Определение внутренних усилий в сечениях устоев, страница 2

            Продольную горизонтальную нагрузку от торможения (силы тяги) принимают в размере 10% от веса временной эквивалентной нагрузки, находящейся на пролетном строении и на устое; силу торможения от временной нагрузки на призме обрушения не учитывают. В отличие от промежуточных опор в расчетах устоев считают, что сила торможения передается на устой не через опорные части как было указано раньше, а через верхнее строение пути. Поэтому силу торможения считают приложенной в уровне головки рельса. При этом, как и в расчетах промежуточных опор, при двух железнодорожных путях силу торможения принимают с одного пути, а при трех и более путях – с двух путей с учетом коэффициента s₁ (см. п.3.1.3)_.

                  Силу торможения, передающуюся на устой, учитывают только с участков, загружаемых эквивалентной нагрузкой. Продольная ветровая нагрузка передается на устой через неподвижные опорные части.

                  При определении горизонтального давления грунта на заднюю грань однопутного устоя от временной нагрузки на насыпи приняты такие допущения:

под шпалами, т.е. на длине 2,7 м, временная нагрузка распределена равномерно,

при этом давление на единицу площади, кПа:

                                                              .                                                                                      (3.78)

        В теле насыпи горизонтальное давление грунта, вызываемое временной нагрузкой

на призме обрушения, распределяется под углом  к вертикали (рис. 3.31).

            Эпюра распределения давления на заднюю грань устоя при постоянной его ширине b имеет вид, показанный на рис. 3.31,а. В верхней части устоя эпюра имеет участок высотой h₁ с постоянной ординатой, так как ширина распределения вертикального давления b_vx на этом участке меньше ширины устоя b и горизонтальное давление на этот участок передается полностью. Равнодействующую этого давления F_v1 подсчитывают по формуле:

                                                              ,                                                                            (3.79)

где  - коэффициент нормативного бокового давления грунта, определяемый по формуле 3.76,а.

                                                              

                  На глубине h_x, большей h₁, ширина распределения давления, м

превышает ширину устоя b и на устой передается лишь часть горизонтального давления грунта. Эпюра давления на устой получает криволинейное очертание. Равнодействующую этого давления подсчитывают по формуле:

                                                                  .                                                      (3.80)

                  Расстояние z₁ и z₂  (см. рис. 3.30) от линии действия сил F_v1 и F_v2 до рассматриваемого сечения устоя определяют по формулам:

                                                                    ,                                                                           (3.81)

                                                      ,                                                                  (3.82)

                  Значения коэффициентов  и  принимают в зависимости от величины h, а коэффициенты  и  - в зависимости от h₁ по рис. 3.31, либо по таблице, приведенной в СП 35.13330.2011.

                  В двухпутных устоях при загружении одного пути распределенное давление на устой заменяют сосредоточенными силами  (рис. 3.30,б), подсчитываемыми по формулам:

                                           (3.83)

                  В этих формулах: h₁, h₂ – расстояния, измеряемые от подошвы шпалы до концов участков, в пределах которых площадь давления на устой имеет переменную ширину; b, b₁ – соответственно расстояния от оси пути до ближайшей и до наиболее удаленной боковой грани устоя.

                  Расстояния от линии действия сил F_v1 и F_v2 до рассматриваемого сечения определяют как в однопутном устое, а от линии действия сил F_v3 и F_v4 подсчитывают по формулам:

                                                           ,                                                                                   (3.84)

                                                 ,                                                                  (3.85)

                  Значения коэффициентов  и  принимают в зависимости от h₂, также по графику (рис. 3.31), либо по таблице в СП 35.13330.2011.

                  При невысоких устоях расстояние h₂ может оказаться больше высоты устоя h (рис. 3.30, б). В этом случае принимают F_v4=0, а силу F_v3 подсчитывают по формуле:

                                                              ,                                                                           (3.86)

                  При загружении временной нагрузкой обоих путей, нагрузку от подвижного состава, как вертикальную, так и горизонтальную, учитывают с коэффициентом s₁.

                  При расположении на устое неподвижных опорных частей учитывают силу торможения, но принимают ее, как было указано ранее, не в уровне опорных частей, а в уровне головки рельса. При этом учитывается и действие ветровой нагрузки на пролетное строение, передающейся на устой через неподвижные опорные части. При подвижных опорных частях учитывают возникающие в них силы трения, величину которых определяют по формулам (3.73 или 3.74) с учетом типа опорных частей.

                  Горизонтальную постоянную нагрузку от собственного веса грунта принимают в виде сосредоточенной силы F_hg, подсчитываемой по формуле (3.77).

                  Случаю, когда горизонтальные силы, вызываемые временными нагрузками, действуют в сторону насыпи, для разрезных балочных пролетных строений соответствуют три последние схемы, приведенные на рис. 3.32,б. Нагрузки от подвижного состава на устое (вертикальную силу и силу торможения) учитывают в том случае, если они создают момент того же знака, что и тормозная сила на пролетном строении, направленная в сторону насыпи.

                  Следует иметь в виду, что в расчетах на прочность и устойчивость формы коэффициенты надежности по нагрузке  для постоянных нагрузок для первого и второго случая загружения будут иметь разные значения. Если конкретная постоянная нагрузка создает момент относительно центра тяжести рассматриваемого сечения того же знака, что и момент, вызываемый временными горизонтальными нагрузками, принимают ; если эти моменты имеют разные знаки,