Усиление металлического пролетного строение ж\д моста

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕЕНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Мосты»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

«Усиление металлического пролетного строение ж\д моста»

Выполнил студент __________________________________________________ Атанов А.В.

факультета                       Мосты и тоннели                   группы       МТ-602  

Руководитель  Ярохно В.И.

Проверил Мячин В.Н.

Санкт-Петербург

2010

Содержание.

Усиление продольной балки. 3

Усиление по прочности по нормальным напряжениям. 3

Усиление по прочности поясных заклепок. 5

Усиление по выносливости. 6

Усиление по прикреплению продольных балок к поперечным балкам. 6

Усиление элементов главных ферм. 8

Усиление элемента верхнего пояса В3’-5’. 8

Определение класса элемента верхнего пояса В3’-5’ на прочность после усиления. 8

Определение класса элемента верхнего пояса В3’-5’ на устойчивость после усиления. 9

Определение класса элемента В2’-3’ на прочность по прикреплению после усиления. 10

Усиление элемента нижнего пояса Н 4-6. 10

Определение класса элемента нижнего пояса Н 4-6 на прочность после усиления. 11

Определение класса элемента нижнего пояса Н 4-6 на выносливость после усиления. 11

Определение класса элемента Н 4-6 на прочность по прикреплению после усиления. 12

Усиление подвески С 5-5’. 13

Определение класса подвески С 5-5’ на прочность после усиления. 13

Определение класса подвески С 5-5’ на выносливость после усиления. 13

Определение класса элемента С 5-5’ на прочность по прикреплению после усиления. 14

Усиление раскоса Р 3’-4. 15

Определение класса раскоса Р 3’-4 на прочность после усиления. 15

Определение класса раскоса Р 3’-4 на выносливость после усиления. 15

Определение класса элемента Р 3’-4 на прочность по прикреплению после усиления. 16

Список используемой литературы. 18

Все расчеты ведутся согласного «Руководство по определению грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов».

Для усиления используем сталь 16Д (R=190МПа).

Усиление продольной балки.

Усиление необходимо провести по прочности по нормальным напряжениям, а также по выносливости, прочности поясных заклепок, прикреплению к поперечным балкам. В качестве способа усиления мы выбираем усиление с добавлением нового металла.

В сечение продольных балок отсутствуют горизонтальные листы. Поэтому целесообразно добавлять новый металл именно в качестве горизонтальных листов. Это позволит нам избежать дальнейшее размолковывание уголков, а также появление в них усталостных трещин. Сечения горизонтальных листов назначаем исходя из современных норм и требований – 240x10. Прикрепление к поясным уголкам осуществляем с помощью высокопрочных болтов диаметром 18мм, идущих с максимальным конструктивным шагом. Усиление будем производить без разгрузки от собственного веса, поэтому временная нагрузка будет восприниматься усиленным сечением, а постоянная только сечением до усиление, т.е. старым металлом. Работы по усилению данного элемента будут производится «в окна».

Усиление по прочности по нормальным напряжениям.

Допускаемая временная нагрузка, кН/м пути (тс/м пути), для элемента после его усиления при расчете на прочность по нормальным напряжениям определяется по формуле:

R – основное расчетное сопротивление старого металла, МПа;

-поправочный коэффициент к расчётному моменту сопротивления;

Длина загружения линии влияния ;

-т.к. ось пути совпадает с осью однопутного пролётного строения;

-доля постоянной нагрузки, приходящейся на одну балку;

-коэффициент надёжности для вертикальной нагрузки от подвижного состава при ;

-коэффициент, определяющий положение вершины линии влияния;

-длина панели;

Площади линий влияния изгибающих моментов:

;

Суммарная расчетная интенсивность постоянных нагрузок:

;

-коэффициент размерности при расчёте в системе СИ;

-коэффициент условий работы;

- момент сопротивления сечения после усиления, ;

Для определения  необходимо сначала определить момент инерции сечения после усиления. Момент инерции составного сечения равен:

Расчетный момент сопротивления поперечного сечения балки:

;

;

 - коэффициент, учитываемый при расчете элементов, подвергшихся усилению без разгрузки от действия собственного веса:

 - расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента до усиления, ;

 - расчетный момент сопротивления поперечного сечения нового (добавленного при усиление) металла, ;

 - коэффициент эффективности усиления, принимаемый при прикрепление нового металла высокопрочными болтами равным единице.

Остальные обозначения таки же, как и в первом разделе курсового проекта.

Таким образом:

Тогда класс равен:

-динамический коэффициент.

-эталонная временная вертикальная эквивалентная нагрузка по схеме Н1 для треугольных линий влияния.

При   принимает значение:

Таким образом:

Класс обеспечен.

Усиление по прочности поясных заклепок.

Усиление будем производить путём замены заклепок на высокопрочные болты диаметром 18мм, а также увеличением общего количества болтов на 100см в два раза. Диаметр болта выбран в соответствии с имеющимся отверстием от заклепки. Минимальное расстояние между осями болтов по СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы» составляет 2,5d.

Допускаемая временная вертикальная нагрузка на балку из условия прочности соединения пояса со стенкой определяется по формуле:

 - приведенная расчетная площадь высокопрочных болтов:

 - количество болтов на 100см;

 - приведенная расчетная площадь одного болта на смятие:

 - наименьшая суммарная толщина пакета, сминаемого с одной стороны болтового соединения.

 - статический момент площади поперечного сечения брутто пояса балки после усиления (поясных уголков и горизонтальных листов) относительно ее нейтральной оси:

 - момент инерции сечения после усиления;

 - коэффициент, учитывающий собственный вес балок;

 - параметр, учитывающий сосредоточенное давление от непосредственного опирания мостовых поперечин на верхний пояс балок.

Таким образом:

Тогда класс равен: