Разработка вариантов мостового перехода висячей системы, страница 14

          2. по касательным напряжениям (узел №1, х=0):

Видно, что при работе на изгиб имеется большой запас прочности сечения, но по касательным напряжениям сечение работает в полную силу, поэтому нет смысла уменьшать размеры балки жесткости.

По следующей формуле проведем проверку главных напряжений:

При расчете на прочность видно, что при хорошей работе на поперечную силу, система имеет большие запасы при работе на изгибающий момент, однако проверка по главным напряжениям подтвердила оптимальность выбранного сечения.

4.2.3 Расчет на выносливость

Расчет на выносливость ведется только по главным напряжениям при понижении расчетного сопротивления стали.

Условие выносливости:

,

где

                    M_i^вын – расчетный изгибающий момент в данном сечении при

расчете на выносливость;

                    χ=1,05 – коэффициент учета ограниченного развития пластических

деформаций;

                    W_n – момент сопротивления сечения нетто;

                    m= 0,9 – коэффициент условий работы;

                    R_Y – расчетное сопротивление материала.

                    γ_ω – коэффициент понижения расчетного сопротивлении при

расчетах на выносливость

,

где

          ξ=0,7;

          υ=1,0 при λ ≥ 22м;

          α, δ – коэффициенты, зависящие от марки стали

                    для 15ХСНД α=0,72; β=0,24;

β – эффективный коэффициент концентрации

напряжений;

          θ – коэффициент, зависящий от длины загружения

линии влияния;

ρ – коэффициент асиметрии цикла переменных

напряжений.

Проверка:

4.2.4 Расчет на устойчивость

Проверим стенку балки на устойчивость и определим необходимость постановки ребер жесткости.

Условие устойчивости:

,

          где     Q – поперечная сила

                    φ – коэффициент устойчивости, φ(λ)

 - гибкость элемента, определяется по СНиП 2.05.03-84^*

прил15

l_ef – расчетная длина, м

                              i – радиус инерции сечения, м⁴

Подставим значения в формулу:

Условие устойчивости соблюдается с запасом, поэтому делаем заключение, что установка ребер жесткости диктуется только конструктивными соображениями: в местах крепления поперечных балок, продольных связей и опорных диафрагм.

4.3 Расчет пилона

Проверим сечение пилона по прочности с учетом совместного действия продольной силы и изгибающего момента по следующей формуле:

Бетон класса В40 имеет расчетное сопротивление R_b=2050т/м²

Сечение пилона у основания принято прямоугольным размером 5*4 м.

4.4 Расчет  сечения вант

Максимальная продольная сила N=1369т имеет место в элементе №58 (крайний анкерный вант). По СНиП (п. 4.33):

,

где - расчетное сопротивление канатов

          - наименьшее временное сопротивление проволоки разрыву.

Отсюда

,

здесь R_Y=2200МПа=2,2*10⁵т/м² – расчетное сопротивление высокопрочной проволоки.

Такое сечение могут обеспечить 9 рядов высокопрочной проволоки диаметром d=7мм. При таком расположении в канат помещается 217 проволок, площадь их поперечного сечения F=0,00835 м²

Рис. 7 Расчетное сечение ванта

Минимальное усилие, равное N=673т, действует в первой ванте руслового пролета. Такому усилию соответствует 6-рядное расположение проволок в количестве 91шт. В остальных вантах количество постепенно увеличивается от 91 до 217 штук, что полностью соответствует эпюре материалов.

Список литературы:

1.  Протасов К. Г. “Металлические мосты”, 1973г

2.  Смирнов В. Н. мет. указ. “Железобетонные мосты”, 1986г

3.  Владимирский С.Р. “Составление вариантов металлического моста”, 1996г

4.  Владимирский С.Р. “Стальные пролетные строения мостов с ортотропными плитами”, 2000г.

5.  Максарев Е. Д. мет.указ. “Технико-экономическая характеристика висячих и вантовых мостов”, 1988г.

6.  Петропавловский А. А. “Вантовые мосты”, 1985г.

7.  Качурин В. К., Брагин А. В., Ерунов Б. Г. “Проектирование висячих и вантовых мостов”, 1971г.

8.  СНиП 2.05.03-84^* “Мосты и трубы”