книги / Проектирование транспортных сооружений

Рис. 11.29. Схема для расчета сжатых ортотропных плит на устойчивость

Подставляя выражение (11.127) в дифференциальное уравнение устойчивости 1181 и решая его, определяют величины и 0,.

('жатые ортотропные плиты металлических пролетных строений могут потерять устойчивость в пределах одной или нескольких пане­ лей, ограниченных поперечными балками (рис. 11.29, а). При расче­ те такую плиту можно представить в виде анизотропной пластины (лист, подкрепленный продольными ребрами), опирающейся на упру­ гие опоры (поперечные балки). Если в предельном состоянии допускать пластические деформации, то решение получается весьма громоздким. Проще представить плиту стержневым набором, состоящим из нераз­ резных балок (продольные ребра с участком листа шириной а), опира­ ющихся на к промежуточных упругоподатливых опор (поперечные балки)

Расчетная схема сжатой плиты показана на рис. 11.29, б. Можно назначить жесткость поперечных балок таким образом, чтобы свобод­ ная длина продольных ребер не превышала расстояние / между попе­ речными балками.

Момент инерции поперечных ребер /8 сжатой ортотропной плиты нижнего пояса коробчатых пролетных строений определяют в соот­ ветствии с нормами по формуле

321

ния или между центрами узлов геометри­ чески неизменяемых поперечных связей; / — расстояние между поперечными бал­ ками (ребрами); Isi — момент инерции полного сечения продольного ребра.

Д ля заданного уровня крити­ ческих напряжений ост момент инерции поперечных ребер можно назначить, используя формулу

/L У* acr , 11 °сг

где Осг — критическое напряжение, получаемое в предположении неогра­ ниченной упругости.

Если допускать критические напряжения оС1 меньшими, чем рас­ четное сопротивление, то момент инерции поперечной балки опреде­ ляют по формуле

где р — коэффициент защемления поперечной балки;

О) =Осг/°сг'

— критическое напряжение продольного ребра, рассматриваемого раз­

резным стержнем со свободной длиной, равной /; о*г—критическое напряжение, определяемое в зависимости от асг по рис 11.30;

322

Коэффициент защемления р зависит от величины

т| — коэффициент податливости упругой заделки поперечных балок в стен­ ках пролетного строения; L — расстояние между стенками пролетного строе­ ния.

Критическое напряжение находится как

где А — площадь поперечного сечения продольного ребра.

После назначения жесткости поперечных балок общую устойчи­ вость ортотропной плиты проверяют по формуле

где N — продольное усилие, воспринимаемое одним ребром (рис. II.29, в); Фо — коэффициент продольного изгиба, принимаемый по графикам рис. 11.31 и зависящий от гибкости Я.0-

Гибкость определяют по формуле

(11.133)

5,5/f

где 0=1

6/12 *h2

bhi и fix2 — ширина участка покрывающего листа между смежными ребра­ ми и его толщина; ft — момент инерции на кручение продольного ребра с участ­ ком листа шириной

Графики рис. 11.31 построены с учетом начальных искривлений, сварочных напряжений и возмож­ ности перехода работы материала в упругопластическую стадию.

Ддя продольных ребер орто­ тропной плиты должна быть прове­ дена также проверка общей изгиб- но-крутильной устойчивости [181.

Пластинчатые элементы верхней

323

6) ХА /P7Z7

Рис. 11.32. Схемы к расчету элементов плит и стеиок на местную устойчивость

следует рассмотреть два типа пластин (рис. 11.32, а, б). Первый тип характерен для свесов покрывающего листа, а второй — для участка листа между продольными ребрами.

Неучет пластических деформаций при расчетах местной устойчиво­ сти не способствует образованию запасов прочности. В связи с этим применяют теорию малых упругопластических деформаций, соглас­ но которой дифференциальное уравнение устойчивости прямоуголь­ ной пластины, находящейся под воздействием сжимающих напряже­ ний о по краям, имеет вид

Потеря устойчивости соответствует некоторому значению крити­ ческой деформации, связанной с отношением толщины пластины к ее

324

325

Для обеспечения местной устойчивости стенок балок пролетных строений их подкрепляют системой поперечных и продольных ребер жесткости, которые могут быть запроектированы жесткими (негнущи* мися) или упругими (гнущимися). В первом из приведенных случаев критические напряжения в отсеках стенок используются полностью. Если стенка усилена продольными ребрами жесткости, то момент инерции негнущегося поперечного ребра можно определить по форму­ ле (11.128).

Предельный минимальный момент инерции продольного ребра наз­ начают по формуле

где hw — высота стенки; tw — ее толщина;

при одном продольном ребре, расположенном по оси стенки, Yo= Н ,4а, + (1,25 + 160) а ? —5,4 | «Г ;

при двух симметрично расположенных продольных ребрах

Yo -14,5 I'-'a?" + 36a2 0;

ot] = l/hw\ р — Л/йн, tw\

A — площадь поперечного сечения продольного ребра.

