Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование металлических мостов с ортотропной плитой проезжей части. Учебное пособие
.pdf
21
Эксцентриситет от толпы:
где 0,39 м – ширина барьерного ограждения.
КПУ толпы на тротуаре:
.
Определение КПУ для тележки и равномерной части АК показано
на рис. 3.4 при двухполосном движении (габариты Г-8, Г-10 и Г-11,5).
Нагрузка АК, соответствующая К = 14 (А14), устанавливается без соблюдения полосы безопасности (см. рис. 3.4) и с соблюдением полосы
безопасности (рис. 3.5).
Рис. 3.4. Схема к определению КПУ для АК при двухполосном движении
без соблюдения полосы безопасности
Рис. 3.5. Схема к определению КПУ для АК при двухполосном движении
с соблюдением полосы безопасности
K
1900
А14
1.0 0,6
a
СAK
1.6
b/ 2 b/ 2
Г/ 2
Т
Г/ 2
390
Т
390
550
30001500
1900 1100
СAK
Б
1.6
a
K
K
1.0 0.6
Т
Г/ 2
390
Т
390
b/ 2 b/ 2
Г/ 2
1900
А14
1.0 0,6
a
СAK
1.6
b/ 2 b/ 2
Г/ 2
1500
1900 1100 1900
А14
550
30002000
Т
Г/ 2
390
Т
390
550
30001500
1900 1100
22
При двухполосной нагрузке АК первая полоса учитывается с весовым коэффициентом 1,0, а вторая – с коэффициентом 0,6, общий весовой
коэффициент – 1,6. Расчетное число полос движения
= 1,6. Расстояние а (см. рис. 3.4 и 3.5) определяется исходя из уравнения моментов
относительно точки К.
Вычислим КПУ от нагрузки АК без соблюдения полосы безопасно-
сти от двухполосной нагрузки АК:
;
м;
.
Определим КПУ с соблюдением полосы безопасности от двухполос-
ной нагрузки АК:
;
;
.
3.4. Вычисление расчетных изгибающих моментов в середине
При вычислении изгибающего момента удобно пользоваться ли-
нией влияния моментов для расчетного сечения, загруженной действующими равномерно распределенными грузами. Линия влияния изгибающего момента в середине пролета показана на рис. 3.6, где lp – расстояние
между осями опирания главной балки; ω – линии влияния изгибающего
момента в середине пролета, .
Рис. 3.6. Линия влияния изгибающего момента в середине пролета
5,46,05,116,1 а
63,2а
)35,1(6,0)5,1(16,1 ППа
6,1
)35,1(6,0)5,1(1
ПП
а
8
2
p
l
w
23
При расчете элементов пролетных строений автодорожных мостов
(главные балки, диафрагмы) нужно рассматривать четыре основные сочетания постоянных и временных нагрузок:
1) постоянная нагрузка плюс НК;
2) постоянная нагрузка плюс сдвоенная НК, устанавливаемая на рас-
стоянии 12 м (между последней осью, первой и передней осью второй
нагрузки), с учетом понижающего коэффициента 0,75;
3) постоянная нагрузка плюс АК (один или два ряда) без соблюдения
полосы безопасности;
4) постоянная нагрузка плюс АК с соблюдением полосы безопасности
и плюс толпа на тротуарах.
Расчетный изгибающий момент посередине пролета крайней глав-
ной балки на вес постоянной части и временной нагрузки:
1-е загружение: постоянная нагрузка плюс НК.
Нормативная одиночная автомобильная нагрузка НК представляет
собой четырехколесную тележку с нагрузкой на каждую ось 18К (кН),
где К – класс нагрузки, равный 14.
Таким образом, нагрузка Н14 на одну ось:
P
нк
= 18·К = 18·14 = 252 кН.
База для нагрузки НК – 3,6 м, расстояние между осями – по 1,2 м,
ширина колеи С = 2,7 м, ширина ската колес – 0,8 м.
