

1,98424,

2,40159 65 —3,25333 64

+1,35419 63

—1,47263 = 0, 65

= 2,54648,

66=65,

 

 

 

6в=

2,54648,

-2,27920(6,—0,942036в)+2,40159(64-0,9344065)—(0,69811 +

Ь1,46602+0,74716)=0,

 

 

67 =

0,70511,

— 1,19752 68

+3,10012 67 —2,27920 66 —1,34971 =0, 68

=—4,14834,

—0,86770 69

+1,47866 68—1,19752 6, —1,24947 = 0, 69

=—9,48286,

—0,72390 6ю-| 0,82126 69 —0,86770 68 —1,13590= 0, 6Х0= —7,35499,

-0,65316 6п+0,44392 6ю—0,72390 69 —1,01032 = 0, 644=

3,96425,

—0,61778 6ю+0,19377 6ц-0,65316 6ю—0,87235 = 0, 6Х2 =

7,60755,

—0,60118 6ю+0,01696 6i2—0,61778 6хх-0,72108=0, 6ХЗ=—5,05858,

—0,59457 611—0,10938 6ХЗ—0,60118 6Х2—0,55629=0, 6Х4=—7,69715,

—0,59273 6ю—0,19557 6Х4-0,59457 6ю—0,37905=0, 6Х5=

6,97439,

—0,59257 6н—0,24624 615—0,59273 614—0,19218 = 0,6ю=

4,47673.

Как и

следовало ожидать, независимо от того,

какая форма

уравнений

связи была использована, мы получили

одни

и те же

61

Точки, в ко­ торых нахо­ дится колесо

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

62

Участок бал­ ки, загру­ женный наmVSROtt X

1

16

1

8

3

16

1

4

5

16

3

8

7

16

1

2

9

Тб"

5

8

11

16

3

4

13

16

7

8

15

16

1

s iп 3 т

 

ш

 

[2

Е

S,n

 

c°s

COS ?П1ат_.

sin 3„

1 т

vm~\

 

т

 

 

т

 

 

 

 

ит ‘т

0,99701

 

0

0,10419

0

-0,15091

0,99013

0,13424

0,24526

—0,03701

—0,47879

0,92419

0,50041

0,48590

—0,18540

—0,85837

0,73854

0,77988

0,74530

—0,40497

— 1,25644

0,41639

0,64431

0,93440

—0,82370

— 1,59728

 

= а5 — -

и2 = -1,7-'667 — 1,81252 =

—0,43875

—0,86271

0,94203

—3,38112

— 1,87496

—0,83506

—0,57078

0,79585

—4,86964

— 1,80022

— 1,15247

2,97633

0,60575

—4,38602

— 1,62912

— 1,38140

8,42534

0,40841

— 1,24108

— 1,40374

— 1,53102

7,54027

0,22701

1,31224

— 1,15837

— 1,61871

—3,04012 :

0,07365

0,56667

—0,91525

— 1,66339

—7,22277

—0,04748

0,16090

—0,68587

— 1,68188

4,49190

—0,13597

1,05346

—0,47385

— 1,68710

7,55580

—0,19357

—0,98169

—0,27733

— 1,68757

—6,01504

—0,22193

—1,39744

—0,09123

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

 

И

 

 

s

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ат =

 

“т sin

1

X ~ох g5. яи Ex=

1-COS?OT

*т\

 

' m)

+

= Ш + Ш + cos Рт'ит—1

1

+ E L E

 

 

 

— cos 3

\

+ В]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—0,15091

0

0,99221

 

0

0,89581

 

0,13559

 

0,13559

—0,38156

0,03325

0,94926

 

0,14325

0,75474

 

0,36496

 

0,54146

—0,54336

0,26310

0,82659

 

0,31539

0,51410

 

0,47749

 

1,05598

—0,88153

0,78702

0,60190

 

0,32705

0,25470

 

0,43331

 

1,54738

— 1,77667

1,44587

0,30491

 

0,26879

0,06560

 

0,25164

 

1,96630

—3,58919

t'e

= Vs

 

 

 

1,96630

-6,11879

1,85231

—0,25662

 

—0,92106

0,05797

—0,24773

 

0,68352

—7,24064

0,54399

—0,43905

 

—2,68645

0,20415

—0,44011

 

