Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Проектирование деревянных и железобетонных мостов Минимаркер Определение усилий в сечениях плит балластного корыта или проезжей части

Определение усилий в сечениях плит балластного корыта или проезжей части

Страница 5 из 5

Плиты балластного корыта пролетных строений под железную дорогу или плиты проезжей части пролетных строений под автомобильную дорогу входят в состав главных несущих элементов и, кроме того, непосредственно воспринимают временную нагрузку, работая на изгиб в поперечном по отношению к оси моста направлении. Ниже рассмотрены приближенные способы определения моментов и поперечных сил в плитах при изгибе их в поперечном направлении. Обычно расчет ведут для полосы плиты шириной 1 м, приводя все нагрузки к этой полосе.

В расчете для плит балластного корыта пролетных строений под железную дорогу учитывают нагрузки от собственного веса плиты p1, веса перил рп (70 кгс/м), веса балласта и пути р2 определяемого обычно с учетом толщины балластного слоя 0,5 м. и объемного веса балласта 2 тс/м3, а также временную нагрузку от железнодорожного подвижного состава. При определении давления на плиту от этой нагрузки принимают, что на 1 пог. м. пути приходится эквивалентная нагрузка, равная 2К, где К – класс нагрузки. Распределение этой нагрузки балластным слоем может происходить под различными углами α к вертикали в зависимости от степени уплотнения балласта; в расчете принимают невыгоднейший из двух случаев: при α = arctg1 и α = arctg0,5. При этом величины давления на плиту от временной нагрузки получают:

19022014_f1

Обычно принимают К = 14 тс/м; lш = 2,70 м; H = 0,35 м. Кроме того, для консолей плиты и тротуаров делают проверку на нагрузку 1 тс/м2 от пути и балласта, укладываемых на тротуары при ремонте пути. При этом временную нагрузку от подвижного состава не учитывают.

При расчете на прочность к перечисленным нагрузкам вводят коэффициенты перегрузки, равные 1,3 для веса балласта и временной нагрузки от подвижного состава и 1,1 для остальных нагрузок. Для временной нагрузки от подвижного состава вводят также динамический коэффициент, который можно принять равным 1,5.

Часто применяют два типа конструкции для пролетных строений под железную дорогу, с опиранием плиты на два ребра и с раздельными плитами Т–образных блоков без соединения их между собой. Рассмотрим сначала расчет плиты первого типа (рис. 13.9) с основными расчетными сечениями 1–1, 2–2 и 3–3. Момент и поперечную силу в сечении 3–3 определяют, считая консоль плиты балкой, заделанной одним концом в ребре. Плита между ребрами является пластинкой, упруго заделанной по контуру в ребрах и диафрагмах. При отношении расстояния между диафрагмами к расстоянию между ребрами большем 2 среднюю полосу плиты можно без большой погрешности рассматривать как балку без учета влияния диафрагм.

Схема к расчету плиты балластного корыта

Рис. 13.9 – Схема к расчету плиты балластного корыта

Степень заделки плиты в ребрах зависит от соотношения изгибной (в данном случае цилиндрической) жесткости плиты и жесткости ребер, которые при передаче на них опорных моментов плиты работают на кручение. Это соотношение характеризуется величиной

19022014_f2

где D – цилиндрическая жесткость плиты 19022014_f3; b – расстояние в свету между ребрами; см; Е, G – модули упругости бетона при сжатии и сдвиге, кгс/см2; Iк – момент инерции ребра при кручении, см4; μ – коэффициент Пуассона; δ – толщина плиты, см.

Можно принимать G = 0,435E; μ = 0,15, а момент инерции ребра при кручении определять приближенно по формуле

19022014_f4

для чего разбить поперечное сечение ребра на прямоугольники. При этом c больший, a d меньший размер каждого прямоугольника.

Эпюра моментов в плите показана на рисунке. Изгибающий момент в середине пролета (сечение 1–1) может изменяться в зависимости от соотношения жесткостей от 19022014_f5 (балка с шарнирным опиранием) до (балка с жесткими заделками по концам), изгибающий момент в заделке (сечение 2–2) – от 0 до 19022014_f6, где g – сумма всех нагрузок, действующих на плиту, с необходимыми коэффициентами.

Практически для определения моментов в сечениях 1–1 и 2–2 находят момент в середине пролета простой балки 19022014_f7 и умножают его на коэффициенты kI и kII, принимаемые в зависимости от величины n1: при n1 < 30, kI = 0,5, kII = –0,8; при 30 < n1 < 100, kI = 0,6, kII = 0,65; при n1 > 100, kI = 0,7, kII = –0,5.

Поперечную силу в сечении 2–2 определяют как для простой балки на двух опорах. Кроме основных сечений 1–1, 2–2 и 3–3, на указанные нагрузки рассчитывают сечения бортиков и тротуаров.

Расчет плит Т–образных блоков, не имеющих соединения между ребрами, производят аналогично изложенному выше с той разницей, что расчетную схему внутренней консоли плиты принимают, как и для наружной, в виде балки, заделанной одним концом в ребро.

