Руководство мостовому мастеру

шать вопросы о возможности безопасного по мостам тех или иных типов поездов, устанавливать определенные режимы эксплуатации, принимать решение о необходимости усиления слабых элементов или замены пролетных строений.

В качестве эталонной нагрузки при определении К и К0 принята нагрузка Н1 (нагрузка НК 1931 г. при К=1).

Динамические коэффициенты в формулах 5.1 и 5.2:

• для эталонной нагрузки

•для классифицируемых поездных нагрузок (при электровозной и тепловозной тяге)

Величина λ здесь соответствует: для основных элементов ферм - расчет-

ный пролет фермы (балки); для балок проезжей части и элементов, работающих на местную нагрузку, - длина загружения линии влияния.

Грузоподъемность металлических пролетных строений разных норм проектирования, не имеющих значительных дефектов и ослаблений приведена в таблице 5.1.

301

Таблица 5.1 Грузоподъемность металлических пролетных строений разных норм проектиро-

вания, не имеющих дефектов и ослаблений

Грузоподъемность металлических пролетных строений, спроектированных по нормам 1907 г. и более поздним, превышает класс нагрузки моста II категории грузоподъемности. Грузоподъемность металлических пролетных строений 1896 г. может иметь грузоподъемность, соответствующую мосту II, III и IV категории.

Некоторые элементы главных ферм (как правило, сжатые) могут иметь класс по прочности, превышающей соответствующий максимальный класс, указанный в таблице 5 .1.

Пояса пролетных строений, спроектированных по нормам 1907 г., 1925 г. и 1931 г. под нагрузку Н8, по классу грузоподъемности превосходят нагрузку С14 во всем диапазоне пролетов при отсутствии повреждений. Пояса пролетных строений, спроектированных по нормам 1896 г. самые слабые, однако, при отсутствии повреждений они имеют вторую категорию грузоподъемности.

Проезжая часть является наиболее слабым местом в пролетных строениях, спроектированных по нормам 1896 г. и 1907 г. Наиболее мощные сечения имеют продольные балки в пролетных строениях, спроектированных по

302

нормам 1931 г. под нагрузки Н8 и Н7. Немного меньшую грузоподъемность имеют продольные балки пролетных строений, спроектированных под нагрузку норм 1925 года.

Грузоподъемность продольных балок пролетных строений, спроектированных по нормам 1884 г. и 1896 г., при длине панели более 6 м существенно снижается.

При содержании и обследовании металлических пролетных строений основное внимание следует уделять:

•элементам проезжей части и их соединениям;

•связям и фасонкам связей, особенно находящимся под ездовым

поясом;

•выявлению слабых заклепок в стыках и соединениях;

•коррозионным повреждениям основного металла и особенно соединительных заклепок в корыте нижнего пояса или в верхнем поясе при непосредственном опирании на него мостовых брусьев;

•распучиванию деталей раскосов (чаще всего в первых панелях) при большом шаге соединительных заклепок.

При наличии значительных ослаблений сечений и соединений решение о замене пролетных строений норм проектирования 1907-1932 г.г. принимается на основании результатов обследования и классификации.

5.1.1 Грузоподъемность сталежелезобетонных пролетных строений

Грузоподъемность типовых сталежелезобетонных пролетных строений, спроектированных в разные годы под нагрузку Н7, Н8 и С14, при проектной марке бетона значительно превышает класс нагрузки моста II категории, в том числе и пролетных строений, эксплуатируемых в районах с расчетной температурой воздуха ниже минус 400С (грузоподъемность последних на 1,2-1,4 класса ниже, чем у пролетных строений, эксплуатируемых при температурах выше

303

минус 400С).

Грузоподъемность сталежелезобетонных пролетных строений определяется в основном фактической прочностью бетона плиты. Ослабление верхнего пояса стальной балки на 25% мало влияет на грузоподъемность пролетного строения. Ослабление нижнего пояса стальной балки на 25% имеет лимитирующее значение в отдельных случаях (например, в пролетных строениях проекта № 739 при пролетах 33,6 и 55 м, эксплуатируемых в северных условиях).

Пролетные строения пролетом 18,2 м. (проект № 739) имеют наибольший запас грузоподъемности и могут эксплуатироваться при нагрузке II категории, если фактическая прочность бетона плиты не ниже 180 кгс/см2 (для любых районах).

