2.3. Інші навантаження (нормативні значення)

Вітрове навантаження

а) Визначення сили вітру на прогонову будову й опору в напрямі впоперек осі мосту.

Нормативна інтенсивність горизонтального поперечного вітрового навантаження W_n = 1,77 кПа. Силу вітру F_B,n, яка діє на елементи мосту, слід визначати як добуток інтенсивності вітрового навантаження W_n на робочу вітрову поверхню елементів мосту ω_B, кН, тобто

F_B,n = W_n · ω_B · φ

де φ - коефіцієнт заповнення.

Робоча вітрова поверхня становитиме:

біля перил

де h_П - висота перил; l₁, l₂- фактична довжина балок прогонової будови, що прилягають до опори;

біля балок прогонової будови

де h_П.Б - будівельна висота балки;

біля опори в межах ригеля

= 1,6 · 1,3 = 2,08 м²

де в_р, h_р - відповідно ширина й висота ригеля, м.

Коефіцієнт заповнення φ для поручнів можна брати φ = 0,2 , за інших випадків φ = 1.

Таким чином, діюча сила вітру;

на поручні

= 1,77 · 31,35 · 0,2 =11,1 кН

плече її прикладання відносно ОФ

,

де h_ОП - висота опори від верху ригеля до ОФ;

на балку прогонової будови

= 1,77 · 47,025 · 1,0 = 57,35 кН

плече її прикладання

;

на опору в межах ригеля

= 1,77 · 2,08 · 1,0 = 3,68 кН

плече її прикладання

,

де h_Т - висота тіла опори від низу ригеля до ОФ.

на тіло опори у період низького льодоходу

плече її прикладання

Сумарний поперечний тиск вітру на прольотну будову і опору й згинаючий момент від нього в рівні ОФ.

при РНЛ

;

У період високого льодоходу зміниться тиск вітру на опору ,

тому що зменшиться робоча вітрова поверхня тіла опори:

де - висота тіла опори від низу ригеля до рівня високого

льодоходу,

плече прикладання цієї сили відносно ОФ

Сумарний поперечний тиск вітру на прольотну будову й опору і згинаючий

момент від нього на рівні ОФ:

при РВЛ

б) Визначення тиску вітру на прольотну будову й опору в напрямі вздовж осі мосту.

Нормативне горизонтальне поздовжнє вітрове навантаження для наскрізних прольотних будов береться таким, що дорівнює 60%, а для суцільностінчастих – 20% повного поперечного вітрового навантаження;

Розрахункова вітрова поверхня опори:

у межах ригеля

ω_В = 1,3 · 0,5∙10 +1,3∙0,5∙ 0,5(10 + 7) = 11,73 м²

Сила вітру на ригель

.

Ця сила складається з сил, які діють на прямокутну й трапецювату частини ригеля, плече прикладання кожної з них відносно площини ОФ:

сили, яка діє на прямокутну частину,

е_Р.П = 8,06 - 0,65/2 = 7,74 м

сили, яка діє на трапецювату частину,

е_Р.Т = 8,06 - 0,65 - 0,65/2 = 7,09

на тіло опори

при РНЛ

при РВЛ

Сумарна поздовжня сила вітру на прогонову будову й опору при льодоході

Низькому

Високому

Момент від вітрового навантаження на рівні ОФ при льодоході:

низькому

.

високому

Льодове навантаження.

Нормативне навантаження F_Л,n від крижаних полів, що рухаються, на опору мосту з вертикальною передньою гранню, беруть за найменшим значенням з винайдених за формулами, кН:

при прорізанні опорою льоду

при зупинці крижаного поля опорою

Границя міцності льоду при роздробленні для І району будівництва R_Z,n = 1 · 735 = 735 кПа (при першому посуванні) і R_Z,n = 1 · 441 = 441 кПа (при найвищому рівні льодоходу). При цьому K_n = 1. Коефіцієнти форми опори за напівциркульного окреслення носової частини Ψ₁ = 0,9 і Ψ₂ = 2,4 , ширина опори на рівні льодоходу в = 1,4 м, розрахункова товщина льоду t = 0,7 , швидкість течії ріки V = 0,7 м/см, площа крижаного поля А = 1,75 · 24² = 1008 м².

Таким чином,

при РНЛ F₁ = 0,9 · 735 · 1,4 · 0,7 = 648,27 кН

при РВЛ F₁ = 0,9 · 441 · 1,4 · 0,7 = 388,96 кН

при РНЛ F₂ = 1,253 · 0,7 · 0,7  2,4 · 1008 · 735 = 818,7 кН

при РВЛ F₂ = 1,253 · 0,7 · 0,7  2,4 · 1008 · 441 = 634,17 кН

Беремо найменше із значень:

при РНЛ = 648,27 кН

при РВЛ = 388,96 кН

Рівнодіюча льодового навантаження прикладається нижче відповідного рівня льодоходу на 0,3 t, тобто плече цієї сили відносно площини ОФ:

при першому посуванні льоду

= 114,98 – 112,48 – 0,3 · 0,7 =2,29 м

при найвищому рівні льодоходу

=118,56 – 112,48 – 0,3 · 0,7 = 5,87 м

Згинаючий момент:

