Местные условия для проектирования

Расчет и конструирование элементов моста

Общие положения

Конструкция пролетного строения условно расчленяется на плоские системы и рассчитывается приближенными методами, по которым распреде­ление нагрузки между отдельными элементами принято по закону рычага.

Расчетные схемы элементов конструкции выбираются в соответствии с их проектной геометрической схемой, при этом строительный подъем и де­формации под нагрузкой не учитываются. В расчетной схеме за ось элемента принимается линия, соединяющая центры тяжести его сечений. При смеще­нии оси элемента относительно линии, соединяющей центры узлов, эксцен­триситет не учитывается.

Конструкции пролетного строения рассчитывают по двум группам предельных состояний. По первой группе производятся расчеты на прочность, выносливость, устойчивость положения и устойчивость формы. По второй группе рассчитываются упругие прогибы конструкций пролетного строения.

Расчет ведется на действие постоянных нагрузок и неблагоприятных со­четаний временных нагрузок.

Временные нагрузки от подвижного состава вводятся в расчет с соответствующими динамическими коэффициентами и коэффици­ентами надежности по нагрузке 1+ m и g _{f V}. При одновременном учете действия двух или более временных нагрузок расчетные значения этих на­грузок умножаются на коэффициенты сочетания нагрузок h, меньшие еди­ницы. Постоянные нагрузки входят в расчет с коэффициентами сочетания h, равными единице.

Усилия в элементах конструкции пролетного строения определяются в предположении упругой стадии их работы. В случаях, когда допускаются пластические деформации, в расчетные формулы по проверке сечений вво­дятся коэффициенты, учитывающие эти деформации.

При определении усилий в элементах конструкции соединения сварные и фрикционные на высокопрочных болтах рассматриваются как неподатли­вые.

Внутренние усилия в сечениях элементов определяются по линиям влияния или непосредственным загружением конструкции действующей нагрузкой. Также для определения внутренних усилий используются специальные компьютерные программы, рассмотренные далее.

Для каждого элемента конструкции выбирается свое невыгодное поло­жение временной нагрузки.

Так как расчетная схема конструкции на стадии эксплуатации отлича­ется от расчетной схемы в стадии монтажа, усилия от первой части постоян­ной нагрузки находятся по расчетным схемам монтажных стадий. Количе­ство и вид расчетных схем монтажных стадий определяются проектом про­изводства работ.

При расчете опоры рассматривается только тело опоры. Считается что фундамент мелкого заложения на скальном основании имеет достаточную несущую способность.

Расчеты элементов опор производятся на основное сочетание внешних сил и дополнительное, при этом при учете нескольких внешних нагрузок к ним вводятся коэффициенты сочетания h меньшие единицы.

Промежуточные опоры рассчитываются с применением плоских расчетных схем: вдоль и поперек оси моста.

Определение внутренних усилий и проверка прочности сечений должна быть выполнена в плоскости обреза фундамента.

При расчете на основное сочетание учитываются только постоянные и временная подвижная нагрузки.

При дополнительных сочетаниях учитываются следующие нагрузки кроме основных:

- ветровое давление в продольном и поперечном направлениях;

- температурное воздействие;

- сейсмическое воздействие.

 

 

Виды внешних воздействий

Узловые сосредоточенные силы и моменты. Все силы, приложенные к системе, задаются в общей системе координат, и не меняют свою ориентацию вместе с деформациями системы. Равномерно распределенные по длине элементов нагрузки. Распределенные нагрузки также задаются в общей системе координат, и не меняют свою ориентацию вместе с деформациями системы.

Узловые и равномерно распределенные по длине элементов массы. Линейные и угловые геометрические невязки, возникающие при заводке концов элементов в узлы расчетной схемы. Задание невязок позволяет, в частности, моделировать температурные деформации.

Исходные данные для расчета задаются на входном языке. Благодаря встроенным в него элементам программирования комплекс позволяет автоматизировать подготовку исходных данных, выполнение требований нормативных документов, обработку результатов анализа конструкции, а также осуществлять вспомогательные расчеты, например, экономические. После выполнения расчета конструкции его результаты (усилия, перемещения и т.д.) становятся доступны для использования в дальнейших вычислениях. Встроенный в MAV.Structure интерпретатор анализирует текст исходных данных. При этом он выполняет следующие действия:

- выполняет промежуточные вычисления;

- заполняет массивы исходных данных для расчета;

- устанавливает параметры расчета;

- проверяет синтаксис исходных данных. В случае обнаружения ошибки интерпретатор прекращает работу, выдает сообщение об ошибке и выделяет местоположение, обнаруженной синтаксической ошибки в тексте исходных данных;

- дает команды расчетному модулю на выполнение определенного вида расчета конструкции по МКЭ. Перед каждым расчетом выполняется логическая проверка исходных данных. В случае обнаружения ошибки, выдается соответствующее предупреждение и расчет прекращается;

- после выполнения расчетов по МКЭ управление возвращается интерпретатору, и он продолжает анализировать текст исходных данных.

Представление результатов

Результатами расчетов являются перемещения узлов и усилия в элементах, а также формы собственных колебаний и потери устойчивости.

Результаты выводятся в виде графических изображений деформаций системы, эпюр усилий, в виде таблиц:

- перемещения узлов;

- усилия по концам элементов (моменты, нормальные и поперечные силы);

- ординаты линий влияния;

- параметры участков линий влияния (длины, площади, положения, коэффициента положения вершины и максимальной ординаты каждого участка линии влияния);

- результаты загружения линий влияния.

Также доступна подробная информация о характеристиках и напряженно-деформированном состоянии каждого конечного элемента:

- усилия в промежуточных сечениях элементов;

- перемещения промежуточных сечений элемента в глобальной системе координат;

- изгибная, сдвиговая и осевая жесткости;

- текущая касательная жесткость нити;

- длины заготовки стержня, длины заводки в узла расчетной схемы и текущей длины;

- относительная стрелка прогиба;

- тип конечного элемента.

Решение обобщенной проблемы собственных значений при выполнении динамических расчетов и расчетов на устойчивость, осуществляется методом итераций подпространства.

При построении линий влияния используется кинематический метод. Строятся линии влияния перемещений узлов и каждого из внутренних силовых факторов в концевых сечениях стержней и нитей, а также линейных комбинаций факторов, например, линий влияния напряжений при внецентренном действии нормальной силы.

Решение системы уравнений выполняется методом Гаусса по алгоритму, реализующему симметричное треугольное разложение ленточных матриц. Расчет выполняется с одной правой частью, а каждое последующее загружение в случае линейной задачи требует лишь выполнения прямого и обратного хода алгоритма.

 

 

Общие сведения

Программа предназначена для расчета плоских стержневых систем при воздействии на них временных подвижных нагрузок. Вычисление перемещений узлов, усилий в элементах, реакций в закреплениях производиться путем пострения линнй влияния (ЛВ) с последующим их загружением временными нагрузками в соответствии со СНиП 2.05.03-84*.

В пpогpамме имеются возможности для автоматического выбоpа невыгодного загpужения ЛВ несколькими сочетаниями нагpузок. Каждая нагрузка может быть расположена на нескольких полосах/путях. Нагpузки пpиняты в соответствии со СНиП 2.05.03-84*.

Пользовательский интерфейс реализован в приложении EXCEL. Исходные данные расположены на рабочих листах EXCEL в виде набора таблиц. Результаты расчета выводятся на рабочие листы EXCEL в виде выходных документов. Основные режимы работы сгруппированы в двух панелях инструментов с именами “Построение линий влияния” и “Загружение линий влияния”.

Нагрузки

Каждая нагрузка может быть расположена на нескольких полосах/путях, количество которых не более 8. Полоса нагpузки загpужается индивидуально. Результаты загpужения умножаются на некотоpый коэффициент, условно названный КПУ, задаваемый пользователем отдельно для каждой полосы. Полосы (пути) могут иметь отрицательный КПУ. В этом случае на этих полосах нагрузкой загружаются участки ЛВ дpугого знака. Результаты загpужения по всем полосам складываются с учетом коэффициента s1 по СНиП 2.05.03-84* пункт 2.14.

