книги / Проектирование и расчёт деревянных автодорожных мостов

и определяют требующееся количество нагелей и болтов для прикрепления их к поясу. На поперечную силу Q, действующую в стыке, должны быть рассчитаны нагели, прикрепляющие окаймляющие стойки к стенке блоков. При установке в стык блоков дубовых вкладышей, воспринимающих поперечную силу Q, эти вкладыши должны быть проверены на смятие и скалывание, аналогично расчету колодок. Линии влияния усилий в стыке блоков фермы приведены на рис. 123.

Рис. 123. Линия влияния усилий в стыке блоков сборной дощатой фермы

После разбора общих правил расчета дощато-гвоздевых ферм порядок расчета выглядит следующим образом.

Расчет элементов проезжей части разобран в ряде предыдущих примеров и потому здесь не приводится.

Интенсивность расчетной постоянной нагрузки на 1 п. м длины главной фермы от ее собственного веса, веса проезжей части, тротуаров, продольных и поперечных связей определяется по данным ранее выполненных проектов и по данным таблиц п. 2, умноженных на соответствующие коэффициенты надежности.

321

Перед проектированием пролетного строения выясняются размеры пиломатериалов, из которых будут выполняться фермы, намечается способ их изготовления и установки на опоры с указанием места стыков поясных досок. Стыки поясов размещают в четвертях и третях пролета, деля балку на 4 или 3 равные части. После этого от действия постоянных и временных нагрузок вычисляют расчетные величины:

Qоп = A; Qстыка; Ql / 2 ; M стыка; Мl / 2.

В большинстве случаев расчетные величины поперечных сил и изгибающих моментов от действия гусеничной нагрузки оказываются большими, чем сумма этих величин от действия нагрузки А8 и толпы на тротуарах. Окончательные величины сил и моментов представляют собой суммы этих же величин от постоянной и гусеничной нагрузок. Задавшись полной высотой главной фермы, шириной и количеством поясных досок, устанавливают высоту фермы h0 и нужное приведенное сечение досок растянутого пояса по формуле (271).

Затем определяют требуемую толщину поясных досок, вычисляют момент инерции сечения фермы Ibr, приближенно равный моменту инерции поясов относительно нейтральной оси фермы, и момент инерции ослаблений болтами и гвоздями в середине пролета ∆I, после чего находят момент инерции ослабленного сечения

где 2Fп – площадь двух поясов фермы.

Далее определяют момент сопротивления ослабленного сечения и проверяют прочность растянутого пояса фермы в середине пролета. Такие же вычисления проводят для сечения в месте устройства поясных досок, где ослабление болтами больше, чем в середине пролета.

Доски верхнего сжатого пояса фермы должны быть рассчитаны на устойчивость из плоскости фермы.

322

Задавшись сечением стяжных болтов (нагелей) и определив расчетное усилие в нижнем поясе, по растягивающему усилию в нижнем поясе определяют нужное количество нагелей в полунакладке с последующим назначением длины всей накладки.

После подбора сечения поясов фермы проверяют условие устойчивости досок стенки, усилия в которых определяют по формулам (278) и (279).

Последующим этапом проектирования главных ферм является расчет требуемого количества гвоздей, прикрепляющих стенки к нижнему и верхнему поясам.

На заключительном этапе проверяется условие устойчивости крайней стойки фермы (крайнего ребра жесткости) от действия на нее сжимающей силы, равной опорной реакции А, и определяется количество гвоздей, прикрепляющих ребра к стенке фермы.

Расчет главной фермы по второму предельному состоянию, т.е. определение ее наибольшего прогиба, выполняют так же, как и у обычных прогонов балочных мостов, с увеличением теоретических прогибов на 30 %.

Продольные ветровые связи рассчитывают так же, как и связи в мостах Гау – Журавского при езде поверху. После определения расчетных усилий в элементах связей, назначения сечений и проверки их прочности производят расчет прикрепления этих элементов в узлах и определяют необходимое количество гвоздей.

Расчет поперечных связей обычного типа на горизонтальные нагрузки состоит из определения усилий в сжатых раскосах (выполняется так же, как в мостах с фермами Гау – Журавского), назначения размеров сечений раскосов, проверки их устойчивости и определения количества гвоздей или болтов, требуемых для прикрепления раскосов к стойкам жесткости.

Поперечные связи в виде балок с перекрестной стенкой рассчитываются на изгибающие моменты и поперечные силы, возникающие от разности нагружения смежных главных балок временной нагрузкой. В этом случае при расчете поперечных связей на вертикальную нагрузку в мостах с ездой поверху сначала определяют давления, приходящиеся на каждую из глав-

323

ных балок моста от системы расчетных грузов, двумя способами: по закону рычага (давления Ri) при отсутствии поперечных связей и по методу внецентренного сжатия (давления R′i ) при

наличии связей.

Поперечные связи работают на разность давлений Ri и R′i (рис. 124), которые являются уравновешенной системой

сил [16].