при першому посуванні льоду

= 648,27 ∙ 2,29 = 1484,54 кН · м

При найвищому рівні льодоходу

=388,96 ∙ 5,87 = 2283,2 кН · м

Таблиця 2.1. Нормативні зусилля, які діють на обріз фундаменту

№ п/п	Зусилля	Нормативні значення зусиль
		Вертикальне Nn , кН	Горизонтальне Fn , кН	Згинаючий момент Mn , кН·м
1	Власна вага опори	2096,64	–	–
2	Гідростатичний тиск при РМВ РНЛ РВЛ РВВ	-224,96 -240,35 -584,52 -698,92	- - - -	- - - -
3	Вага прогонової будови з урахуванням мостового полотна	4152,3	–	–
4	Тимчасове рухоме навантаження на прогоновій будові за випадку: І ІІ ІІІ	1098,92 834,14 935,51	– – –	– 333,66 1124,26
5	Гальмування	–	177,87	1444,3
6	Поперечний удар	–	125,18	1230,52
7	Дія вітру упоперек осі мосту при РНЛ при РВЛ уздовж осі мосту при РНЛ при РВЛ	– – - -	108,56 99,69 96,85 52,5	941,24 903,18 618,16 427,91
8	Дія льодоходу впоперек осі мосту : при РНЛ при РВЛ	- -	648,27 388,96	1484,54 2283,2

Таблиця 2.2. Сполучення зусиль, які діють на обріз фундаменту

Номер сполучення і напрям зусиль	Види зусиль	Коефіцієнт сполучення 	Для розрахунків за ІІ групою граничних станів				Для розрахунків за І групою граничних станів
			Коефіцієнт надійності f	Розрахункові зусилля			Коефіцієнт надійності f	Розрахункові зусилля
				N, кH	F, кH	M, кH · м		N, кH	F, кH	M, кH · м

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1 Уздовж осі мосту	Власна вага опори Сила гідростатичного тиску при РМВ Вага прогонової будови з урахуванням мостового полотна Тимчасове рухоме навантаження на прольотній будові за І випадком	1,0 1,0 1,0 1,0	1,0 1,0 1,0 1,0	2096,64 -224,96 4152,3 1098,92	- - - -	- - - -	1,1 1,1 >1,0 1,2	2306,3 -247,46 5775 1318,7	- - - -	- - - -
	Разом	–	–	7122,9	–	–	–	9152,54	–	–
2 Уздовж осі мосту	Власна вага опори Вага прогонової будови з урахуванням мостового полотна ГСТ при РМВ Тимчасове рухоме навантаження на прольотній будові за ІІ випадком Гальмування Сили вітру уздовж осі мосту	1,0 1,0 1,0 0,8 0,7 0,25	1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0	2096,64 4152,3 -224,96 667,31 - -	- - - - 124,51 24,21	- - - 266,93 1011 154,54	1,1 >1,0 1,1 > 1,0 1,2 1,5	2306,3 5775 -247,5 785,85 - -	- - - - 149,41 36,32	- - - 314,34 1213,2 231,81
	Разом	–	–	6691,29	148,72	1432,5	–	8619,7	185,73	1759,4
3 Упопе-рек мосту	Постійні (власна вага опори і вага прогонової будови з урахуванням мостового полотна) ГСТ при РНЛ Тимчасове рухоме за ІІІ випадком Поперечний удар Льодохід при РНЛ	1,0 1,0 0,8 0,7 0,7	1,0 1,0 1,0 1,0 1,0	6248,94 -240,35 748,41 - -	- - - 87,63 453,79	- - 899,41 861,36 1039,2	> 1,0 1,1 1,2 1,2 1,2	8081,3 -264,4 898,09 - -	- - - 105,16 544,55	- - 1079,3 1033,6 1247
	Разом	–	–	6757	541,42	2799,9	–	8714,9	649,71	3359,9
4 Упопе-рек мосту	Постійні ГСТ при РВЛ Тимчасове рухоме за ІІІ випадком Поперечний удар Льодохід при РВЛ	1,0 1,0 0,8 0,7 0,7	1,0 1,0 1,0 1,0 1,0	6248,94 -584,52 748,41 - -	- - - 87,63 272,27	- - 899,41 861,36 1598,2	> 1,0 1,1 1,2 1,2 1,2	8081,3 -642,9 898,09 - -	- - - 105,16 326,72	- - 1079,3 1033,6 1917,8
	Разом	–	–	6412,83	359,9	3358,9	–	8336,5	431,88	4030,7
5 Упопе-рек мосту	Постійні ГСТ при РНЛ Поперечний вітер при РНЛ Льодохід при РНЛ	1,0 1,0 0,5 0,7	1,0 1,0 1,0 1,0	6248,94 -240,35 - -	- - 54,28 453,79	- - 941,24 1039,2	>1,0 1,1 1,5 1,2	8081,3 -264,4 - -	- - 81,42 544,55	- - 1411,9 1247
	Разом	-	-	6008,59	508,07	1980,4	-	7816,9	625,97	2658,9