Нагрузка от железнодорожного подвижного состава принимается по СНиП 2.05.03-84* пункт 2.11. Обозначение нагpузки – СК. Участки ЛВ загpужаются "эквивалентной" нагpузкой пpи любом коэффициенте искаженности по СНиП 2.05.03-84* пpиложение 5 пункт 4, используя класс (K) нагpузки, задаваемый пользователем. Пpи загpужении отдельных участков "вагонами", интенсивность pавномеpно-pаспpеделенной нагpузки пpинимается pавной К (тс/м), а пpи загpужении "поpожняком" - 1.4 (тс/м) независимо от класса. Отдельные пути пpи типах pасчета "ноpмативная" и "pасчетная" загpужаются в полном соответствии СНиП 2.05.03-84*,пpиложение 5,пункт 5, пpи типе pасчета "выносливость" - по СНиП 2.05.03-84* пpиложение 5 пункт 8. Линии влияния загpужаются на максимум с учетом коэффициентов. Пpи типах pасчета "ноpмативная" и "выносливость" учитывается коэффициент "e" по СНиП 2.05.03-84* таблица 9. Пpи типе pасчета "выносливость" пpоизведение коэффициента "e" на динамический коэффициент пpинимается не менее 1. Ко всем остальным путям вводится коэффициент S1, согласно СНиП 2.05.03-84*,пункт 2.14.а, и коэффициент "e" по СНиП 2.05.03-84*,таблица 9. Пpи типе pасчета "pасчетная" ко всем путям вводятся коэффициент надежности по нагpузке по СНиП 2.05.03-84* пункт 2.23.а, к "эквивалентной" и "вагонам", и динамический (1+) ко всем составляющим. Пpи типе pасчета "выносливость" ко всем путям вводится динамический коэффициент (1+2/3) ко всем составляющим. 

Расчет пролетного строения

Расчеты по прочности

Расчет по прочности элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле:

,

где: m – коэффициент условий работы по табл. 60 СНиП 2.05.03-84;

В нашем случае m=0,9.

W_n– минимальный момент сопротивления сечения нетто, определяемый с учетом эффективной ширины пояса b_ef;

æ – коэффициент, учитывающий ограниченное развитие пластических деформаций в сечении и определяемый по формулам:

при  

æ = æ₁

при

при этом: 0 £ æ £ æ₁

где: æ₁ – коэффициент, принимаемый для коробчатых, двутавровых и тавровых сечений по таблице 61 СНиП 2.05.03-84;

    – среднее касательное напряжение в стенке балки;

здесь h_w, t_w – высота и толщина балки;

; ; –для коробчатых сечений;

  – предельная поперечная сила, причем;

.

Значение касательных напряжений t в сечениях стенки изгибаемых элементов должны удовлетворять условию:

, æ₂ ;

где: t_min.ef, t_max.ef – значения минимального и максимального касательных напряжений в сечении стенки, вычисленные в предположении упругой работы.

R_y – расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию и изгибу по пределу текучести;

R_s – расчетное сопротивление стали сдвигу: ,

R_yn – нормативное сопротивление стали сдвигу по пределу текучести;

g_m – коэффициент надежности по материалу по табл. 49 СНиП 2.05.03-84.

Для стенок балок должны выполнятся условия:

;

где: s_x – нормальные (положительные при сжатии) напряжения в проверяемой точке срединной плоскости стенки, параллельные оси балки.

s_y – такие же напряжения, перпендикулярные оси балки, определяемые по формулам:

 – напряжение, действующее на внешнюю кромку крайней пластинки;

  – напряжение на границе второй и последующих пластинок;

где р - равномерно распределенное давление, принимаемое не более 19,62кН/м (2К т/м) пути;

K – класс временной нагрузки;

,

здесь: h₀ – часть высоты стенки, равная расстоянию от оси нагруженного пояса до границы проверяемой пластинки;

γ' – коэффициент, равный 1,15 при s_y = 0 и 1,10 при s_y ¹ 0;

t_xy – касательное напряжение в стенке балки в проверяемой точке.

