Проектирование металлического моста под железную дорогу, страница 17

                                        t_ст – толщина листа стенки

                                                t_ст=0,025м;

                                          R_s – расчетное сопротивление на сдвиг по пределу текучести

                                                    R_s=0.58·R_y;

,

проверка выполнена.

  Если в сечении одновременно действует момент М и поперечная сила Q, то прочность стенки проверяется на действие “приведенных напряжений”, определяемых значениями нормальных и касательных напряжений в рассматриваемой точке сечения стенки. Такой точкой сечения является сопряжение стенки балок с ее поясами.

 

.

Условие выполняется.

 Проводим проверку продольной балки на выносливость. Максимальные и минимальные значения усилий выбираем из расчета для опорного сечения и для сечения в середине пролета:

-  в опорном сечении М’_max=-244 тс/м, М’_min=-22 тс/м;

-  в середине пролета М’_max=177 тс/м, М’_min=5 тс/м.

 Расчет проводим по следующей формуле:

              ,

                                                        где   g_w - коэффициент определяемый по формуле

    ,

где   z - коэффициент равный 1.0 для железнодорожных мостов;

   a и d - коэффициенты зависящие от марки стали и принимаемые

равными a= 0,72    d=0,24;

b - эффективный коэффициент концентрации напряжений,

в середине пролета b=1.3,

в опорном сечении b=1.8;

u - коэффициент, зависящий от длины загружения линии

влияния, принимается равным в данном случае

равным 1.0;

r - коэффициент асимметрии цикла загружения. 

В опорном сечении:

              ,

    ,

проверка выполнена.

  В середине пролета:

             ,

    ,

проверка выполнена.

    Подбор сечения поперечной балки.

 Размеры балки принимаем по конструктивным соображениям такими же, что и у продольной:

Проводим проверку на прочность по нормальным максимальным напряжениям:

                      

проверка выполнена.

Проводим проверку по максимальным касательным напряжениям:

,

                                где  Q – перерезывающая сила

                                               Q=182,6тс;

                                        S_n – статический момент балки

                                        S_n=S_п+S_ст=0,0106м³;

                                        I – момент инерции балки

                                        ;

                                        t_ст – толщина листа стенки

                                                t_ст=0,025м;

                                          R_s – расчетное сопротивление на сдвиг по пределу текучести

                                                    R_s=0.58·R_y;

,

проверка выполнена.

Проверка по  “приведенным напряжениям”:

 

.

Условие выполняется.

-   Проводим проверку продольной балки на выносливость.

. 

  В середине пролета:

             ,

    ,

проверка выполнена.

2.1.4. Подбор сечения “рыбок”.

  Схема прикрепления для случая, когда поперечные и продольные балки имеют одинаковую высоту, показана на рисунке 5. При расчете предполагается, что опорный изгибающий момент, действующий в места пересечения продольных и поперечных балок, воспринимается рыбками. Ширина рыбки принимается равной ширине продольной балки. Усилие в верхней “рыбке” определяется по формуле

                                ,

                                                           где t_р – толщина рыбки, принимаем из 4 листов общей                                                   

                                                                        толщиной равной 60мм.

                                 

Проводим проверку на прочность:

,

                                    где А_Р – площадь поперечного сечения “рыбки”

                                  

 

условие выполняется.

2.1.5. Расчет прикреплений.

Схема прикрепления продольных балок к поперечной с помощью высокопрочных болтов диаметром 22мм показана на рисунке 5. Требуемое количество болтов n₁ для прикрепления “рыбок” определяется по формуле

   

                               где N – продольная сила, равная 220тс;

                                      m – коэффициент равный 0,9;

                                      n_s – число контактов в соединении;

                                       Q_bh – расчетное усилие, воспринимаемое одним болтоконтактом.

 поскольку количество болтов превышает 20, необходимо провести корректировку расчета, приняв несущую способность одного болтоконтакта равным 10,85тс. Получаем

        шт.

Рис. 5 Схема прикрепления продольных балок к поперечной.

 Число болтов n₂ и n₃, необходимое для восприятия поперечной силы Q=246тс определяется по формуле

        , принимаем 16шт

        , поскольку количество болтов превышает 20, необходимо провести корректировку расчета, приняв несущую способность одного болтоконтакта равным 10,85тс. Получаем

       .

Схема прикрепления поперечной балки к узлу главной фермы показано на рисунке 6.

Рис.6 Схема прикрепления поперечной балки к узлу главной фермы.

Число высокопрочных болтов n₄ и n₅ в соединении при Q=182.6тс определяется по формуле           

,

        , поскольку количество болтов превышает 20, необходимо провести корректировку расчета, приняв несущую способность одного болтоконтакта равным 10,85тс. Получаем

       , принимаем 22шт.

2.1.6. Расчет связей между продольными балками.

Элементы связей воспринимают сжимающие или растягивающие усилия. Поэтому минимальный размер сечений определяется прежде всего требованиями допустимой предельной гибкости l_пр:

,

Рис. 7 Схема расположения продольных связей.

   Связи принимаем из уголков 90х90х6 с радиусом инерции r_min=2.78*10^-2м. Свободная длина элемента равна l₀=2.2м. Тогда

, условие выполняется.

Число монтажных болтов определяется по формуле

2.1.7 Подбор ребер жесткости.

  Для обеспечения местной устойчивости сжатых зон вертикальных стенок балок применяют ребра жесткости. Коме того, ребра жесткости должны быть предусмотрены в местах расположения поперечных связей. Исходя из условия расстояние назначается не более чем двойная высота стенки балки. Расстояние принимается равным 1.1 м. Толщина ребра назначается равной 10 мм, а ширина выступающей части из условия