Расчётный изгибающий момент посередине пролёта от действия
первого загружения определяется по формуле:
где НК – коэффициент поперечной установки для НК;
(1 + )НК – коэффициент динамичности нагрузки НК;
– нагрузка на одну ось тележки НК, кН;
ω – площадь линии влияния изгибающих моментов, м2;
– коэффициент надежности по нагрузке НК;
– сумма ординат линии влияния изгибающих моментов под
тележкой НК.
Нормативный изгибающий момент посередине пролёта от действия
первого загружения определяется по формуле (
):
24
Ординаты линии влияния под тележкой НК определяются по
схеме, представленной на рис. 3.7.
Рис. 3.7. Схема к определению изгибающего момента
в середине пролета балки
2-е загружение: постоянная нагрузка плюс сдвоенная нагрузка НК.
Согласно СП 35.13330.2011, следует проводить проверку на воздей-
ствие сдвоенных нагрузок НК, устанавливаемых на расстоянии 12 м
(между последней осью, первой и передней осью второй нагрузки),
с учетом понижающего коэффициента 0,75.
Расчётный изгибающий момент посередине пролёта от действия
второго загружения определяется по формуле:
Нормативный изгибающий момент посередине пролёта от действия
второго загружения определяется по формуле (
):
Ординаты линии влияния при сдвоенной нагрузке НК определяются
по схеме, представленной на рис. 3.8.
25
Рис. 3.8. Схема к определению изгибающего момента
от сдвоенной нагрузки НК
3-е загружение: постоянная нагрузка плюс АК без соблюдения
полосы безопасности.
Нормативная колесная нагрузка АК, включающая в себя двухосную тележку с нагрузкой на ось, равной 10К (кН), и равномернораспределенной К (кН), где К – класс нагрузки, равный 14.
Таким образом, нагрузка А14 на одну ось тележки:
Pнк = 10·К = 10·14 = 140 кН,
а равномерно-распределённая полосовая нагрузка:
Расчетный изгибающий момент от второго загружения рассчитывается по следующей формуле:
где АК – коэффициент поперечной установки для АК;
(1 + )АК – коэффициент динамичности для тележки АК;
– коэффициент динамичности для равномерной части АК;
– нагрузка на одну ось тележки АК, кН;
– коэффициент надежности по нагрузке для равномерной части АК;
– коэффициент надежности по нагрузке для тележки АК;
– сумма ординат линии влияния изгибающих моментов под
тележкой АК.
26
Нормативный изгибающий момент от второго загружения рассчи-
тывается по следующей формуле (
):
Ординаты линии влияния под тележкой АК определяются по схеме,
представленной на рис. 3.9.
Рис. 3.9. Схема к определению изгибающего момента от АК
4-е загружение: постоянная нагрузка плюс АК с соблюдением
полосы безопасности плюс толпа на тротуаре.
Расчётный изгибающий момент посередине пролёта от действия
четвёртого загружения определяется по формуле:
где
– КПУ для АК с соблюдением полосы безопасности;
– КПУ для толпы на тротуаре;
(1 + )АК – коэффициент динамичности для равномерной части
нагрузки АК;
– коэффициент динамичности для тележки АК;
– коэффициент динамичности для толпы на тротуаре;
– нагрузка на одну ось тележки АК, кН;
– коэффициент надежности по нагрузке для равномерной части АК;
– коэффициент надежности по нагрузке для тележки АК;
27
– коэффициент надежности по нагрузке для толпы на тротуаре;
– нагрузка от толпы на тротуаре, кН/м2;
Т – ширина тротуара, м;
– сумма ординаты линии влияния изгибающих моментов под
тележкой АК.
Нормативный изгибающий момент посередине пролёта от действия
четвёртого загружения определяется по формуле (
):
Из четырёх значений моментов для дальнейших расчетов принимается наибольший расчетный и нормативный изгибающий момент.
3.5. Расчет по прочности в середине пролета
Расчет по прочности элементов, изгибаемых в одной из главных
плоскостей, следует выполнять по формуле:
где Wn – минимальный момент сопротивления сечения нетто, определя-
емый с учетом эффективной ширины пояса b
ef
;
æ – коэффициент, принимаемый у двутавровых, коробчатых и тав-
ровых сечений по табл. 8.16 СП 35.13330.2011;
M – изгибающий момент, кН;
m – коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 8.15
СП 35.13330.2011.
3.6. Определение прогибов металлической балки
посередине её пролета
Прогибы определяют от нормативной нагрузки, т. е. без учета коэф-
фициента надежности по нагрузке и коэффициента динамичности. Прогибы в середине пролета приближенно можно подсчитать (рис. 3.10),
если принять жесткость балки постоянной, равной её жесткости в середине пролета.
28
Рис. 3.10. Схема прогибов главной балки пролетного строения
Применяя дифференциальное уравнение изогнутой линии балки,
определим:
а) прогиб в середине пролета от собственного веса:
где
– модель упругости материала балки;
б) упругий прогиб от временной нагрузки АК без соблюдения по-
лосы безопасности (третье загружение):
в) упругий прогиб от временной нагрузки АК с соблюдением по-
лосы безопасности (четвертое загружение):
В соответствии с СП 35.13330.2011, п. 5.43, вертикальный упругий прогиб
пролетных строений, вычисленный при действии подвижной временной вертикальной нагрузки (при и динамическом коэффициенте (1 + μ) = 1)
не должен превышать для городских и автодорожных мостов
.
Назначим значение строительного подъема
, за счет которого обеспечивается необходимое очертание проезжей части. Он представляет собой предварительный выгиб конструкции в сторону, обратную ее вертикальному прогибу. При этом учитывается полный прогиб от нормативной
постоянной нагрузки и 40 % прогиба от нормативной временной нагрузки:
1
f
29
Рис. 3.11. Назначение строительного подъема
в разрезных балочных пролетных строениях
Данный прогиб обеспечивается устройством переломов в заводских
или монтажных стыках стенки балки, разбитой на монтажные блоки
(рис. 3.11).
Контрольные вопросы
1. Какой легирующий элемент в составе стали определяет ее прочность?
2. Какими свойствами обладают низкоуглеродистые стали?
3. Опишите общую схему конструкции монтажного блока ортотроп-
ной плиты.
4. Назовите основные способы объединения ортотропных плит
между собой и с главными балками.
5. Перечислите основные силовые воздействия на конструкции
металлического моста.
6. Относительно какого параметра мостового сооружения определя-
ется предельная величина вертикального упругого прогиба пролетных
строений автодорожных мостов?
7. Из каких элементов состоит ортотропная плита проезжей части?
8. Изложите основные этапы конструирования и расчета ортотроп-
ной плиты.
9. От каких параметров зависит прочность и жёсткость пролётного
строения металлического моста?
10. Как загружается линия влияния с целю определения максималь-
ного изгибающего момента в середине пролёта?
11. Какие основные сочетания временных нагрузок применяют
при расчёте элементов пролётных строений автодорожных мостов?
30
Рекомендуемая литература
1. СП 35.13330.2011. Мосты и трубы. Актуализированная редакция
СНиП 2.05.03-84*. Москва: ЦПП, 2011. 346 с.
2. СП 16.13330.2017. Стальные конструкции. Актуализированная
редакция СНиП II-23-81* (с поправкой, с изменением № 1). Москва:
Минстрой России, 2017. 145 с.
3. Проектирование мостов и труб. Металлические мосты: учебник
для вузов ж.-д. транспорта / Г.И. Богданов, С.Р. Владимирский,
Ю.Г. Козьмин [и др.]; под ред. Ю.Г. Козьмина. Москва: Маршрут, 2005.
460 с.
4. Гибшман Е.Е. Проектирование металлических мостов: учебник
для автомобильно-дорожных вузов и факультетов. Москва: Транспорт,
1969. 416 с.
5. Проектирование металлических мостов: учебник для вузов по спе-
циальности «Мосты и тоннели» / А.А. Петропавловский, Н.Н. Богданов,
Н.Г. Бондарь [и др.]; под ред. А.А. Петропавловского. Москва:
Транспорт, 1982. 320 с.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]