—2,58257

—3,03881

— 1,56439

—0,54932

 

—3,97743

0,39425

—0,55731

 

—6,09913

4-5,78052 —2,49095

—0,60316

 

— 1,83289

0,59159

—0,60116

 

—4,92500

7,69414

— 1,11802

—0,61949

 

3,58097

0,77299

—0,58484

 

1,87811

—3,38870

0,13832

—0,61445

 

4,72766

0,92635

—0,52378

 

4,34220

-7,74774

—0,20617

—0,59984

 

-2,03268

1,04748

—0,43191

 

—2,67076

5,07151

0,36314

—0,58316

 

—4,52166

1,13597

—0,32005

 

—4,47857

6,29678

0,86692

—0,57056

 

2,89360

1,19357

—0,19620

 

3,56432

—7,50371

—0,79103

—0,56342

 

—3,54773

1,22193

—0,06606

 

2,69064

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

63

Точки, в ко­ торых нахо­ дится колесо

1

2

3

4

5

6

7

3

9

10

11

12

13

14

15

16

бал­

 

загру­ на* к

Участок

ки, женный ГПУЗкОЙ

1

16

1

8

3_

16

1

4

5

16

3

8

7

16

1

2

9 !б"

5

6

11

16

3

13

16

7

8

15

16

1

sin

0,99701

0,99013

0,92419

0,73854

0,41639

—0,43875

—0,83506

1,15247

1,38140

1,53102

—0,61871

1,66339

—1,68188

1,68710

—1,68757

 

СП

 

IS

Bl

sirl

tn 101

C°s3m

cos 3™ x

\n X

 

‘ tn

-------- u m —

 

x bm-\

 

m

 

x(>

 

 

 

 

 

0

0,10419

0

0,16764

 

0,18384

0,24526

0,04112

0,45122

 

0,41952

0,48590

0,32856

0,59035

 

0,45112

0,74530

0,99753

i

 

0,53573

0,38127

0,93440

1,85420

0,31112

 

 

 

 

be = /’5 =

— 1,38761

0,94203

2,39896

—0,30628

-4,16583

0,79585

0,56113

—0,54413

—6,28097

0,60575

—2,51315

—0,68904

—2,73842

0,40841

—3,87302

—0,74325

6,35751

0,22701

— 1,66959

—0,72307

 

 

 

i

 

7,96295

0,07365

0,29201

—0,64758

—4,16418

—0,04748

—0,36120

—0,53400

—7,98917

—0,13597

0,68792

-0,39570

5,72819

—0,19357

1,48990

—0,24257

6,10629

—0,22193

— 1,54808

—0,08167

 

 

 

 

 

 

Таблица 6

IS

 

13

 

E

 

 

 

bm = ® +

m

~am

и

tn

X

и>

m

= ffl +

 

 

 

+ И + El cos m wm—l

sin rm

sin m bm—l

x — 'm

 

m + Г51 +

 

 

 

OJ

 

 

 

 

 

0,16764

0

0,99221

0

0,18714

0,18568

0,18568

0,67618

0,04554

0,94926

—0,15913

0,59785

0,56752

0,45393

1,33843

0,22056

0,82659

—0,55892

1,14831

0,94918

0,61082

1,98438

0,45524

0,60190

—0,80560

2,10336

1,26601

0,91565

2,54659

0,85558

0,30491

—0,60506

4,74270

1,44610

1,69662

2,54659

 

we = w& + к /в Uq = 1,69662+1,46602 = 3,16264

0,70507

2,97930

—0,25662

0,65351

—5,28349

1,35585

4,98866

—4,14883

3,97023

—0,43905

0,30956

—2,66534

1,17022

5,45001

—9,48316

3,30134

—0,54932

—2,27904

—1,74771

0,96005

1,98235

—7,35469

0,80961

—0,60316

—5,71986

—1,25635

0,75778

—4,15247

3,96485

—0,94265

—0,61949

—4,55616

—0,93543

0,54949

—4,91932

7,60738

—0,36231

0,61445

—2,43620

—0,69906

0,42954

2,50343

—5,05938

—0,11886

—0,59984

4,56321

—0,50979

0,30579

4,75014

7,69695

—0,64588

—0,58316

—2,95270

—0,34833

0,20329

—3,39529

6,97552

0,65723

—0,57056

—4,39157

—0,20323

0,11595

—3,61839

4,47654

0,80303

—0,56342

3,93015

—0,06684

0,03766

4,77084

64

5

18/3

66

in

tl

т

—L— cos 3

sin^

sinp^

 

