книги / Проектирование и расчёт деревянных автодорожных мостов

Раскос крепим к шапочному брусу нагелями d = 1,4 см. Для глухого нагеля несущая способность

Тн = 2,256 1,42 = 4422 Н.

Необходимое количество нагелей nн = 374422602 =8,5.

Принимаем 8 нагелей и размещаем их на раскосе в шахматном порядке (рис. 137).

Рис. 137. Схема размещения нагелей на раскосе

Расстояние между нагелями поперек волокон

S2 = 4,2 см = 3d = 4,2 см; S3 = 3,7 см > 2,5d = 3,5 см.

Расстояние между нагелями вдоль волокон

S1 = sin16α =19,5 см > 6d = 6 1,4 =8,4 см.

Промежуточная распорка длиной

l = a −2(0,5t1 +t2 ) =150 −2(4 +8) =126 см состоит из одной доски сечением 6×20 см (рис. 138).

351

Доски связей прибивают гвоздями и нагелями к шапочной доске пояса. Промежутки между элементами связей на шапочной доске закладывают обрезками досок, по закладным доскам нашивают продольную защитную доску 1, на которую укладывают поперечины.

Поперечные связи (рис. 139) располагают в плоскости ребер жесткости через 2,9 м. Длина раскоса поперечных связей

lп = a 2 + H 2 = 1,52 +1,942 = 2,452.

Рис. 139. Конструкция поперечных связей: 1 – раскосы; 2 – нижние поперечные связи; 3 – верхние поперечные связи; 4 – верхняя продольная связь; 5 – опорное ребро жесткости из бруса

Усилие на верхний узел связей Wп = qвd = 2808 2,9 = =8143,2 Н.

Усилие в раскосе Dп = 2cosWп α = 28143,20,6117 = 6656 Н.

Раскосы принимаем из досок сечением δп×σп = 7×14 см.

Площадь сечения Ап = δп×bп = 98 см.

Радиус инерции rп = 0,289δп = 0,289×7 = 2,02 см.

Определим минимальную несущую способность односрезного болта dб = 19 мм для крепления к накладному брусу сечением 22×16 см:

Т1 = 294b1dб = 294 22 1,9 =12 289 Н,

Т2 = 685δпdб = 685 7 1,9 =9110 Н,

Т3 =1618dб2 +19δп2 =1618 1,92 +19 7 2 = 6772 Н.

= 3,93 шт., принимаем 4 болта d = 19 мм.

При расчете поперечных связей на вертикальную нагрузку может возникнуть необходимость проверки сечений нижних

354

поперечных связей и раскосов, а также необходимость постановки верхних поперечных связей (см. рис. 139). Усилия в элементах поперечных связей определяются по формулам (297)

и (298).

Определение прогиба фермы. Прогиб фермы в середине пролета определяем так же, как для сплошной разрезной балки, увеличивая его значение на 30 % за счет податливых гвоздевых, нагельных и болтовых соединений. Наибольшее значение прогиба при загружении гусеничной нагрузки НГ-60 с учетом коэффициента поперечной установки

рНГ – интенсивность эквивалентной нагрузки, рНГ = 453 Н/см; ηНГ-60 – коэффициент поперечной установки, ηНГ-60 = 0,319.

Предельный прогиб fпр =1,5 400l =1,5 2320400 =8,7 см.

Так как fmax = 5,0 см < fпр = 8,7 см, то условие жесткости фермы выполняется.

После завершения расчетов приступают к окончательному конструированию пролетного строения.

Если же действовать в соответствии с работой [1], то при

и условие жесткости фермы тоже выполняется. Но при расчете на прочность под нагрузку НК-80 необходимо полностью изменить геометрические характеристики поперечного сечения, так как МНК-80 = 0,296 · 1,1 · 60,72 · 67,2 + 4,66 · 67,2 = 1642 кН·м > > МНГ-60 = 1304,4 кН·м.

355

Проверим возможность использования подобранного сечения при загружении нагрузкой А11.

Суммарный изгибающий момент для фермы 1 от собственного веса и действия А11 по схеме I

M l / 2 =(4,66 +10,8 1, 2 0, 402)67,3 +

+1, 268 0, 432 108(5,8 +5,05) =1307,8 кH·м.

Максимальные растягивающие напряжения в крайних волокнах нижнего пояса в середине пролета

Таким образом, запроектированное пролетное строение можно использовать под нагрузку А11 и НГ-60.

4.3. Расчет опор мостов средних пролетов

Конструкции опор деревянных мостов средних пролетов имеют ряд особенностей, вызываемых условиями их работы. На опоры мостов средних пролетов действуют значительные нагрузки от собственного веса пролетного строения. Эти нагрузки передаются на опоры через опорные части, размещаемые под двумя и четырьмя – шестью главными фермами, из которых образуется пролетное строение средних пролетов.

