Металлический мост. Составление вариантов железнодорожного моста. Расчёт пролётного строения, страница 3

Gоп = 1,1*(22,848 + 603,0 + 298,75)*2,4 = 2440,939 тс;

Nвр = 1,1*1,0*14*(89,10 + 89,10)/2 = 1372,14 тс;

åN = 682,682 + 2440,939 + 1372,14 = 4495,761 тс

Gc = 1,1*2,4*(3,14*1,62/4)*25 = 132,7 тс

При применении 15 свай диаметром 1,6 м, длиной 25 несущая способность сваи по грунту составит Fd = 700 тс

642 тс < 700 тс          Условие выполняется.

Принимаем 15 свай диаметром 1,6 м и длиной 25 м под опору.

Объемы работ и определение стоимостей конструктивных элементов моста приведены в таблице 5.             

Определение общей стоимости моста приводится в таблице 6.

1.4   Сравнение вариантов.

Сопоставление капитальных затрат по вариантам приведено в таблице 7.

Самым экономичным по капитальным затратам оказался мост по первому варианту.

2.   Расчет пролетного строения.

2.1    Расчет продольных и поперечных балок проезжей части.

2.1.1.    Определение расчетных усилий.

Проезжая часть пролетных строений работает в сложных условиях. Через мостовое полотно она непосредственно воспринимает местную нагрузку от подвижного состава и, связана с главными фермами, взаимодействует с ними и воспринимает дополнительные усилия от совместной работы с ездовыми поясами главных ферм.

Определим сначала усилия в продольных и поперечных балках, необходимые для их расчета на прочность.

Рис. 2.1. Расчетная схема продольной балки.

  Собственный вес двух продольных балок с учетом веса связей между балками можно ориентировочно определять по формуле:

где d– панель продольной балки.

Расчетная постоянная нагрузка на одну балку при расчете на прочность будет равна:

   где pмпсобственный вес мостового полотна.        pмп=2,3 тс/м.

        .

Находим эквивалентные нормативные временные нагрузки на продольные балки заданного класса q0.5 и q0, и коэффициенты к ним γ f,q  и 1+μ.

γ f,q= 1,3--1,267.

1+μ=1+;

1+μ=1+1,44.

q0.5 =21,39 тс/м;               q0=24,44 тс/м;

Расчетные усилия в продольной балке при расчете на прочность определяют по

формулам.

Наибольший изгибающий момент в середине пролета:

М0,5=(p*d2)/8+0.5*γ f,q  *(1+ μ)*( q0.5* d2)/8.

М0,5 =(1,73*112)/8+0,5*1,267*1,44*(21,39*112)/8=321,3  тс*м.

Наибольшая поперечная сила у опоры:

Q0=(p*d)/2+0.5*γ f,q *(1+ μ)*( q0* d)/2.

Q0=(1,73*11)/2+0,5*1,267*1,44*(24,44*11)/2=132,14  тс.

где q0.5, q0 – эквивалентная временная вертикальная нагрузка для линий влияния с параметрами λ=d и α, равными соответственно 0,5и 0;

0,5 – коэффициент, учитывающий распределение временной нагрузки на две продольные балки.

При расчете поперечной балки в качестве расчетной схемы можно принимать свободно опертую балку на двух опорах с пролетом, равным расстоянию между осями главных ферм B.

 Поперечная балка воспринимает собственный вес и давления Д от продольных балок в смежных панелях. По сравнению с этими силами собственный вес поперечной балки невелик, и при эскизных расчетах им можно пренебречь.

Наибольший изгибающий момент в пролете на участке b при расчете на прочность:

  где w  - площадь линии влияния Д.

Значения γ f,q , 1+μ и q определяются для линий влияния при λ=2d и α=0,5.

Вычисляем значения γ f,q , 1+μ и q:

γ f,q= 1,3-1,234;

1+μ=1+1,34;

q=17,98тс/м.                     b=1,7 м.

Определяем силовые воздействия Д на поперечную балку:

Д=1,73*11+0,5*1,234*1,34*17,98*11=182,55 тс.

Изгибающий момент и перерезывающая сила в поперечной балке соответственно равны:

М=182,55*2,05=374,22 тс*м.          Q=182,55 тс.

2.1.2.   Подбор сечений.

  Сечения балок принимаются двутавровыми. С целью обеспечения более простой и надежной конструкции прикрепления продольной и поперечной балок их высоты целесообразно принять одинаковыми. Материал пролетного строения сталь марки 15ХСНД, поставляемые в термоулучшенном состоянии. Расчетное сопротивление по пределу текучести 3000 кгс/см2 при толщине проката от 8 до 32 мм. 

2.1.2.1 Подбор сечения продольной балки           

Высоту балки назначаем h=1600 мм.

            Размеры балки принимаем: В=300 мм

                                                   tст=12 мм

                                                   tпол=20 мм.

            Принимаем высокопрочные болты диаметром dб=22 мм,               тогда отверстие под болт принимаем диаметром d=25 мм.

Ix=2[(93,6*392)+(60*792)+(1,2*783)/12+(30*23)/12] =1128602 см4          

∆I=4*[(2,5*23)/12+2,5*2*792] = 124827 см4

In= Ix-∆I=1128602-124827 = 1003775 см4

Wn= 2*In/h=2*1003775/160 = 12547,2 см3

            

 

Проверка выполнена.

Проводим проверку по максимальным касательным напряжениям:

,   

=1,25-0,25*(τmin,ef/ τmax,ef),    

где Q – перерезывающая сила

Q=132,14  тс;

τmin,ef/ τmax,ef-значения минимального и максимального напряжений в    сечении стенки.                                                                                                                                     Χ2-коэффициент, учитывающий неравномерность     распределения в стенке касательных напряжений;

                        S– статический момент балки

                           S-8390,4 см4

I – момент инерции балки

                        I – 1128602 см4

                         tст – толщина листа стенки

                          tст=1,2 см;

                         Rs – расчетное сопротивление на сдвиг по пределу текучести

Rs=0.58·Ry;

S0.5 г.л=F2* y2.                    S0.5 г.л=60*79 =4740 см3

S0.5 в.л= F1* y1                 S0.5 в.л=93,6*39=3650,4 см3

Sn= S0.5 г.л                         ∑S0.5 =8390,4 см3

τmin,ef=(Q*Sn)/(Jx*t)              τmin,ef=(132,14*4740*)/(1128602*1,2) = 463,39

τmax,ef=(Q*∑S0.5)/(Jx*t)             τmax,ef=(132,14*8390,4*)/(1128602*1,2) = 818,64

=1,25-0,25*(463,39/818,64)=1,108

<

Проверка выполнена:

2.1.2.2.  Подбор сечения поперечной балки

Высоту балки назначаем h=1600 мм.

            Размеры балки принимаем: В=350 мм

                                                   tст=12 мм