1

1,00300

0,10450

2

1,00996

0,24770

3

1,08203

0,52576

4

1,35419

1,00928

5

2,40159

2,24405

6

 

7 —2,27920 -2,14707

8—1,19752 —0,95305

9—0,86770 —0,52561

10—0,72390 —0,29565

11—0,65316 —0,14827

12—0,61778 —0,04550

13

—0,60118

0,02854

14

—0,59457

0,08084

15

—0,59273

0,11473

16

—0,59257

0,13151

—I

 

—-Э0s I

 

1

 

 

sв

sin

1 — COS 1 m

 

 

 

 

<

 

 

3E

sin

 

0,10450 0,89581

0,35220 0,75474

0,77346 0,51410

1,53504 0,25470

3,25333 0,06560 /в «ё = 1,81252

—3,10012

0,05797

0,20415

— 1,47866

0,39425

—0,82126

0,59159

—0,44392

0,77299

—0,19377

0,92635

—0,01696

1,04748

0,10938

1,13597

0,19557

1,19357

0,24624

1,22193

 

an

fn x

2? r

P

шт’

sin m

<um r,m

V)

x(l-cos3m)4m

О

E

^E

 

 

c

 

 

3

V)

 

 

0,89850

0,18714

0,16815

0,76226

0,59785

0,45572

0,55627

1,14831

0,63877

0,34491

2,10336

0,72547

0,15754

4,74270

0,74716

 

 

 

—0,13213

—5,28349

0,69811

—0,24447

—2,66534

0,65160

—0,34209

— 1,74771

0,59787

—0,42825

— 1,25635

0,53803

—0,50489

—0,93543

0,47229

—0,57228

—0,69906

0,40006

—0,62972

—0,50979

0,32102

—0,67541

—0,34833

0,23527

—0,70746

—0,20323

0,14378

—0,72408

—0,06684

0,04840

Таблица 7

'tn

 

 

 

 

 

 

 

 

1

m

1

7

*•-

(1—CCS

um—

w

ox

 

 

s

-

-—— m

 

=

s

 

w

sin3

 

 

1

S

•- U

ap

sS

-1

m

 

f-

X

——aD «•>

 

0,16815 0,15136

0,62387 0,33220

1,09449 0,44522

1,36424 0,77247

1,47263 2,13477

* /в u6 — 1,46602

1,34971 2,11762

1,24947 0,74221

0,13590 0,39742

1,01032 0,25957

0,87235 0,19118

0,72108 0,15309

0,55629 0,13059

0,37905 0,11736

0,19218 0,11039

параметры колебаний (а и Ь).

Имея значения ат, bm, vm и wm,

по формулам

 

(/lm)max =

4" Ьт,

(<7m)max ~

4~

легко получить значения возможных максимальных отклонений и скоростей отклонений для различных положений нагрузки на балке (табл. 8).

Рис. 12. Объемлющие кривые параметров колебаний балки:

а — кривая возможных максимальных отклонений середины балки (Л/п)Гпах:

б—кри­

вая

возможных максимальных скоростей отклонений середины балки (Ящ)тах

 

На рис. 12 приведены объемлющие кривые параметров

коле­

баний балки: возможных максимальных отклонений hmax

и воз­

можных максимальных скоростей отклонений qmax.

 

вой

Для того чтобы более точно выяснить

вид объемлющей кри­

максимальных отклонений и возможные отличия этой кривой

от

ломаной, построенной по ординатам на

границах участков,

на

рис. 13 составлены подробные графики относительных откло­

нений середины балки при движении нагрузки с постоянной

скоростью. Ординаты отклонений в промежуточных точках на участках были определены по формулам:

(ах)т = (^-i — Tlm) sin ит a.ptam_i cos ит *р t -|- “т

+ “ rlmsinu>m/;

(Ю,9)

5* 67

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8

 

ат

bm

 

( hm)max

 

wm

V*

2

2

( 4m)max

 

 

ат + Ьт

 

"

1

vm

 