Усилия в элементах связи произвольной панели, например №r, определяют по формулам:

усилия в раскосах

где α – угол наклона раскосов связи к горизонту; усилия в поясах

где h – высота фермы связей.

Поперечную силу Qr и момент Мr в панели №r связей определяют по формулам:

где аr – расстояние между симметрично расположенными фермами панели №r; хi – расстояние от оси пролетного строения до середины панели №r (см. рис. 124);

панели, для которой определяют момент Мr.

Чтобы отыскать наибольшие значения Qr и Мr, сначала строят линии влияния Rr и R′r , затем с их помощью – линии влияния Qr и Мr (см. рис. 124).

324

Рис. 124. Схемы и линии влияния к расчету поперечных связей пролетных строений с ездой поверху

325

Загружая построенные линии влияния подвижными нагрузками и толпой, размещающимися на участке фермы между двумя смежными поперечными связями, находят наибольшее значение усилий в элементах связей. При расчете элементов связей учитываются усилия М и Q от собственного веса этих связей.

Для расчета связей поперечные силы и моменты приходится определять для всех панелей одной половины моста. По найденным наибольшим суммарным величинам Q и М проверяют прочность сечений поперечных связей и их прикрепления к главным фермам.

Определение усилий в поперечных связях в виде балок с перекрестной стенкой приведено также в работе [17].

4.2.3.Пример расчета пролетного строения

сдощато-гвоздевыми фермами

Пролетное строение собирается на месте строительства из отдельных элементов, материал – сосна I сорта.

Общая длина l = 24 м, расчетный пролет lр = 23,2 м. Габарит моста Г–7 с тротуарами по 0,75 м. Нормативная временная нагрузка: автомобильная А8, гусеничная НГ-60 и толпа на тротуарах. В поперечном направлении моста принимаем 6 ферм с расстоянием между их осями 1,5 м. Расчетная высота h0 =

=1/12lр = 1,94 м. Проезжая часть принята в виде двойного дощатого настила по поперечинам, уложенным на фермы через с =

=0,59 м. Толщина досок верхнего настила δ1 = 0,05 м, толщина

досок нижнего настила δ2 = 0,08 м, диаметр поперечин dп = = 0,2 м. Доски стенки спилены заподлицо с поясом, и передача давлений от поперечин происходит на ферму через прокладную доску, опирающуюся как на кромки поясных досок, так и на торцы досок стенки. Расчет проезжей части уже был рассмотрен и в данном примере не приводится. Продольные горизонтальные связи устанавливаются только по верхнему поясу. Поперечные вертикальные связи устанавливаются между всеми фермами как на опоре, так и в пролете. Общий вид пролетного строения приведен на рис. 125.

Сбор нагрузок и определение расчетных усилий. Посто-

янная нагрузка на ферму складывается из веса настила, попере-

326

чин и самой фермы. Предварительно сечение фермы назначаем из двух слоев вертикальной стенки общей толщиной 2δ = 8 см и дощатых двухъярусных поясов из досок сечением 7×22 см.

Рис. 125. Схема пролетного строения с дощато-гвоздевыми фермами: 1 – верхние продольные связи; 2 – поперечные связи

Определяем вес средней фермы на 1 м ее длины с учетом веса проезжей части:

+8 0,22 0,07 +2 0,04 2,38 = 3,53 кН/м.

327

Расчетный вес средней фермы

qф.р =3,53 1,2 = 4,24 кН/м.

Для крайней фермы нормативный и расчетный вес соответственно равен

qф.н =3,53 1,1 =3,88 кН/м,

qф.р = 4,24 1,1 = 4,66 кН/м.

Коэффициент поперечной установки при двойном дощатом настиле на поперечинах и при наличии жестких поперечных связей между всеми фермами для сечений в пролете определяем по методу внецентренного сжатия (рис. 126), для сечений на опоре – по методу рычага (рис. 127).

Ординаты линий влияния давления (см. рис. 126, а) определяем по формулам:

V11 = 0,1667 +0,3571 = 0,524,

V16 = 0,1667 + 0,3571 = −0,190.

Коэффициенты поперечной установки (КПУ) для сечений в пролете фермы 1 при I схеме загружения А8 (см. рис. 126, б):

для тележки

а

б

в

г

Рис. 126. Схемы к определению КПУ для сечения в пролете по методу внецентренного сжатия

при II схеме загружения (см. рис. 126, в): для тележки

ηp = 0,400 +0,219 +0,114 −0,067 = 0,333; 2

329

для полосовой нагрузки

ην = 0,400 +0,219 +0,6 0,114 −0,6 0,067 = 0,324. 2

КПУ для пешеходной нагрузки на тротуаре

ηп = 0,560.

КПУ для НГ-60 при III схеме загружения (см. рис. 126, г):

от пешеходной нагрузки

ηт = 0,1672 = 0,084,

330