Эксплуатируемые сталежелезобетонные пролетные строения пролетами 23 м и 27 м (проект № 739) имеют II категорию грузоподъемности, если фактическая прочность бетона плиты превышает 220 кгс/см2 (для любых районах). Пролетные строения длиной 33 м имеют II категорию грузоподъемности, если фактическая прочность бетона плиты не ниже 300 кгс/см2 (для северных районах – не ниже 340 кгс/см2).

Сталежелезобетонные пролетные строения пролетом 45 м (проект № 739) с высотой стенки стальной балки 3,6 м имеют грузоподъемность, соответствующую мосту II категории грузоподъемности, если фактическая прочность бетона плиты не ниже 170-200 кгс/см2 (для любых районах).

Грузоподъемность пролетных строений пролетом 55 м (проект № 739) соответствует мосту II категории грузоподъемности при фактической прочности бетона не ниже 250 кгс/см2 (для пролетных строений северного исполнения не ниже 300 кгс/см2). При прочности бетона ниже указанных величин следует проводить обследование данного пролетного строения силами специализированной организации. Особенностью данного пролетного строения является то, оно практически не имеет резервов грузоподъемности по прочности верхнего пояса стальной балки, и уменьшение прочности бетона непосредственно

304

сказывается на резком снижении надежности при его дальнейшей эксплуатации.

Фактическая прочность бетона определяется, как правило, на среднем участке пролетного строения, в зонах двух-трех бетонируемых стыков. Определение прочности бетона в других местах (в четверти пролета, в местах изменения сечения стальной балки) производиться выборочно.

При дальнейшем снижении фактической прочности бетона на 40-50 кгс/см2 по сравнению с указанными выше значениями грузоподъемность пролетных строений типового проекта № 739 становиться ниже класса нагрузки, соответствующей IV категории моста.

5.2 Грузоподъемность железобетонных мостов

Класс элемента пролетного строения определяется по формуле:

сификации главных балок металлических и железобетонных пролетных строе-

ний. При расчете плиты балластного корыта ψ= 1,00;

k – допустимая временная вертикальная нагрузка для элемента по данному виду расчета;

kн – нормативная эквивалентная нагрузка от условного эталонного поезда по схеме Н1 1931 года для данного элемента, кН/м пути (тс/м пути).

Для плиты балластного корыта класс нагрузки определяют по формуле:

где k0 – эквивалентная нагрузка от классифицируемого подвижного со-

305

подвижного состава; Сk – длина распределения временной нагрузки в направлении вдоль моста, принимаемая по графику (рис.5.2) в зависимости от минимального расстояния между осями в схеме временной нагрузки аk, и толщины балластного слоя под шпалами hb ( при аk > 2,2 м величину С принимают, как при аk = 2,2 м; для промежуточных значений hb величину С вычисляют по интерполяции).

Рис.5.2. График зависимости распределения временной нагрузки от минимального расстояния между осями и толщины балластного слоя

Для главных балок результаты классификации обращающихся и перспективных локомотивов, вагонов, транспортеров и железнодорожных кранов приведены в Руководстве по пропуску подвижного состава по железнодорожным мостам. При этом классы паровозной нагрузки определяют с учетом поправоч-

306

ного коэффициента ψ; классы консольных кранов в рабочем положении прини-

мают с учетом поправочного коэффициента 1,05; для остальных нагрузок поправочные коэффициенты не вводят.

Динамические коэффициенты к эталонной нагрузке (1+μ) и к классифи-

цируемой поездной нагрузке (1+μ0) в формулах %.5 т 5.6 в зависимости тол-

щины балластного слоя под шпалой по оси моста принимают:

1+μ =1+μ0 = 1,00 (hb≥ 1,00 м),

где λ - длина загружения балки, м;

при расчете плиты балластного корыта

1+μ = 1,50 (hb≤0,25 м); 1+μ = 1,50 (hb≥ 1,00 м).

Величину 1+μ0 принимают по графику (рис.5.3) в зависимости от аk и hb.

Для промежуточных значений hb величина расчетного динамического коэффициента определяется по интерполяции.