Опоры мостов средних пролетов имеют значительную высоту над РСУ, что вызвано необходимостью обеспечения судоходных подмостовых габаритов. Большая высота опор и увеличенные пролеты способствуют возникновению значительных горизонтальных продольных воздействий на опоры от торможения подвижных нагрузок, а большая площадь боковой поверхности пролетных строений создает повышенное поперечное воздействие от ветра на опоры.

Отмеченные особенности условий работы рассматриваемых опор создают необходимость применения в мостах средних пролетов опор башенного типа, что обеспечивает их пространственную жесткость и устойчивость.

356

В зависимости от местных условий, вида и назначения моста применяют следующие типы опор: свайные, свайно-рамные, ряжевые и массивные.

Если грунты допускают забивку свай, то применяют свайные или свайно-рамные опоры. Свайно-рамные опоры позволяют сократить время их возведения из-за возможности монтажа башенной рамной надстройки из заранее заготовленных объемных или плоских транспортных монтажных блоков. Для предохранения таких опор от ударов льда и карчехода их защищают ледорезами.

Если грунты не позволяют забивку свай, то опоры закладывают на естественном основании. В этом случае возводят ряжевые или массивные опоры из каменной или бетонной кладки. Массивные опоры применяют на реках с сильным ледоходом или быстрым течением, когда деревянные опоры применять нецелесообразно.

4.3.1.Конструирование свайных

исвайно-рамных башенных опор

Свайные опоры всегда имеют кусты коренных свай, расположенных под опорными частями главных ферм пролетных строений. Кусты коренных свай состоят из двух – четырех свай.

В мостах с ездой поверху размещение свай в кусте может быть выполнено двумя способами: кусты свай под опорными частями ферм могут быть развиты по фасаду моста (рис. 140, а) или же в поперечном направлении (рис. 140, б).

Опоры под пролетные строения с ездой понизу имеют под опорными частями главных ферм кусты коренных свай, раздвинутых в поперечном направлении на большое расстояние (рис. 140, в). Поэтому в таких опорах устраиваются дополнительные сваи, не несущие вертикальных нагрузок от главных ферм и поддерживающие горизонтальные и диагональные поперечные схватки.

Расстояние между соседними сваями в кусте принимают равными 0,4–0,5 м из условия размещения между ними продольных схваток, а также из условия забивки свай в кусте.

357

Сваи по высоте стыкуют вполдерева. Горизонтальные и диагональные схватки связывают со сваями врубками и болтами так же, как это принято в опорах простейших балочных мостов малых пролетов.

Схемы сопряжения пролетных строений с берегом и в переходах от езды поверху к езде понизу показаны на рис. 141. Пролетные строения с решетчатыми фермами сопрягают с берегом с помощью одного или нескольких балочных пролетных строений (см. рис. 141, а). При большой высоте насыпи опоры береговых балочных пролетных строений связывают между собой горизонтальными (см. рис. 141, б) и диагональными схватками, а также подкосами, способными воспринимать усилия, возникающие от давления насыпи на сваи и при входе временной нагрузки с насыпи на мост.

в

Рис. 141. Схемы сопряжения пролетных строений с берегом и в месте перехода от езды поверху к езде понизу: 1 – коренная свая; 2 – дополнительная свая

359

Опоры, над которыми сопрягаются пролетные строения

сразным уровнем расположения езды, имеют некоторые особенности. В таких опорах расположение свай в одних поперечных рядах должно соответствовать размещению ферм в пролетном строении с ездой поверху, а в других рядах – положению ферм в пролетном строении с ездой понизу. Расположение свай в опоре должно давать возможность устраивать продольные горизонтальные и диагональные схватки, для чего необходимо ставить добавочные сваи (см. рис. 141, в).

Свайно-рамная деревянная башенная опора мостов средних пролетов состоит из свайного ростверка и рамной надстройки

содним или двумя ярусами.

Свайный ростверк образуется из нескольких рядов свай, объединенных поверху насадками, уложенных поперек и прикрепленных к сваям заершенными штырями.

По свайному ростверку устраивают рамную надстройку из продольных или поперечных рам. Рамы могут быть плоскими или объемными. Элементы рам связывают между собой в продольном и поперечном направлениях горизонтальными и диагональными схватками.

Схемы расположения свай в ростверке и стоек в рамной надстройке принимают такими же, как и в свайной опоре.

Высоту свайного ростверка принимают из условия возвышения верха насадки на 0,7–0,9 м над уровнем межени, что необходимо для выполнения работ по установке насадок.

Ширина ростверка по фасаду моста принимается не менее 0,2–0,3 высоты опоры.

Поперечные рамы представляют собой плоскостные или объемные блоки на всю ширину опоры. Каждая рама состоит из стоек, верхней насадки и нижнего лежня. Высоту рам для удобства их установки в готовом виде и из условия использования бревен стандартных длин делают не более 5–6 м. При большей высоте рамные надстройки делают многоярусными с установкой их друг на друга. Рамы высотой 6–8 м устраивают с двумя ярусами схваток.

Пример конструкции рамной надстройки из двух поперечных рам высотой до 6 м приведен на рис. 142.

360