 

 

Расчет по прочности внецентренно сжатых, сжато-изгибаемых, внецентренно растянутых и растянуто-изгибаемых элементов при изгибе в одной из главных плоскостей следует выполнять

по формуле (151) СНиП 2.05.03-84*:

где М - приведенный изгибающий момент;

y - коэффициент;

æ - коэффициент,определяемый по формулам (143)и(144) СНиП 2.05.03-84*.

Приведенный изгибающий момент М при гибкости элементов l > 60 для сечений, находящихся в пределах двух средних четвертей длины шарнирно-опертого стержня и всей длины стержня, защемленного по концам, следует определять по формуле (152) СНиП 2.05.03-84*:

 ,

где М ₁ — момент, действующий в проверяемом сечении;

N — продольная сила, действующая в проверяемом сечении со своим знаком («плюс» — растяжение);

N _е — эйлерова критическая сила в плоскости действия момента, вычисленная для соответствующих закреплений стержня; при l £ 60 допускается принимать М = М ₁.

Коэффициент y следует определять:

для элементов двутаврового, коробчатого и таврового сечений с одной осью симметрии по табл. 63 СНиП 2.05.03-84* — в случае, если напряжения в меньшем поясе (с площадью A_{f , min}) от момента и продольной силы одинаковых знаков, и по табл. 64* СНиП 2.05.03-84* — в случае, если напряжения в меньшем поясе от момента и продольной силы разных знаков;

для элементов сплошного прямоугольного и Н-образного сечений — по формуле (153) СНиП 2.05.03-84*:

;

для элементов кольцевого сечения - по формуле (154) СНиП 2.05.03-84*:

,

где .

Для других сечений, а также при других закреплениях концов элементов расчет по прочности следует производить по формуле (155) СНиП 2.05.03-84*

;

 

Расчет по прочности элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой N следует выполнять по формуле (141) СНиП 2.05.03-84*:

.

Здесь m — коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60* СНиП 2.05.03-84*.

Расчет по выносливости

Расчет на выносливость элементов стальных конструкций и их соединений следует выполнять по формулам:

,

,

где: s_max,ef  – абсолютное наибольшее нормальное напряжение (растягивающее – положительное), по формулам табл. 77 СНиП 2.05.03-84;

t_max,ef  – абсолютное наибольшее скалывающее напряжение при расчете угловых швов на срез;

g_w – коэффициент, определяемый по формуле:

,

где: ζ – коэффициент, равный 0,7 для автодорожных и городских мостов;

υ – коэффициент, зависящий от длины загружения l линии влияния при определение s_max (при l ³ 22 м υ = 1);

α, δ – коэффициенты, учитывающие марку стали и нестационарность режима нагруженности, определяются по табл. 78 СНиП 2.05.03-84.

β – эффективный коэффициент концентрации напряжений (по табл. 1 приложения 17 СНиП 2.05.03-84);

ρ – коэффициент асимметрии цикла переменных напряжений,

,

где: s_max, s_min – наибольшее и наименьшее по абсолютной величине значения напряжений, определяемые в том же сечении, что и s_max,ef.

 

Расчет прогибов

При проектировании мостов следует обеспечивать плавность движения транспортных средств, ограничив общие деформации конструкции от воздействия подвижной вертикальной нагрузки, а также за счет придания продольному профилю пути или проезжей части соответствующего очертания.

Нормами ограничиваются предельно допустимые вертикальные упругие прогибы f пролетных строений от нормативной (при g_fV =1 и (1+m)=1) временной нагрузки для железнодорожных мостов , но не более .