Момент инерции, определяемый по формуле (11.138), является нижним значением для жесткого продольного ребра.

Устойчивость стенки изгибаемой балки, имеющей только по­ перечные ребра, проверяют по формуле

где (тх, Оу и t xj/ — действующие напряжения, вычисленные в предположе­ нии упругой работы материала; аХг сг н ayt Сг — продольные и поперечные кри­ тические нормальные напряжения, определенные по графикам рис. 11.30, в за­

ах и ах — максимальное и минимальное нормальные напряжения в рас­ сматриваемой пластине от заданной нагрузки (рис. 11.32 «), принимаемые со

326

hu-

при :—>• 100; Л„ , /„■ - высота стенки и ее толщина. lw

Критические напряжения ох,сг, °у>сг и т*!/)ег определяют по формулам, приведенным в нормах [251.

Если стенки балок пролетных строений имеют, кроме поперечных, еще одно продольное ребро в сжатой зоне, то проверка устойчивости сжатого отсека стенки производится по формуле

а отсека, заключенного между растянутым поясом и продольным реб­

тельные напряжения т, и т.2 находят как средние величины в соответ­ ствующих отсеках стенки также от действующих нагрузок

Tj (т)-4- т2)/2; т2 = ( т2-\-т'3)/2.

где Tj, т2. т' и -rj - касательные напряжения по граням отсеков стенки (рис. 11.32, г).

Поперечные нормальные напряжения оу1 и овг определяют с уче­ том распределения давления от сосредоточенных грузов в толще по­ крытия проезжей части (см. рис. 11.32, г). При этом

( hw—hwl \ I----- — I'

Нормальные критические напряжения a*lCr,j и а*,С).,2 определяют так же, как и о*,Сг, но для пластинок высотой hwl и hw2 соответствен­ но. Коэффициенты gj и | 2 для верхней и нижней пластинок находят по формулам (см. рис. 11. 32, ?)\

о*и, Сг для соответствующих пластин стенки.

327

Глава 12 ПЕШЕХОДНЫЕ МОСТЫ

12.1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И СИСТЕМЫ ПЕШЕХОДНЫХ МОСТОВ

Пешеходные мосты предназначены для пропуска только пешеход­ ного движения, что определяет их планировочные и конструктивные особенности. Их применяют на пересечениях с естественными препят­ ствиями, а также автомобильными, железными дорогами и улицами, для создания пешеходных уровней, отделенных от всех других видов движения. Пешеходные мосты служат и декоративными сооружения­ ми в городских парках, на территориях выставок и т. д.

Пешеходный мост через реку сооружают в том случае, когда в не­ посредственной близости нет городского моста, а пешеходное движе­ ние весьма интенсивно. Пролеты таких мостов через судоходные реки должны обеспечивать соответствующий подмостовой габарит.

Достаточно часто пешеходные мосты возводят над железнодорожны­ ми путями и многополосными улицами. Высота этих мостов опреде­ ляется соответствующими габаритами приближения, а длина зависит от ширины перекрываемых участков.

В центральной части города со сплошной застройкой вдоль улиц пешеходные мосты целесообразно возводить на перекрестках с интен­ сивным движением и в других местах, где устройство тоннелей оказы­ вается сложным или экономически невыгодным из-за большого числа городских подземных коммуникаций под улицей. При этом все пеше­ ходное движение можно вынести на отдельный верхний уровень, устроив тротуары и переходы через улицы на высоте второго или треть­ его этажа зданий, а поверхность земли оставить для движения и ос­ тановок транспорта. Такое разделение создает полную безопасность для пешеходов. Пешеходные потоки могут бьпь весьма значительными и по направлению совпадать с потоками автомобилей. В этом случае их можно пропустить по специальному уровню городской эстакады. В отличие от других мостов пешеходные могут иметь значительные продольные уклоны, достигающие б % в основной своей части и 1216 % на подходах, выполненных в виде лестниц. Ширина пешеход­ ного моста определяется интенсивностью движения в каждом из на­ правлений.

Входы на пешеходные мосты и сходы с них выполняют в виде лест­ ниц или пандусов. Лестничные сходы могут иметь один или несколько маршей с промежуточными горизонтальными площадками. В связи с этим на нестесненной местности лестничные сходы с площадками стре­ мятся выполнить в виде единой конструкции, опирающейся на мини­ мальное количество промежуточных опор, и располагают их в плане как по оси моста, так и под углом к ней (рис. 12.1).

329

Рис. 12.1. Лестничные сходы пешеходного моста

Рис. 12.2. Спиральный сход пешеходного моста