+ WL

 

 

m

m

 

1

 

—0,151

0,168

0,050877

0,226

0,136

0,186

0,052862

0,230

2

 

—0,382

0,676

0,602807

0,776

0,541

0,154

0,499231

0,707

3

 

—0,543

1,338

2,086635

1,445

1,056

0,611

1,488195

1,220

4

 

—0,882

1,984

4,714859

2,171

1,547

0,916

3,232791

1,798

5

 

—1,777

2,547

9,641677

3,105

1,966

1,697

6,748855

2,597

6

 

—3,589

2,547

19,367405

4,401

1,966

3,163

13,868627

3,724

7

 

—6,117

0,705

37,912244

6,157

0,684

4,989

25,254155

5,025

8

 

—7,241

—4,149

69,639658

8,345

—2,583

5,450

36,372277

6,031

9

 

—3,039

—9,483

99,164690

9,958

—6,099

1,982

41,129098

6,413

10

 

5,781

—7,355

87,505876

9,354

—4,925

—4,152

41,498663

6,442

11

 

7,694

3,965

74,919826

8,656

1,919

4,919

27,727006

5,266

12

 

—3,389

7,607

69,355518

8,328

4,342

2,503

25,121812

5,012

13

 

—7,748

—5,059

85,624801

9,253

—3,671

4,750

29,696789

5,449

14

 

5,072

—7,697

84,963253

9,218

—4,479

—3,395

31,585583

5,620

15

 

6,297

6,976

88,307318

9,397

3,564

’—3,618

25,797123

5,079

16

 

—7,504'

4,477

76,345074

8,738

2,691

4,771

30,000458

5,477

(^)m =

Wm-\Sin Um *p t +

 

 

 

 

 

um

 

 

 

 

 

+ ( 6m-l —— 7)m)COS«mapf + -^-7]mC0SU)mZ,

(10,10)

\

Шт

/

 

° m

 

 

 

где (ax)n и (6v)m — соответственно

отклонения

середины

балки

при движении колеса по произвольному участ­

ку т между толчками т—1

и

/п;

D

t—время,

потребное при скорости

о>

v— — на

 

 

 

 

 

 

л»

перемещение

неуравновешенного колеса от

начала

участка

т др рассматриваемой

точки

с

ординатой

х.

 

 

 

 

Рис. 13. Графики относительных отклонений середины балки при движе­

нии нагрузки с

постоянной

скоростью:

а —при въезде на балку колеса

без сдвига фазы действия периодической

силы (ср = 0); б —при въезде на балку колеса с

углом сдвига фазы действия

периодической силы (ср » у

Уравнения (10,9) и (10,10) непосредственно вытекают из урав­ нения (7,10), если в одном случае принимается <р = 0 (для ат),

а в другом — Ф = у (Для Ьт).

69

По полученным значениям (ах)т и (Ьх)т построена уточнен­ ная объемлющая кривая возможных максимальных отклонений (рис. 14), которая имеет слегка волнообразный вид. Пунктиром на рисунке показана диаграмма (/гт)тах, построенная по данным, относящимся к границам участков. Жирно проведена плавная кривая, касающаяся уточненных максимальных значений откло­

нений. Видно, что уточненная объемлющая кривая возможных

Рис. 14. Уточненная и приближенная объемлющие кривые возможных максимальных отклонений:

а — уточненная кривая; б — приближенная кривая

максимальных отклонений незначительно отличается от прибли­ женной, построенной по данным для границ участков. Размеры полуамплитуд периодических волн объемлющей кривой для участ­ ков от 8-го до 16-го составляют всего около 5% общей величины отклонений.

§ 11. УРАВНЕНИЯ СВЯЗИ ПРИ КОРОТКИХ БАЛКАХ

 

При изучении воздействия

на

балку

катящегося

неуравнове­

шенного колеса предполагалось,

что длина

окружности

колеса

мала по сравнению с длиной балки.

Однако на

практике могут

встретиться случаи, когда окружность колеса

и

пролет балки

имеют длину одного порядка (рис. 15).

 

всегда

может быть

Как бы ни был велик диаметр

колеса,

найден угол поворота колеса

I—— 1

,

ПРИ

котором

линейный

путь, совершаемый колесом (от

точки т—1

до точки т),

будет

70

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