При опирании рельсов непосредственно на плиту ее необходимо рассчитать на нагрузку от колес подвижного состава, принимая величину давления на ось равной 2,5К = 35 т. Можно считать, что давление от колеса распределяется на ширину подкладки, а вдоль оси пути – на 100 см, условно полагая α = 0.

Кроме того, следует произвести расчет на ту же нагрузку в предположении схода оси подвижного состава с рельсов, принимая величину отклонения колеса от оси рельса, соответствующую расстоянию до охранных приспособлений.

Плиты проезжей части пролетных строений под автомобильную дорогу рассчитывают на нагрузки от собственного веса, веса покрытия (обычно толщину покрытия принимают равной 0,15 м, объемный вес – 2 тс/м3), а также давления колес временной нагрузки. Моменты и поперечные силы определяют дважды (при действии автомобильной и тяжелой колесной нагрузки), сечения проверяют на моменты и поперечные силы наибольшие из полученных по расчету для этих двух случаев.

Сечения тротуарных консолей, кроме того, рассчитывают на временную нагрузку от толпы на тротуаре.

Для автомобильной нагрузки давление на колесо составляет 6 тс и площадь его передачи 0,2–0,6 м; для тяжелой колесной нагрузки – соответственно 10 тс и 0,2–0,8 м. К этим нагрузкам вводят коэффициенты перегрузки и динамические коэффициенты.

Давление от колес временной нагрузки считают передающимся через покрытие проезжей части под углом 45°.

Для плит, упруго заделанных в ребрах, общий порядок расчета существенно отличается от разобранного выше применительно к плитам пролетных строений под железную дорогу. При определении момента в середине пролета плиты ее также считают балкой на двух опорах, а затем определяют расчетные моменты в середине пролета и на опоре, умножая Мо на коэффициенты kI и kII, принимаемые в зависимости от соотношения жесткостей n1. Коэффициенты kI и kII характеризуют работу плиты в качестве неразрезной многопролетной конструкции (табл. 13.1), в сечениях которой при различном положении нагрузки могут возникать моменты разных знаков.

Таблица 13.1

19022014_t1

Изгибающие моменты в плите, работающей как простая балка на двух опорах, находят при различных схемах загружения в зависимости от пролета плиты. При сравнительно небольшом .пролете плиту загружают давлением одного колеса, определяя момент М0 в середине пролета (рис. 13.10).

Схема к определению изгибающего момента в плите при нагружении одним колесом

Рис. 13.10 – Схема к определению изгибающего момента в плите при нагружении одним колесом

Расчетную ширину полосы a плиты на основании экспериментальных исследований принимают равной

19022014_f8

Для приведения изгибающего момента к ширине в 1 м. необходимо момент М0 или временную нагрузку разделить на а. Расчетный изгибающий момент в середине пролета плиты (см. рис. 13.10).

19022014_f9

причем g = P/b1a, где р1, р2 – постоянные нагрузки от собственного веса и веса покрытия на 1 м2 площади плиты; n1, n2 – коэффициенты перегрузки для этих постоянных нагрузок; Р – давление от колеса временной нагрузки. Остальные обозначения ясны из рисунка.

Аналогично определяют МII, коэффициенты kI заменяют на kII.

При большом пролете плиты расчетным может оказаться случай загружения плиты четырьмя колесами (рис. 13.11).

Схема к определению изгибающего момента при загружении плиты четырьмя колесами

Рис. 13.11 – Схема к определению изгибающего момента при загружении плиты четырьмя колесами

Порядок определения изгибающих моментов остается прежним. Считают, что длина распределения нагрузки будет общая для обоих грузов

19022014_f10

Ширину а определяют, как указано выше, если две соседние оси перекрывают друг друга по ширине. Рабочая ширина для одной оси

19022014_f11

но не менее b/3+d/2.

При определении поперечных сил следует учитывать уменьшение ширины распределения нагрузки поперек пролета плиты у ребер. Для этого изменение ширины изображают графически (рис. 13.12).

Схема к определению поперечной силы в плите

Рис. 13.12 – Схема к определению поперечной силы в плите

Поперечные силы определяют по линиям влияния с учетом изменения ширины:

19022014_f12

где ΩQ – площадь линии влияния поперечной силы; ηi – ордината линии влияния поперечной силы под грузом Рi; аiх – расчетная ширина распределения нагрузки под грузом Рi.

Как и в пролетных строениях под железную дорогу консольные плиты рассчитывают как балки, заделанные одним концом в ребро. Определяют момент и поперечную силу в корне консоли в соответствии с действующими на консоль нагрузками от собственного веса плиты, покрытия, тротуаров, перил и т. п., а также от временной нагрузки, для чего колесо устанавливают как можно ближе к концу консоли. Расчетную ширину распределения нагрузки поперек пролета консоли принимают по (рис. 13.13).

Схема к расчету консольных плит

Рис. 13.13 – Схема к расчету консольных плит


© 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