Указанные значения прогибов допускается увеличивать для балочных пролетных строений мостов (кроме пешеходных):

однопролетных и неразрезных (за исключением крайних пролетов пролетных строений железнодорожных мостов, опирающихся на промежуточные опоры) — на 20 %;

Предельно допустимый прогиб определяется:

=31.30см > =30.00см

Таким образом предельно допустивый прогиб не должен превышать величины 30 см.

Расчетные прогибы определяются путем загружения линии влияния прогибов нормативной временной нагрузкой, что реализовано в используемой программе для расчета пролетного строения.

 

 

Расчет покрывающего листа

Расчётная схема покрывающего листа ортотропной плиты железнодорожного пролётного строения представляет собой балку на опорах, расположенных в местах сварки продольных рёбер к покрывающему листу. Соответственно, опор в принятой расчётной схеме столько, сколько продольных рёбер в пределах покрывающего листа. Длина покрывающего листа в поперечном направлении, а следовательно и длина балки из расчётной схемы, определяются шириной распределения нагрузки через балласт.

В пределах расчетной ширины покрывающего листа расположены 7 продольных рёбер ортотропной плиты, плюс 2 фрагмента стенок главных балок. Таким образом, в расчетную схему вводим 9 опор.

Расчет покрывающего листа будем вести на ширину 1м.

На покрывающий лист ортотропной плиты железнодорожного пролётного строения действует 2 вида нагрузок:

- Равномерно распределённая нагрузка от собственного веса балласта с частями пути q_пути;

- Временная, равномерно распределённая, эквивалентная нагрузка от подвижного состава q_пс.

Определим q_пути:

Равномерно распределённая нагрузка от собственного веса балласта с частями пути q_пути действует на всей длине в поперечном направлении между бортиками балластного корыта. Соберём нагрузку, которая действует только на этот лист, Т.е. нагрузку с длины в поперечном направлении равной длине покрывающего листа, а именно 3500 (мм). В эту равномерно распределённую, постоянную нагрузку войдут следующие нагрузки от:

- щебёночной балластной призмы;

- железобетонных шпал;

- 2-ух путевых рельсов;

- 2-ух охранных контруголков;

- нагрузкой от рельсовых и контруголковых скреплений пренебрегаем ввиду очевидной малости.

Определим нагрузку от щебёночной балластной призмы:

Площадь щебёночной балластной призмы, которая лежит на покрывающем листе, определяем как:

А_щеб = (l_щеб* h_щеб)10^-2

l_щеб = 3500 мм. - длина в поперечном направлении щебёночной

       балластной призмы;

h_щеб = 275 мм - толщина щебёночной балластной призмы под шпалой;

А_щеб = 11800 см.

р_щеб = 1.7 тс/м3 - это плотность щебёночного балласта;

Окончательно получим, что равномерно распределённая нагрузка от собственного веса щебёночного балласта будет равна:

q_щеб = А_щеб*l*(р_щеб)*10^-4              q_щеб = 1.63 т/м

Определим нагрузку от железобетонных шпал:

В соответствии с Указаниями по устройству и конструкции мостового полотна на железнодорожных мостах, пункт 2.7, на мостах с охранными приспособлениями, которые устанавливаются на мостах полной длинной более 50 (м) - пункт 2.8, на 1 (км) пути укладывается не менее 2000 шпал. Значит на 1 (м) пути приходится 2 шпалы. Специальные железобетонные шпалы для мостов предназначены для укладки на мостах с ездой на балласте при необходимости устройства охранных приспособлений. Шпалы рассчитаны на укладку рельсов Р50 и Р65 на прокладках КБ-50 и КБ-65 и контруголков сечением 160х160х16. Контруголки прикрепляются к шпале при помощи путевых шурупов, завинчиваемых в деревянные вкладыши из дуба или бука. Между шпалой и контруголком укладывается резиновая или кордовая прокладка.

g_шп = 250 кг/м. - вес одной железобетонной шпалы на 1 погонный метр

пути;

n_шп = 2 шт. - это количество шпал на 1 (м) пути.

q_шп = (g_шп*10^-3)*n_шп          q_шп = 0.5 т/м

Определим нагрузку от двух путевых рельсов.

