Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Проектирование деревянных и железобетонных мостов Минимаркер Особенности расчета автодорожных деревянных мостов

Особенности расчета автодорожных деревянных мостов

Страница 4 из 5

Автодорожный мост отличается от железнодорожного характером приложения подвижной нагрузки, которая может находиться в любой точке проезжей части. При расчете элементов конструкции расстановку автомобилей вдоль и поперек моста принимают самой неблагоприятной для рассчитываемого элемента (в пределах установленных габаритов).

Подвижная вертикальная нагрузка состоит из основной автомобильной нагрузки, специальной гусеничной нагрузки и нагрузки от толпы. Схемы нагрузок и порядок их учета приведены в действующих нормах.

Нормативную поперечную ветровую нагрузку принимают: при нахождении на мосту подвижной нагрузки 50 кгс/м2 и при отсутствии ее 80 кгс/м2. Нормативный коэффициент перегрузки для постоянной нагрузки равен 1,2, кроме коэффициента 1,5 для всех элементов проезжей части, расположенных выше несущей конструкции, и веса покрытия тротуаров. Коэффициент перегрузки для автомобильной нагрузки и толпы принимают равным 1,4; для гусеничной нагрузки 1,1. Предельная величина прогиба деревянных автодорожных мостов от автомобильной нагрузки не должна превышать 1/180l (при асфальтобетонном покрытии 1/250l).

Расчет настила. Верхний слой двойного дощатого настила из досок толщиной 5–6 см, подвергающийся интенсивному износу, не рассчитывают. Доски нижнего настила рассчитывают на изгиб как простые балки, опирающиеся на поперечины. Расчетный пролет принимают равным расстоянию в свету между гранями площадок опирания плюс толщина доски (рис. 4.5, а).

Схема к расчету настила и поперечины

Рис. 4.5 – Схема к расчету настила и поперечины: 1 – асфальтобетон; 2 – деревоплита

Постоянной нагрузкой ввиду ее малости пренебрегают. Интенсивность временной нагрузки от колеса автомобиля определяют в зависимости от ширины ската заднего колеса (длина сопряжения ската с покрытием проезжей части). При ширине ската 30 и 40 см. принимают распределение давления от колеса соответственно на 2,5 и 3 доски нижнего настила. Расчетное давление, передаваемое на одну доску от автомобильной нагрузки (рис. 4.5, б),

05022014_f46

где nвр=1,4 – коэффициент перегрузки для автомобильной нагрузки; Р – нормативное давление одного колеса задней оси; n – число досок нижнего настила, на которое передается давление.

Изгибающий момент в одной доске

05022014_f47

где P1 – расчетное давление колеса; l – расчетный пролет доски; a1 – длина распределения временной нагрузки на уровне верха нижнего настила, равная длине сопряжения ската с покрытием проезжей части (для расчетной машины) плюс участок распределения нагрузки в пределах толщины досок верхнего настила под углом 45°. Необходимый момент сопротивления доски

05022014_f48

где 1,2 – коэффициент повышения расчетного сопротивления при расчете дощатых настилов (по техническим условиям); Rи–расчетное сопротивление на изгиб.

Порядок расчета одиночного настила из пластин или наката тот же, однако учитывают, что давление колеса может полностью передаваться на один элемент настила. При расчете настила с щебеночным покрытием учитывают распределение нагрузки покрытием под углом 45° и собственный вес этого покрытия и настила.

Деревоплиту, уложенную в поперечном направлении на прогоны (см. рис. 4.5, б), рассчитывают как простую балочную конструкцию с пролетом, равным расстоянию между осями прогонов или главных балок (если плита опирается на главные балки). Распределение нагрузки от колеса в асфальтобетоне или цементобетоне вдоль и поперек пролета плиты с соединениями на гвоздях принимают под углом 45°. При этом учитывают включение в работу досок, прилегающих к загруженному участку, и принимают распределение нагрузки в поперечном направлении не до верха досок, а до оси, проходящей через их центр тяжести. Давление на одну доску

05022014_f49

где Р – давление колеса с учетом коэффициента перегрузки; а – длина соприкосновения колеса с поверхностью настила в направлении поперек настила; δ –толщина доски настила.

