Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ императора Александра I»

_________________________________________________________________________

Кафедра «Мосты»

Пояснительная записка к курсовому проекту

на тему Оценка грузоподъемности

элементов пролетного строения

Выполнил студент ________________________________________Фащевский Д.Р.

Факультет «Транспортное строительство» группа МТ-201

Проверил __________________________________________асс. Д.А. Шестовицкий

Принял ______________________________________профессор, к.т.н Г.И. Богданов

Санкт-Петербург

2016

Содержание

1.Определение грузоподъемности элементов и их прикреплений 6

1.1.Основные исходные данные 6

1.2.Расчет балок проезжей части 6

1.2.1.Расчет балок проезжей части на прочность по нормальным напряжениям 6

1.2.2.Расчет балок на прочность по касательным напряжениям 12

1.2.3. Расчет балок на общую устойчивость 14

1.2.4. Расчет балки на выносливость 15

1.2.5. Расчет балок на прочность поясных заклепок 16

1.2.6. Расчет прикрепления продольных балок к поперечным 17

1.2.7. Расчет прикрепления поперечных балок к главным фермам 20

1.3. Расчет элементов главных ферм 20

1.3.1 Расчетные площади элементов 20

1.3.2. Расчет элементов решетчатых ферм на воздействие только вертикальных нагрузок 23

1.4. Классификация подвижного состава 26

1.5. Сравнение классов элементов с классами нагрузки 28

2.Определение элементов, требующих усиления 30

Список литературы 31

1. Определение грузоподъемности элементов и их прикреплений

1.1.Основные исходные данные

Пролетное строение расчетным пролетом 77 м со сквозными фермами, изготовлено из стали М16С, с расчётным сопротивлением 190 МПа.

Диаметр заклепочных отверстий – 20 мм.

Расчетный пролет – 77 м.

Число панелей – 10.

Длина панели – 7,7 м.

Расстояние между осями главных ферм В=5,8 м, продольных балок =1,9 м.

Высота фермы – 8,6 м.

Данные для расчета нормативной постоянной нагрузки, тс/м пути:

• Вес металла при расчете главных ферм - 4,1;

• Продольные балки – 1,7;

• Поперечные балки – 1,0;

• Мостовое полотно – 0,75.

Перспективная нагрузка- электровоз серии ВЛ23 с давлением на одну колесную ось 23 тс.

1.2.Расчет балок проезжей части

1.2.1.Расчет балок проезжей части на прочность по нормальным напряжениям

Определение грузоподъемности балок проезжей части и элементов главных ферм производится в соответствии с положениями, представленными в «Руководстве по определению грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов».

Ось пути совпадает с осью пролетного строения. Геометрические характеристики элементов конструкции определяются в наиболее опасных сечениях, имея в виду либо напряженное состояние элементов, либо места изменениях их сечений.

Расчетные моменты сопротивления рассматриваемых сечений

Балка	Местоположение сечения	Состав сечения, мм	Fбр, см2	Iбр, см4	Wбр, см3	Ymax, см	W0, см3
Продольная		ГЛ 300х10	30	38709.89	5123.45	50.58	4098.76
		2L120х100х12	24.96	53991.27
		ВЛ 860х12	103.2	69535.1
		2L120х100х10	21	96907.81
		Сумма	179.16	259144.07
Поперечная		ГЛ 320х12	38.4	71138.37	10527.01	43.64	8421.61
		ГЛ 320х12	38.4	67227.1
		2L100х100х12	22.8	67412.81
		ВЛ 810х12	97.2	23197.33
		2L100х100х14	26.28	71537.15
		ГЛ 320х12	38.4	62555.5
		ГЛ 320х12	38.4	66330.38
		Сумма	299.88	459398.63

Определение расчетного момента сопротивления поперечного сечения балки:

• Продольная балка

Момент инерции уголков

см⁴

см⁴

Момент инерции листов

см⁴

см⁴

Сумма: I_бр=259144.07см⁴

Момент сопротивления: см³

см³

• Поперечная балка

Момент инерции уголков

см⁴

см⁴

Момент инерции листов

см⁴

см⁴

см⁴

см⁴

см⁴

Сумма: I_бр=459398.63 см⁴

Момент сопротивления: см³

см³

Площади линий влияния изгибающих моментов

Балка	Местоположение	Длина линии влияния	Положение вершины линии влияния		eб, м	Ωk=Ωp
		λ, м	a0, м	α
продольная	в середине пролета	7,7	3,85	0.5	-	9.625
поперечная	сечение 1-1	15,4	7,7	0.5	1.95	15.015

По прочности грузоподъемность балок проезжей части по нормальным напряжениям при изгибе определяется в местах действия наибольших изгибаемых моментов, а так же в зонах стыков поясов и стенок, в местах наибольших ослаблений и в других опасных сечениях. Расчет допускаемой временной нагрузки ведется по формуле:

ε_k=0.5 – доля вертикальной нагрузки от подвижного состава, приходящаяся на одну балку с учетом смещения оси пути относительно оси пролетного строения;

n_k – коэффициент надежности к вертикальной нагрузке от подвижного состава;

m=1 – коэффициент условия работы;

Ω_к, Ω_р – площадь линии влияния изгибающего момента, загружаемая нагрузкой от подвижного состава или постоянной нагрузкой;

c – поправочный коэффициент к расчетному моменту сопротивления;

ε_p=0.5 – доля постоянной нагрузки, приходящаяся на одну балку;

Σn_pip_i – суммарная расчетная интенсивность постоянных нагрузок:

• Для продольной балки:

Σn_pip_i=1.1*17+1.2*7,5=27,7 кН/м

• Для поперечной балки:

Σn_pip_i=1.1*10+1.2*7,5=20 кН/м

Классы балок рассчитываются по формуле:

Классы балок

балка	местоположение сечения	с	W0, см3	Ωk=Ωp м2	nk	кп, кН/м пути	Кн, кН/м пути	1+μ	КП
продольная	в середине пролета	1.1	4098.76	9.625	1.14	117.65	22.74	1.72	3.01
поперечная	сечение 1-1	1	8421.61	15.015	1.13	170.92	18.38	1.59	5.91

Продольная балка (в середине пролета):

Поперечная балка (сечение 1-1):