На мосту будем применять путевые рельсы широкой колеи Р65. В соответствии с сортаментом путевых рельсов, вес одного погонного метра рельса составляет:

g_рельса = 64.93 кг/м.

n_рельс = 2 шт. - это количество рельсов на пути.

q_pельс = (g_рельса*10^-3)*n_рельс             q_pельс = 0.1299 т/м

 

Определим нагрузку от двух контруголков.

На мосту будем применять контруголки, сечением 160х160х16. В соответствии с сортаментом, по ГОСТ 8509-89, вес одного погонного метра контруголка сечением 160х160х16 составляет:

g_yгол = 38.5 кг/м.

n_угол = 2 шт. - это количество контруголков на пути.

q_угол = (g_угол*10^-3)*n_угол        q_угол = 0.077 т/м

 

Итого, суммарная равномерно распределённая, постоянная нагрузка будет складываться из:

q_щеб = 2.06 т/м

q_шп = 0.5 т/м

q_pельс = 0.1299 т/м

q_угол = 0.077 т/м

q_пути = q_щеб + q_шп + q_pельс + q_угол

q_пути = 2.713 т/м

g_fпути = 1.3 - это коэффициент надёжности по нагрузке для постоянных нагрузок и воздействий, в соответствии со СНиП 2.05.03-84*, пункт 2.10*, таблица 8*.

Определим q_пс:

Ширина распределения давления - (2,7+2h)

где: 2,7 - длина шпалы в поперечном направлении,

 h - толщина балласта под шпалой.

К = 14 тс/м. - класс нагрузки;

q_пс = 8 т/м

g_fv = 1.29 - это коэффициент надёжности по нагрузке к временным нагрузкам и воздействиям, в соответствии со СНиП 2.05.03-84*, пункт 2.23*, таблица 13;

l_расч = 3500 мм - это расчётная длина покрывающего листа;

l = 3.5 м - длина загружения линии влияния;

 1+m = 1+                              

1+m = 1.42- динамический коэффициент, к вертикальной нагрузке СК, для элементов стальных пролётных строений железнодорожных мостов. Окончательно, суммарная нагрузка, действующая на покрывающий лист ортотропной плиты, будет определяться по сумме равномерно распределённой нагрузки от собственного веса балласта с частями пути q_пути и временной, равномерно распределённой, эквивалентной нагрузки от подвижного состава q_пс, с учётом коэффициентов надёжности к соответствующим нагрузкам и динамическому коэффициенту к временной нагрузке:

q_pасч = g_fпутиq_пути + g_fv (l + m)q_пс

q_pасч = 18.15 т/м

К расчёту толщины покрывающего листа ортотропной плиты железнодорожного моста принимается абсолютное значение максимального изгибающего момента, который возникает в этом листе от равномерно распределенной нагрузки, собственного веса балласта с частями пути и эквивалентной равномерной распределённой нагрузки от подвижного состава.

В соответствии со СНиП 2.05.03-84*, пункт 4.26*, расчёт по прочности элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле:

где:

М = М_max - расчётный изгибающий момент;

æ = 1 - коэффициент, учитывающий ограниченное развитие пластических деформаций в сечении;

W - минимальный момент сопротивления сечения нетто;

Ry = 3000 кгс/см2 - расчётное сопротивление стали марки 15ХСНД

m = 0.9 - коэффициент условия работы, соответствующий элементам и их соединениям в пролётных строениях и опорах железнодорожных и пешеходных мостов при расчёте на эксплуатационные нагрузки, принимаемый в соответствии со СНиП 2.05.03-84*, пункт 4.19*, таблица 60*.

W = (b*d²) / 6

b = 100 см - расчётная ширина покрывающего листа в продольном направлении;

                 

Также покрывающий лист следует проверить на максимальную поперечную силу.

 

Расчет соединений

Расчет сварных соединений

Расчет по прочности сварных стыковых соединений в случае центрального растяжения или сжатия следует выполнять по формуле:

,

где: R_wy – расчетное сопротивление по пределу текучести стыковых сварных соединений сжатию, растяжению, изгибу;

    t_w – толщина сечение стыкового шва;

   l_w – полная длина шва.