Давление вдоль доски настила распределяется на ширине

05022014_f50

где b – длина сопряжения колеса с поверхностью настила в направлении досок; h0 – средняя толщина слоя асфальтобетона.

Расчетный изгибающий момент в доске настила от постоянной и временной нагрузки

05022014_f51

где nн, nа – коэффициенты перегрузки для настила и покрытия; qн, qa – постоянная нагрузка на одну доску от собственного веса доски и веса покрытия; l – расчетный пролет доски настила.

При расчете клееной деревоплиты ширину ее в поперечном направлении в середине пролета можно увеличивать на 1/3 пролета плиты. Коэффициент увеличения расчетного сопротивления на изгиб не вводят.

Расчет поперечин. Поперечины рассчитывают как балки с пролетом, равным расстоянию между осями прогонов. Давление колеса распределяется на поперечину через две–три доски нижнего настила (рис. 4.5, в). Если давление колеса полностью передается на одну поперечину, то изгибающий момент

05022014_f52

где nн, nп, nвр – коэффициенты перегрузки от веса настила, поперечины и временной нагрузки; b – ширина, на которой распределяется давление на поперечину.

Если на каждой поперечине стыкуют вразбежку не более 30% досок нижнего настила, можно учитывать распределение сосредоточенного давления колеса досками нижнего настила на несколько поперечин. Порядок определения нагрузки на каждую поперечину с учетом упругого распределения изложен ниже в расчете прогонов.

Расчет прогонов. Нагрузка на прогоны зависит от расположения автомобилей на проезжей части, поэтому при расчете автомобильную нагрузку необходимо установить так, чтобы получить наибольшее значение расчетных усилий в рассматриваемом прогоне. Сначала находят самое невыгодное расположение автомобилей в поперечном направлении и определяют коэффициент поперечной установки, который показывает, какая часть временной нагрузки передается на прогон. Затем нагрузку устанавливают в самоое невыгодное положение в продольном направлении и находят наибольшие расчетные условия.

Величина коэффициента поперечной установки зависит от ширины моста, расстояния между осями прогонов, соотношения жесткостей прогона и поперечин, а способы его определения – от взаимного расположения прогонов и коренных свай.

При совпадении осей расположения прогонов с осями коренных свай коэффициент поперечной установки определяют с учетом разрезности поперечин над прогонами. Наибольшая нагрузка обычно приходится на один из прогонов, расположенных в середине моста.

При расположении в поперечном сечении моста четырех прогонов (рис. 4. 6, а) наибольший коэффициент поперечной установки получают для второго прогона при установке одного из колес непосредственно над прогоном и колеса соседнего автомобиля на ближайшем (допустимом габаритом) расстоянии. При этом расстояние от края колеса до бордюра должно быть не менее 0,25 м.

Схемы к расчету прогонов

Рис. 4.6 – Схемы к расчету прогонов

Давление на прогон

05022014_f53

где Q = 2P – давление одной оси автомобиля; к – коэффициент поперечной установки:

05022014_f54

Для получения расчетного изгибающего момента автомобили устанавливают в продольном направлении в невыгоднейшее положение или пользуются эквивалентными нагрузками с введением коэффициента поперечной установки.

Для определения коэффициента поперечной установки при проверке прогона на гусеничную нагрузку одну из гусениц устанавливают непосредственно над прогоном (рис. 4.6, б) так, чтобы 05022014_f55

Влияние второй гусеницы не учитывают, если расстояние между осями гусениц (2,6 м) больше расстояния между осями прогонов.

При ширине гусеницы b и давлении ее на 1 пог. м р2 нагрузка на 1 пог. м рассчитываемого прогона

05022014_f56

Коэффициент поперечной установки

05022014_f57

Значение изгибающего момента зависит от соотношения длины гусеницы и величины пролета прогона. Если длина гусеницы больше длины пролета, то изгибающий момент от гусеничной нагрузки

05022014_f58

Если пролет прогона больше длины гусеницы, то

05022014_f59

где nвр – коэффициент перегрузки для гусеничной нагрузки; l – пролет

прогона; bг – длина гусеницы.

При проверке жесткости прогона от гусеничной нагрузки предельная величина прогиба составляет 1/500l (при асфальтобетонном покрытии 1/200l).

В случаях когда прогоны располагают на насадке независимо от расстояния между осями свай (разбросные прогоны), давление от сосредоточенного груза, расположенного над прогоном, передается от поперечины, как от балки на упругих опорах на несколько прогонов. Точное определение величины давления на один прогон в этом случае представляет собой сложную задачу.

Распределение давления изменяется по длине пролета. В середине пролета, где прогиб наибольший, давление передается на несколько прогонов. Ближе к опорам, где прогибы малы, эффект распределения существенно снижается. Сечение прогона подбирается по наибольшему изгибающему моменту и сохраняется постоянным по длине, поэтому допускается определение величины давления приближенным способом, основанным на величинах прогибов.

Если давление от сосредоточенного груза Р передается на три прогона и составляет P1 на средний и Р2 на крайний прогон, то, рассматривая поперечину как консольную балку с силой Р2 на конце, можно определить разность в прогибе среднего и крайних прогонов (рис. 4.7, a):

05022014_f60

где а – расстояние между осями прогонов; Iпоп – момент инерции сечения поперечины (или нижнего настила при отсутствии поперечин).

Схема к определению давления на прогон

Рис.4.7 – Схема к определению давления на прогон

Прогибы прогонов

05022014_f61

откуда

05022014_f62

где 05022014_f63; Iпр – момент инерции сечения прогона; l – пролет прогона.

Если к ≥ 1/3 , то сосредоточенное давление Р распределяется на три прогона; при 0,055 ≤ к ≤ 1/3 давление передается на пять прогонов.

Используя тот же способ, найдем, что при расположении в пролете одного сосредоточенного груза и передаче давления на пять прогонов, на средний прогон действует сила

05022014_f64

на каждый из двух прогонов, ближайших к среднему, сила

05022014_f65

и на остальные прогоны сила

05022014_f66

Эти формулы можно использовать и при действии двух сосредоточенных грузов, установив их в пролете так, чтобы равнодействующая делила пополам расстояние между серединой пролета и ближайшим грузом (рис. 4.7, б). Если в пролете располагают три и более груза, что практически встречается очень редко, то следует пользоваться эквивалентными нагрузками и другими формулами.

Расчет опор. Общий порядок расчета опор балочных автодорожных мостов такой же, как и для мостов под железную дорогу. При совпадении осей свай и прогонов в поперечном направлении (рис. 4.8) нагрузка на одну сваю

05022014_f67

где qп – постоянная нагрузка на 1 пог. м прогона; nп – коэффициент перегрузки для постоянной нагрузки, что при наличии покрытия (асфальтобетон или цементобетон) для деревянных частей принимают nп=1,2, а постоянную нагрузку от покрытия определяют отдельно с коэффициентом перегрузки 1,5; nвр – коэффициент перегрузки для временной нагрузки; к – коэффициент поперечной установки при расположении автомобилей, соответствующем наибольшему давлению на рассчитываемую сваю; k – интенсивность эквивалентной нагрузки для длины загружения 2l при треугольной линии влияния с вершиной в середине пролета.

Схема к определению нагрузки на сваи

Рис. 4.8 – Схема к определению нагрузки на сваи

При сосредоточенных прогонах насадка работает только на смятие; расчет производят аналогично приведенному выше для мостов под железную дорогу.

Если прогоны сближенные, насадка работает на изгиб и теоретически представляет собой неразрезную балку, в которой возникают отрицательные моменты над опорами (сваями) и положительные моменты в пролете между сваями. Вследствие обмятия плоскостей сопряжения опоры нельзя считать абсолютно жесткими, поэтому практически достаточно проверить насадку на изгиб как простую балку на двух опорах при пролете, равном расстоянию между осями свай.

Проверку поперечной устойчивости опор производят так же, как в мостах под железную дорогу.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика