4. Порядок выполнения лабораторных работ

Лабораторная работа 1. Построение линий влияния вертикаль­ного давления на балки описано в ряде учебников по проектированию транспортных сооружений. Например, метод рычага приводится в [1], с. 17; [3], с. 144; метод внецентренного сжатия - [1], c. 18; [2], с. 93-96; [3], с. 144-146, 270-271; обобщенный метод внецентренного сжатия - [4], с. 150-153; метод балок на упругих опорах [2], с. 97-101 и т.д. Также следует изучить п.6 методиче­ских указаний [8]. Результаты выполнения лабораторной работы приводятся в графической форме аналогично рис. 9 и 11 [8].

Лабораторная работа 2. Загружая построенные линии влияния временной нагрузкой, для каждой балки пролетного строения опре­деляют КПУ по каждому из четырех теоретических методов (см. [1], [4], [8]). Временная нагрузка дается согласно СНиП [6] и подробно рассматривается в п. 4 методических указаний [8]. Результаты вы­полнения лабораторной работы сводятся в табл. 5.2, а также изоб­ражаются графически в виде эпюр КПУ (аналогично рис. 3). Для за­даний с двумя полосами А11 коэффициент поперечной установки для тележки будет отличен от КПУ для равномерно распределенной наг­рузки. В работе подсчитываются оба значения, а в таблицу и на рисунок выносятся только значения КПУ для тележки.

Лабораторная работа 3. Общая последовательность работы состоит в следующем.

Проверяется величина расчетного пролета модели, которая до­лжна быть равной l=77,5 см. В середине пролета модели над каж­дой балкой струбцинами закрепляются индикаторы часового типа, по которым будут определяться вертикальные перемещения. В лабора­торной работе используются индикаторы с ценой деления 0,01 мм. Передача в этом приборе рассчитана таким образом, что при пере­мещении штока на 1 мм большая стрелка делает один оборот.

таблица 5.1

Таблица 5.2

Рис. 3. Эпюры КПУ: 1 - по методу рычага, 2 - по методу внецентренного сжатия,

3 - по обобщенному методу внецентренного сжатия, 4 - по методу балки на упругих опорах, 5 - экспериментальная

На циферблат нанесено 100 делений по окружности. Маленькая стрелка показывает число целых миллиметров, большая - десятых и сотых долей. Отсчет берется по обеим стрелкам и состоит из трех цифр (первая цифра - по маленькой стрелке, вторая и третья - по большой). Например, отсчет 300 эквивалентен 3,00 мм, а отсчет 452 - 4,52 мм. После установки индикаторов следует легким постукиванием карандашом убедиться в том, что отсчеты стабильны - «не ползут».

Мелом выполняется разметка положения нагрузки на модели в соответствии с коэффициентом геометрического подобия (п. 5.3 [8]), определяются точки подвешивания грузов, имитирующих испытательную нагрузку. Снимаются первые нулевые отсчеты по индикаторам. Выполняется загружение модели грузами Р = 6,2 кгс (по одному под каждым колесом нагрузки), снимаются грузовые отсчеты. После разгрузки модели снимаются вторые нулевые отсчеты. Начальные и конечные нулевые отсчеты у каждого индикатора не должны отличаться более чем на 2 деления.

Показания индикаторов заносятся в табл. 5.1, подсчитываются прогибы балок и определяются экспериментальные значения КПУ, которые сводятся в табл. 5.2. Для одной полосы нагрузки А11 и для нагрузки НК-80 значения экспериментальных КПУ для i-й балки соизмеримы с теоретическими ( ). Для двух полос нагрузки А11 следует для сравнения предварительно увеличить значения вдвое ( ). Максимальный теоретический прогиб сравнивается с экспериментальным:

где Е = 150000 кгс/см² - модуль упругости бакелизированной фанеры; J_гбм = 26,66 см⁴ - момент инерции главной балки модели.

Округленно получаем f_теор ≈ 0,03 (см). Вследствие большой жесткости модели экспериментальные прогибы находятся в пределах 0,3 мм.

Лабораторная работа 4. Результаты работы на ЭВМ заносятся в табл. 5.3 и 5.4. Таблицы имеют сходный вид: в одну заносятся ординаты линий влияния вертикального давления на балки, в другую - величины КПУ. Полученные значения сравниваются с данными лабо­раторных работ № 1 и № 2, таким образом производится контроль пра­вильности вычислений.

Рис. 4. График изменения КПУ: 1 - метод рычага, 2 - метод внецентренного сжатия,

3 - обобщенный метод внецентренного сжатия, 4 - метод балки на упругих опорах

Лабораторная работа 5. Результаты работы на ЭВМ заносятся в табл. 5.3, а затем изображаются в графическом виде аналогично рис. 15 [8]. Делается вывод о характере линий влияния в различных поперечных сечениях пролетного строения (а = 0,25; 0,33; 0,5).

Лабораторная работа 6. Исследуется характер изменения КПУ вдоль по длине пролетного строения при фиксированном расположе­нии временной нагрузки поперек моста. Рассматривается балка, имеющая максимальное значение _экс. Результаты работы на ЭВМ сводятся в табл. 5.5, а затем изображаются графически аналогично рис. 4. Для рассматриваемого типа пролетных строений можно реко­мендовать применять (на основании данных лабораторной работы № 3) в средней части пролета метод балки на упругих опорах, а в опорных сечениях - метод рычага. На рисунке это учтено, и пунктиром показана переходная кривая между двумя графиками (методами). Характер графика будет зависеть от номера рассматриваемой балки и расположения нагрузки.

***

На основании результатов выполненных лабораторных работ де­лаются выводы о характере поперечного распределения временной нагрузки.

На основании рис. 3 теоретические значения КПУ сравнивается с экспериментальными, указывается величина расхождения (в %). Выбирается теоретический метод, дающий наиболее достоверное зна­чения КПУ, предлагаются рекомендации по целесообразности примене­ния рассматриваемых теоретических методов для данного типа про­летных строений.

Делаются выводы о характере изменения линий влияния верти­кального давления на балки и величин КПУ в зависимости от распо­ложения сечения по длине пролета и жесткости поперечного сечения пролетного строения (на основании табл. 5.3-5.5 и рис. 4).