 

Прочность сварных соединений с угловыми швами при действии продольных или поперечных сил следует проверять на срез (условный) по двум сечениям:

- по металлу шва: ,

- по металлу границы сплавления: ,

где: l_w – полная длина шва;

  t_f, t_z – расчетная высота сечения шва;

  R_wf – расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва;

  R_wz – расчетное сопротивление срезу угловых швов (условному) по металлу границы сплавления.

 

Расчет по прочности сварных соединений с угловыми швами прикрепления листов пояса между собой и к стенке изгибаемых балок выполняют по формуле:

- по металлу шва: .

- по металлу границы сплавления: ,

где q – давление от подвижной вертикальной нагрузки.

 

Расчет болтовых соединений

Расчетное усилие Q_bh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом (одним болтоконтактом), определяют по формуле:

,

где: P – усилие натяжения высокопрочного болта,

m - коэффициент трения принимаемый по табл. 57 СНиП 2.05.03-84*,

g_bh – коэффициент надежности, принимаемый по таблице 83 СНиП 2.05.03-84*.

Усилие натяжения P следует определять по формуле: ,

R_bh – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта, равного ,

R_bun – наименьшее временное сопротивление высокопрочных болтов разрыву по ГОСТ 22356-77*,

A_bh – площадь сечения болта нетто,

m_bh– коэффициент условий работы высокопрочного болта при натяжении его крутящим моментом, равный 0,95.

 

Число высокопрочных ботов в соединении при действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, определяют следующим образом: ,

где n_s – число контактов в соединении.

 

Расчет опоры

Расчет опоры по прочности

После определения усилий от данных нагрузок расчетное усилие определяется с учетом коэффициентов сочетания. Коэффициенты сочетания определяются по

приложению 2 СНиП 2.05.03-84*.

Определив максимальные усилия в опоре, производится её расчет на прочность как изгибаемого железобетонного элемента по п. 3.70* и 3.54* СНиП 2.05.03-84*.

Расчет по прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов таврового, двутаврового и коробчатого поперечного сечений с плитой в сжатой зоне с эксцентриситетом е _s > r при x > h ¢ _f и x £ x _y следует производить, используя условие

и определять величину e ₀ по формуле

,                                              

где N — продольная сила;

h — коэффициент, определяемый по п. 3.54*;

e — расстояние от точки приложения силы N до равнодействующей усилий в растянутой арматуре;

e _c — начальный эксцентриситет продольной силы N относительно центра тяжести всего сечения (с учетом случайного эксцентриситета согласно п. 3.52*):

s _pc — сжимающее напряжение в напрягаемой арматуре, расположенной в зоне, сжатой от внешней нагрузки, согласно п. 3.61*.

Высоту сжатой зоны бетона х необходимо определять по формуле

.

Знаки при усилиях в формуле соответствуют расположению силы N вне сечения.

 

3.8. Конструктивные требования

Общие положения

При проектировании стальных конструкций необходимо:

- учитывать возможности технологического и кранового оборудования заводов-изготовителей стальных конструкций, а также подъемно-транспортного и монтажного оборудования строительных организаций;

- разделять конструкции на отправочные элементы из условий выполнения максимального объема работ на заводах-изготовителях с учетом грузоподъемности и габаритов транспортных средств:

- предусматривать связи, обеспечивающие в процессе транспортирования, монтажа и эксплуатации устойчивость и пространственную неизменяемость конструкции в целом, ее частей и элементов;

- осуществлять унификацию монтажных блоков и элементов, а также узлов и расположения болтовых отверстий;

- обеспечивать удобство сборки и выполнения монтажных соединений, предусматривая монтажные крепления элементов, устройство монтажных столиков и т.п.;

- учитывать допуски проката и допуски заводского изготовления;

- предусматривать применение автоматической сварки под флюсом и фрикционных соединений на высокопрочных болтах.

