3. Расчет пролетного строения в программе Midas Civil.

Цель расчета - подобрать сечения блоков главных балок.

Расчет ведется по двум группа предельных состояний:

1-я группа – по потере несущей способности, включает:

• Расчет на прочность

2-я группа – по пригодности к нормальной эксплуатации, включает:

• Расчет на деформацию конструкции (прогиб)

3. Описание модели

Стальное пролетное строение с ортотропной плитой представляет собой неразрезную систему. Разбивочная схема пролета: 84+126+126+126+84. Ширина пролетного строения между осями главных балок – 6.92 м. Количество полос движения – 2.

Балочная клетка пролетного строения моста:

• Главные балки коробчатого сечения имеют высоту по крайним фибрам - 3340 мм с толщиной полок - 16 мм нижнего и 14 мм верхнего пояса, на всем протяжении. Ширина коробчатого сечения – 1920 мм, толщина стенки - 20 мм). Материал – сталь 15 ХСНД.

• Поперечны балки двутаврового сечения с высотой – 600 мм. Шаг поперечных балок 5.25

• Плита ортотропная - одноярусная с коробчатыми стрингерами, с размерами как в п.2.1. м.

• V-образные элементы – необходимо для корректного объединения поперечных и главных балок, а также для определения сдвиговых усилий.

Рис. 5.1.1 Поперечник пролетного строения

Общий вид конечно-элементной расчётной схемы конструкции неразрезного пролетного строения представлен рис. 5.1.2. Главные балки, поперечные балки, схематизированы элементами типа “балка”(BEAM) – 2302 шт. Плита проезжей части схематизирована элементами типа “пластина”(PLATE) – 1040 шт.

Рис. 5.1.2. Расчетная модель пролетного строения

Типы материалов, используемых в конструкции пролетного строения, приведены в табл.7 Физические характеристики материалов приведены в табл.8

Таблица 7 Типы материалов, используемых в конструкции пролетного строения.

Элемент конструкции	Тип материала
Главные продольные балки	Сталь 15ХСНД
Поперечные балки	Сталь 15ХСНД
Плиты пролетного строения	Сталь 15ХСНД
V – образные элементы	Фиктивный материал, не имеющий веса

Таблица 8 Физические характеристики материалов конструкций, принятые в расчете.

Тип материала	Модуль упругости, кгс/см2	Расчетное сопротивление по пределу текучести, кН/м2	Расчетное сопротивление по временному сопротивлению, кН/м2	Коэффициент Пуассона	Коэффициент линейного расширения, 1/ºC	Плотность, т/м3
Сталь 15ХСНД	2.1·106	295	415	0.3	1.2·10-5	7.85

3. Нагрузки

Временная вертикальная нагрузка от подвижного транспорта принята (в соответствии с [1] в виде полос АК, каждая из которых включает одну двухосную тележку с осевой нагрузкой 10К (кН) и равномерно распределенную нагрузку интенсивностью К (кН/м), где К – класс нагрузки, равный 14.

Коэффициент динамики к тележкам нагрузки АК для расчета элементов металлических мостов принят равным 1.4, к равномерно распределенной нагрузке АК принят равным 1.0 (согласно [1]). Коэффициент полосности к полосе нагрузки А11, вызывающей наибольшее усилие принят равным 1.0, к остальным полосам нагрузки А11 – 0.6 для тележек и равномерно распределенной части нагрузки (согласно [1]). Коэффициент надежности по нагрузке для тележки нагрузки АК равен 1.5, для равномерно распределенной части нагрузки АК равен 1.15(согласно [1]).

Расположение подвижной нагрузки представлено на рис. 5.2.1 и рис. 5.2.2

Рис.5.2.1 Расположение подвижной нагрузки без учета полосы безопасности

Рис.5.2.2 Расположение подвижной нагрузки с учетом полосы безопасности

Постоянные нагрузки:

• Собственный вес полетного строения задается в явном виде, с коэф. надежности γ_f=1,1.

• Вес перильного ограждения принимаем 1,2 кН/м.п. с коэф. надежности γ_f=1,1.

• Вес барьерного ограждения принимаем 1,0 кН/м.п. с коэф. надежности γ_f=1,1.

• Вес дорожного покрытия: толщина асфальтового покрытия равна сумме толщин асфальта (110 мм) и гидроизоляции (6 мм). Вес покрытия принимаем равным весу бетона (25 кН/м³). Таким образом, нагрузка от асфальтового покрытия равна Расф=25*0,016=2,9 кН/м³. с коэф. надежности γ_f =1,5.