Металлический мост под однопутную железную дорогу

Петербургский государственный университет

путей сообщения

Кафедра «Мосты»

Курсовой проект.

«Металлический мост под однопутную железную дорогу»

Пояснительная записка.

Выполнил:                                                                       студент группы МТ-003

Гавриков М.В.

К защите:                                                                         Прокопович В.С.

Принял:                                                                            Кондратов В.В.

Санкт-Петербург

2004

Содержание:

    Исходные данные…………………………………………………………………….2

1. Разработка вариантов……………………………………………………………….4

1.1. Вариант 1………………………………………………………………………...4

1.2. Вариант 2………………………………………………………………………...8

1.3. Вариант 3………………………………………………………………………...11

2. Расчет пролетного строения под однопутную железную дорогу………………14

2.1. Расчет продольных и поперечных балок проезжей части……………….14

2.1.1 Определение усилий в продольных и поперечных балках при расчетах

 на прочность…………………………………………………………………….14

2.1.2. Подбор сечений балок……………………………………………………....15

2.1.3. Прочностные расчеты продольных и поперечных балок………………...17

2.1.4. Подбор сечения «рыбки»…………………………………………………...19

2.1.5. Расчет прикреплений балок………………………………………………...19

2.2. Расчет элементов главных ферм......................................................................21

2.2.1 Определение усилий в элементах фермы…………………………………..21

2.2.2. Подбор сечений элементов главных ферм………………………………...23

2.2.3. Расчет прикреплений элементов ферм в узле……………………………..23

Используемая литература……………………………………………………………..27

2. Расчет пролетного строения под однопутную железную дорогу.

2.1. Расчет продольных и поперечных балок проезжей части.

Расчетная временная вертикальная нагрузка класса С12.Материал пролетного строения – сталь марки 15ХСНД с расчетным сопротивлением  R_y = 295 МПа (3000 кг/см²) при толщине проката 8…32 мм. Монтажные соединения выполняются на высокопрочных болтах d = 22 мм из стали 40Х с расчетным сопротивлением R_bh = 760 МПа (7700 кг/см²). Мостовое полотно – безбалластное на железобетонных плитах.

2.1.1 Определение усилий в продольных и поперечных балках при расчетах на прочность.

Нормативные постоянные нагрузки на продольные балки:

Расчетная постоянная нагрузка на одну продольную балку:

Находим эквивалентные нормативные временные нагрузки на продольные балки заданного класса  и   и коэффициенты к ним  и  :

Расчётные усилия в продольной балке при расчете на прочность:

- наибольший изгибающий момент в середине пролета:

-наибольшая поперечная сила у опоры:

Наибольшие усилия в поперечной балке при расчете на прочность:

Вычисляем  значения , ,  :

; 

Определяем силовые воздействия Д на поперечную балку:

Изгибающий момент и перерезывающая сила в поперечной балке соответственно равны:

1.2. Подбор сечений балок.

Сечения балок принимаем двутавровыми. С целью обеспечения более простой и надежной конструкции прикрепления продольной и поперечной балок их высоты целесообразно принять одинаковыми.

Для назначения высоты балки h используем следующую  эмпирическую формулу:

, где

 - расчетный изгибающий момент в середине пролета балки;
 - расчетное сопротивление стали;

 - коэффициент условий работы;

 - толщина вертикальной стенки балки.

Продольная балка:

Поперечная балка:

Принимаем высоту балок h = 1,5 м = 1500 мм.

Состав сечений балок проезжей части и их геометрические характеристики приведены в таблице.

ΔI – момент инерции ослабления сечения.

При подсчете ΔI для продольной балки учитывалось, что её нижний пояс ослаблен двумя отверстиями диаметром 25 мм для постановки высокопрочных болтов, обеспечивающих соединение элементов проезжей части. Расчетное сечение поперечной балки ослабляется отверстиями для постановки высокопрочных болтов, прикрепляющих верхнюю и нижнюю «рыбки» к поясам балки.

2.1.3. Прочностные расчеты продольных и поперечных балок.

Касательные напряжения в стенках балок определяют по формуле:

; где

.

Величины минимального τ_min,ef и максимального τ_max,ef касательных напряжений в стенке при определении χ₂ вычисляют при значениях S, равных соответственно статическому моменту площади сечения пояса балки S_п и статическому моменту половины площади сечения балки S_0,5 относительно нейтральной оси.