Сечения элементов

Наименьшая толщина деталей элементов пролетных строений и опор принимается по расчету на прочность, устойчивость, выносливость, жесткость и динамику, но не менее указанной в табл. 85 п.4.122 СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы».

Наибольшая допустимая толщина проката в сварных элементах из углеродистых и низколегированных сталей-60мм, в стыковых накладках и узловых фасонных листах при фрикционных соединениях-16мм.

 

Ребра жесткости

В опорных сечениях, в местах передачи сосредоточенных, расположения поперечных связей в сплошных изгибаемых балках должны быть предусмотрены поперечные ребра жесткости из полос, уголков или тавров.

Промежуточные поперечные, а также продольные ребра жесткости следует предусматривать в соответствии с расчетом местной устойчивости стенок для стадий изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации.

В пролетных строениях мостов всех назначений допускается расположение ребер на одной стороне стенки, а также расположение односторонних поперечных и продольных ребер с разных сторон стенки.

В ребрах жесткости, приваренных к стенке балки, в местах их примыкания к поясам балки, к ребрам жесткости другого направления, приваренным к стенке балки, необходимо предусматривать скругленные вырезы высотой 120 и шириной 50 мм; у опорных ребер жесткостм допускается уменьшать ширину выреза до 30 мм, а высоту — до 50 мм.

В местах передачи сосредоточенных сил следует предусматривать пригонку торцов ребер жесткости к листу пояса балки.

Концы промежуточных поперечных ребер жесткости сварных балок должны, как правило, плотно примыкать к поясным листам балок. Для обеспечения этого допускается во всех мостах постановка на концах ребер специальных переходных деталей, в железнодорожных мостах — применение уголковых ребер жесткости, прикрепленных к стенке с помощью фрикционных соединений, а в автодорожных, городских и пешеходных — приварка ребер к поясам.

Ребра жесткости должны быть прикреплены сплошными двусторонними швами.

Ребра жесткости и швы, прикрепляющие их к стенке, в местах пересечения стыковых швов стенки прерывать не допускается.

В конструкциях с фрикционными соединениями должна быть обеспечена возможность свободной постановки высокопрочных болтов, плотного стягивания пакета болтами и закручивания гаек с применением динамометрических ключей и гайковертов.

Монтажные стыки продольных ребер верхних ортотропных плит следует размещать в трети пролета между поперечными ребрами и предусматривать, как правило, фрикционными с выполнением отверстий в заводских условиях.

 

 

Введение

Охрана труда – это система законодательных социально-экономических, организационных, технических, санитарно-гигиенических мероприятий по созданию условий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Строительно-монтажные работы должны выполняться с соблюдением требований, изложенных в главе 4 СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве», а также в СНиП 12-03-2001 “Безопасность труда в строительстве”. При разработке проектов организации строительства (ПОС) и проектов производства работ (ППР) соблюдение указанных правил обязательно. Производство СМР без указанной документации не допускается. В ПОС и ППР отражаются мероприятия в виде инженерных решений, позволяющих вести работы экономично, с высокой производительностью труда.

В современных условиях индустриального производства основным видом работ на строительных площадках являются земляные, монтажные, погрузочно-разгрузочные, отделочные и электротехнические работы.

При строительстве данного моста возникают различные проблемы, связанные с безопасностью жизнедеятельности. Выделим несколько разделов, на которые следует обратить внимание:

ü Так как грунт основания представляет собой скальную породу, его разработка ведется буровзрывным способом. Необходимо предусмотреть технику безопасности при ведении взрывных работ.

ü Монтаж пролетного строения ведется методом продольной надвижки, что также требует внимания с точки зрения безопасности жизнедеятельности.

ü Организация строительной площадки и рабочих мест напрямую связана с вопросами безопасности.

ü Так как район, в котором будет эксплуатироваться строящийся мост, является сейсмоопасным, необходимо предусмотреть антисейсмические устройства для защиты моста от воздействия возможных землетрясений.

Требования безоп