307

Рис.5.3. Зависимость коэффициента динамики от минимального расстояния между осями и толщины балластного слоя

Оценка грузоподъемности железобетонных пролетных строений может быть произведена на основе следующих способов:

•перерасчета пролетного строения по опалубочным и арматурным чертежам (способ 1);

•сопоставления расчетных норм, по которым проектировалось пролетное строение, с современными нормами проектирования (способ 2);

•привязки данных об эксплуатируемом пролетном строении к одному из типовых проектов (способ 3).

При наличии достоверных данных (опалубочных и арматурных чертежей, сведений о прочностных характеристиках бетона и арматуры) классификация пролетного строения производится по способу 1; при отсутствии достоверных данных используются приближенные способы 2 и 3.

308

5.3 Опенка результатов классификации и определение условий пропуска поездных нагрузок

Капитальные опоры мостов, рассчитанные по старым нормам проектирования, при отсутствии серьезных дефектов обладают достаточно высокой несущей способностью и поэтому проверка их грузоподъемности, как правило, не требуется,

В необходимых случаях оценка их грузоподъемности выполняется в соответствии с Руководством по определению грузоподъемности опор железнодорожных мостов.

Возможность и условия пропуска по металлическим мостами тех или иных поездных нагрузок зависят, главным, от несущей способности пролетных строений и устанавливаются путем сравнения подученных расчетом классов грузоподъемности каждого из его элементов с соответствующими классами рассматриваемого подвижного состава. Результаты классификации обращающихся в настоящее время на сети железных дорог страны и перспективных типов локомотивов, вагонов и транспортеров, а также консольных кранов и порядок решения вопросов и пропуске поездных нагрузок по мостам приведены в Руководстве по пропуску подвижного состава по железнодорожным мостам.

Оценка результатов классификации металлических мостов и определения условий пропуска поездных нагрузок. При решении вопроса о безопасном пропуске по мостам определенных поездов их классы по воздействию на мосты следует сравнивать с классами грузоподъемности элементов пролетных строений по прочности, устойчивости и выносливости, а для транспортеров, консольных кранов и других эпизодических нагрузок – только по прочности и устойчивости. Если классы элементов пролетного строения по прочности, устойчивости и выносливости К больше (или равны) соответствующим классам нагрузки К0, то такая нагрузка допускается к обращению по мосту. Если классы элементов пролетного строения по прочности или устойчивости меньше соответствующих классов нагрузки, то такую нагрузку пропускать по мосту нельзя

309

и необходимо предусмотреть мероприятия по усилению слабых элементов. До завершения работ по повышению грузоподъемности пролетного

строения временно может быть введено отграничение скорости движения рассматриваемой нагрузки, если при этом за счет уменьшения динамического воздействия можно добиться того, что класс нагрузки не будет превышать класса по прочности и устойчивости слабых элементов. Порядок установления временного ограничения скоростей движения поездов по металлическим мостам изложен в Руководстве по пропуску подвижного состава по железнодорожным мостам.

За мостами, которые вследствие недостаточной грузоподъемности отдельных элементов эксплуатируются с ограничением скорости движения поездов, следует устанавливать такой же надзор, как за слабыми и дефектными сооружениями. Слабые мосты, по которым эпизодически пропускаются тяжелые транспортеры или другие поездные нагрузки с ограничением скорости, необходимо тщательно осматривать до и после прохода нагрузки.

Если класс элемента моста по выносливости меньше или равен классу нагрузки, то учитывая особенности работы металла на переменные нагрузки, нет необходимости вводить ограничение скорости движения поездов.

Сравнение классов железобетонных пролетных строений с классами подвижного состава и назначение режима эксплуатации. Сравнение классов элементов пролетного строения по грузоподъемности с соответствующими классами железнодорожных нагрузок по воздействию на пролетные строения мостов позволяет решать вопросы о возможности безопасного попуска по мостам тех или иных поездов, устанавливать необходимые режимы эксплуатации, принимать конкретные решения о необходимости ремонта, усиления слабых элементов или замены пролетных строений и т.п.

Если классы пролетного строения для заданной нагрузки (обращающейся или перспективной) по прочности и выносливости не меньше соответст-

вующих классов подвижной нагрузки (К≥ Кo), то эта нагрузка пропускается по

310