Висячие и вантовые мосты. Расчет элементов проезжей части. Подбор сечений балки жесткости, вант и пилона, страница 19

7      0.020      3.000     6.960     1.250       1       0.000

8      2.500      0.020     8.450     0.010       1       0.000

Геометрические характеристики сечения:

F=  6.6960000000E-01 кв.м

xc=  0.0000000000E+00 м  yc=  1.6740860215E+00 м

Ix=  7.0456710865E-01 м^4  Iy=  3.5551124480E+01 м^4

Ixy=  9.0949470177E-13 м^4  Ik=  6.8396800000E-04 м^4

rx=  1.0257781880E+00 м  ry=  7.2864996521E+00 м

Imax=  3.5551124480E+01 м^4  Imin=  7.0456710865E-01 м^4

alfa= -2.6099987212E-14 рад.

Wxv=  8.4085852095E-01 м^3  Wxn=  4.2086672942E-01 м^3

Wyp=  3.0914021287E+00 м^3  Wyl=  3.0914021287E+00 м^3

Wk=  4.2748000000E-03 м^3

Sx=  3.1179288288E-01 м^3  Sy=  2.1497320000E+00 м^3

xu=  0.0000000000E+00 м  yu= -5.8092738935E-01 м

Iom=  4.2714891347E+01 м^6

5.2.2 Расчет на прочность

Проверка по нормальным напряжениям ведется из условия:

, где

M_i^ПР – расчетный изгибающий момент в данном сечении при расчете на прочность;

W_n – момент сопротивления сечения нетто;

m= 0,9 – коэффициент условий работы;

R_Y – расчетное сопротивление материала.

Проверка по касательным напряжениям ведется из условия:

, где

Q – расчетная поперечная сила;

S – статический момент сдвигаемой части сечения брутто;

χ=1,05 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений;

I_x – момент инерции сечения брутто;

t_ст  - толщина стенки;

Проверим балку в двух сечениях: по максимуму изгибающего момента и поперечной силы.

1. по нормальным напряжениям (элемент №7):

2. по касательным напряжениям (узел №5):

Видно, что при работе на изгиб имеется большой запас прочности сечения, но по касательным напряжениям сечение работает в полную силу, поэтому нет смысла уменьшать размеры балки жесткости.

По следующей формуле проведем проверку главных напряжений:

При расчете на прочность видно, что при хорошей работе на поперечную силу, система имеет большие запасы при работе на изгибающий момент, однако проверка по главным напряжениям подтвердила оптимальность выбранного сечения.

5.3 Расчет пилона

Проверим сечение пилона по прочности с учетом совместного действия продольной силы и изгибающего момента по следующей формуле:

Сталь класса 15ХСНД

Рассчитывается сечение пилона в уровне проезжей части.

5.4 Расчет  сечения вант

№п/п	Nв т	γ	D мм	Nр т	nк
16	1835	1,6	70	452	7
17	1236	1,6	70	452	5
18	836	1,6	70	452	3
19	860	1,6	70	452	4
20	1358	1,6	70	452	5
21	1490	1,6	70	452	6
22	1492	1,6	70	452	6
23	1359	1,6	70	452	5
24	858	1,6	70	452	4
25	881	1,6	70	452	4
26	1255	1,6	70	452	5
27	1783	1,6	70	452	7

5.4 Расчет  монтажного стыка балки

Усилие, воспринимаемое одним болтом крайнего горизонтального ряда от действия изгибающего момента:

       

Усилие, воспринимаемое каждым болтом от действия поперечной силы:

Полное усилие на один болт крайнего ряда составит:

Условие выполнено.

Список литературы:

1.  Протасов К. Г. “Металлические мосты”, 1973г

2.  Смирнов В. Н. мет. указ. “Железобетонные мосты”, 1986г

3.  Владимирский С.Р. “Составление вариантов металлического моста”, 1996г

4.  Владимирский С.Р. “Стальные пролетные строения мостов с ортотропными плитами”, 2000г.

5.  Максарев Е. Д. мет.указ. “Технико-экономическая характеристика висячих и вантовых мостов”, 1988г.

6.  Петропавловский А. А. “Вантовые мосты”, 1985г.

7.  Качурин В. К., Брагин А. В., Ерунов Б. Г. “Проектирование висячих и вантовых мостов”, 1971г.

8.  СНиП 2.05.03-84^* “Мосты и трубы”