Основные положения проектирования и расчета стальных конструкций мостов. Основные требования к проекту моста. Нагрузки и воздействия. Коэффициенты к нагрузкам

Страницы работы

Содержание работы

Лекция 2 часть 1

Основные положения проектирования и расчета стальных конструкций мостов. Основные требования к проекту моста. Нагрузки и воздействия. Коэффициенты к нагрузкам.

Мост должен быть запроектирован таким образом, чтобы он на протяжении проектного срока службы имел соответствующий уровень надежности, аего стоимость была минимальной. Конечно это несколько упрощенный подход, он касается только линейных сооружений, для городских мостов весьма важным фактором при выборе варианта является его внешний вид и восприятие с окружающей застройкой. Последние факторы для города всегда являются определяющими, а стоимость уходит на второй план.

На протяжении проектного срока службы мост должен:

- оставаться способным выполнять свою основную функцию – транспортное сообщение;

- выдерживать все воздействия, которые могут возникнуть при его возведении и эксплуатации.

Воздействия нагрузок, при которых сооружение должно выполнять возлагаемые на него функции необходимо рассматривать как различные проектные ситуации, что также называют сочетания нагрузок.

Воздействия и сочетания нагрузок назначаются в соответствии со СНиП 2.05.03-84*, рассмотрим основные нагрузки и воздействия, которые необходимо учитывать при расчете мостов.

Постоянные нагрузки.

1.  Собственный вес конструкций;

2.  Воздействие предварительного напряжения (в том числе регулирования усилий);

3.  Давление грунта от веса насыпи;

4.  Гидростатическое давление;

5.                Воздействие усадки и ползучести бетона ;

6.                Воздействие осадки грунта .

Временные нагрузки.

7.  От подвижного состава и пешеходов;

8.  Давление грунта от подвижного состава  ;

9.                Горизонтальная поперечная нагрузка от центробежной силы ;

10.  Горизонтальные поперечные удары подвижного состава;

11.                Горизонтальная продольная нагрузка от торможения или силы тяги  .

Прочие нагрузки

12.  Ветровая нагрузка;

13.  Ледовая

14.  Нагрузка от навала судов

15.  Температурные климатические воздействия

16.  Воздействие морозного пучения грунта   

17.  Строительные нагрузки

18.  Сейсмические

При учете воздействия двух или нескольких временных нагрузок уменьшение вероятности одновременного максимального воздействия от них учитывается коэффициентами сочетаний, меньшими единицы.

Коэффициенты сочетания (h) к постоянным нагрузам не вводятся. При учете только одной временной нагрузки принимается h=1. При учете двух и более указанных нагрузок к нагрузке, оказывающей большее влияние принимается h=0,8, к остальным – 0,7. При этом сравниваются воздействия от нормативных нагрузок.

Для обобщенного силового фактора основные, наиболее часто применяемые в расчетах сочетания нагрузок можно ограничить тремя:

1.  Sпостоянная + Sвременная

2.  Sпостоянная + 0,8 Sвременная +0,7 Sтемпература

3.  Sпостоянная + 0,8 Sвременная +0,7 Sветра

Для практического применения в обычных условиях трех указанных сочетаний как правило достаточно, однако при этом сооружение также должно быть проверено на независимое максимальное воздействие каждой из перечисленных нагрузок, при отсутствии других.

Понятие проектный срок службы в СНиП 2.05.03-84* отсутствует, однако в проекте Eurocode ENV 1991-1 и проекте новых норм проектирования мостов России эти понятия введены, хотя и трактуются несколько по-разному.

Eurocode ENV 1991-1 понимает под проектным сроком службы предвиденный период, на протяжении которого сооружение должно быть использовано по назначению без существенного ремонта, при условии надлежащего содержания. Этот срок для мостов 100 лет, если компетентная власть страны сооружения не решит иначе.

В проекте новых норм проектирования мостов России этот срок сформулирован как календарная продолжительность от начала эксплуатации мостового сооружения, или ее возобновление после реконструкции или ремонта, до перехода в предельное состояние. Срок службы нормируется для отдельных элементов моста.

Уровень надежности мостовых конструкций определяется для двух групп предельных состояний.

1 группа предельных состояний характеризуется аварийным разрушением конструкций, которое может быть вызвано такими факторами:

- потеря прочности;

- потеря устойчивости формы;

- потеря устойчивости положения;

- потеря выносливости.

2 группа предельных состояний характеризуется усложнением или ограничением нормальной эксплуатации моста, что обуславливается такими факторами:

- чрезмерные деформации конструкций от статической временной нагрузки;

- опасные для конструкции колебания (типа флаттера, галопирования с большими амплитудами), а также попадание собственных периодов колебаний конструкций в запрещенные СНиП 2.05.03-84* диапазоны от 0,45 до 0,60 с — в вертикальной и от 0,9 до 1,2 с — в горизонтальной плоскостях. Расчетный период собственных поперечных горизонтальных колебаний для балочных разрезных металлических и сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов должен быть (в секундах) не более 0,01l (l — пролет, м) и не превышать 1,5 с.

- образование усталостных трещин в неосновных элементах конструкции;

- появление трещин в железобетонной плите проезжей части с величиной раскрытия более 0,02 см;

- потеря устойчивости формы неосновных элементов (связи, местная устойчивость стенки балок и т.п.);

- чрезмерная коррозия, существенно ослабляющая сечения элементов;

Как правило, при появлении предельных состояний второй группы должны быть приняты меры к их устранению, т.к. несвоевременное устранение приведет к их переходу в предельные состояния первой группы.

Есть также факторы, которую напрямую не относятся ко второй группе предельных состояний, но которые могут привести к быстрому появлению факторов второй и даже первой группы:

- высокая вибрация гибких элементов.

- разрушение защитного слоя железобетонных элементов;

-разрушение покрытия проезжей части, элементов деформационных швов, барьерного и перильного ограждения

Понятие надежность конструкции можно сформулировать с точки зрения рассмотренных выше предельных состояний, т.е. таких, при которых сооружение теряет свою несущую способность и не в силах сопротивляться внешним воздействиям, или перестает удовлетворять предъявляемым требованиям.

К нагрузкам на сооружение, кроме коэффициентов сочетаний, о которых упоминалось выше, должны учитываться также коэффициенты надежности по нагрузке (как для постоянных, так и для временных нагрузок), а для временных нагрузок от подвижного состава автомобильных и железных дорог также и коэффициенты динамики.

Похожие материалы

Информация о работе