Общие положения проектирования мостов. Нагрузки и воздействия. Классификация нагрузок. Прочие временные нагрузки и воздействия. Нормативная ветровая нагрузка, страница 2

            Архитектурные требования -  сводятся к тому, чтобы форма сооружения, его общий вид и отдельные детали соответствовали современным представлениям о красоте и гармонировали с окружающей местностью или городской застройкой, удовлетворяли эстетическим требованиям.

            Основы расчета строительных конструкций по методу предельных состояний.

Несущие конструкции  и основания мостов и труб необходимо рассчитывать на действие постоянных нагрузок, и на не благоприятное сочетание воздействий временных нагрузок с обеспечением необходимых запасов.

         В настоящее время применяют способ расчета мостов и труб – по методу предельных состояний. Этот метод был разработан 1955 году в России Стрелецким Н.С., Гвоздевым А.А. и  др..

Предельным состоянием называют такое состояние  конструкции, при котором она перестаёт удовлетворять эксплуатационным требованиям.

Цель расчета - предотвратить наступление предельных состояний конструкций. Предельные состояния подразделяют на две группы.

При наступлении предельных состояний  первой группы,  дальнейшая эксплуатация сооружения не возможна. Общее условие недопустимости наступления первой группы предельного состояния имеет вид:

N≤Ф(R,A,m),

    где N – величина какого-либо внешнего воздействия,

   Ф – несущая способность сооружения в целом или его элемента, которая зависит от:

R - прочностных характеристик применяемого материала;

    А -  геометрических размеров  сооружения или его элемента;

m – коэффициент условия работы.

При наступлении второй группы предельных состояний становится невозможной нормальная эксплуатация сооружения.

Нормальной считается такая эксплуатация мостов, при которой обеспечивается бесперебойное движение транспорта с установленными скоростями и при этом не требуется дополнительных расходов на их содержание.

        По второй группе предельных состояний расчет ведут по трещиностойкости из условия:

                                                                       acr ≤ [ Δar],

     где acr – величина раскрытия трещины в железобетонных конструкциях,  вызываемая нагрузкой,

        Δar – предельно допустимое раскрытие трещины.

        По второй группе предельных состояний мосты рассчитываются путем ограничений деформаций (прогибов, углов поворота, колебаний). При этом должно выполняться условие:

f ≤ fпред,

     в котором f– деформация, вызываемая нагрузками,

fпред – предельно допускаемая деформация

Лекция №4
Нагрузки и воздействия.

Классификация нагрузок.

Все нагрузки подразделяются на постоянные и временные. В свою очередь, временные подразделяются на: временные от подвижного состава и пешеходов и прочие временные.

          К ПОСТОЯННЫЕМ НАГРУЗКАМ ОТНОСЯТСЯ:

1. Собственный вес конструкции.
2. Давление грунта от веса насыпи.
3. Воздействие предварительного напряжения (п.2.5).
4. Гидростатическое воздействие (2.7).
5. Воздействие усадки и ползучести бетона (2.8).
6. Воздействие осадки грунта (2.9).

Временные нагрузки от подвижного состава.
    4.3.1 Нормативная временная вертикальная нагрузка от подвижного состава .
     Нормативную временную нагрузку от подвижного состава следует принимать  с учетом перспективного развития железнодорожного транспорта в виде объемлющих максимальных эквивалентных нагрузок u кН/м, полученных от отдельных групп сосредоточенных грузов весом до 24,5К (кН) и равномерно распределённой нагрузки интенсивностью 9,81К (кН/м). В основу её положен 8-осный перспективный электровоз  и 16-осный транспортёр в различных сочетаниях с тяжелой вагонной нагрузкой (СНиП 02.05.03-84*, п. 2.11, прилож.5*). Временная вертикальная нагрузка от подвижного состава железных дорог принимается по условной схеме СК  (где К – класс нагрузки), введенной в нашей стране в 1962 году.

Формула для определения величины эквивалентной нагрузки u в кН/м :
u=(9,807+10,787/e^0,04l+43,149/l²)(1-a/4)К, кН/м
 е =2,718 – основание натурального логарифма;
 К – класс нагрузки;
 l– длина загружения;
a – положение линии влияния (a =0, т.е. положение вершины л.в. над опорой, и при a =0,5 – для положения вершины в середине пролета. Для промежуточных значений a данные определяются по интерполяции).
                                           a =a/l ≤0,5;
a – проекция наименьшего расстояния от вершины до конца линии влияния.
   Для капитальных сооружений К=14, для деревянных К=10.
 Табличные значения эквивалентной нагрузки даны для треугольных линий влияния при загружении однозначных и отдельных участков двухзначных линий влияния.

    Для других линий влияния к начальным значениям u вводится  коэффициент искаженности y, который учитывает отношение площади треугольной линии влияния к площади рассматриваемой линии влияния при одинаковых длинах и при одинаковых их наибольших ординатах (СНиП приложение 5. п 3*,4).
     Временная вертикальная равномерно распределенная нагрузка, приходящаяся на 1 пог. метр пути от порожнего подвижного состава, принимается равной 13,73 кН/м, от груженных  вагонов - 9,81К кН/м.

     4.3.2 Схемы загружения линий               влияния вдоль оси моста.
В соответствии с очертанием линий влияния и значений величины a и l для участков следует загружать u  кН/м:
- два участка рассматриваемого знака, расположенные рядом или разделённые участком иного знака, при общей длине этих участков менее 80 м;
- один участок рассматриваемого знака при длине  80 м и более;
- остальные участки того же знака нагрузкой 9,81 К кН/м пути.
Разделяющие участки иного знака следует загружать 13,73 кН/м пути, а при наличии таких участков длиной до 20 м один из них не загружают.

 При езде на балласте при длине загружения менее 25 метров  альфа =0.5

Лекция 5

4.3.3 Нормативную горизонтальную нагрузку от торможения (сил тяги) принимают  равной 10% от веса нормативной вертикальной нагрузки СК при a =0,5 (п.2.20*). В многопутных мостах её учитывают с одного пути при двух путях, с двух путей при трех путном движении.
4.3.4 Нормативную продольную  горизонтальную нагрузку от ударов подвижного состава принимают равной 0,59К кН/м независимо от числа путей. Она  считается приложенной в уровне головки рельса (п.2.19*а).
4.3.5 Давление грунта от подвижного состава принимают:
            вертикальное давление  - Pu = u /(2.7+h)
            горизонтальное давление – Ph= Pu t n  (п.2.17).
4.3.6 Горизонтальные поперечные нагрузки от центробежных сил –
                                     u h=180/r* u ≤0,15 u при С14 (п.2.18*).
 r -радиус кривой.