Расчет пролетного строения под однопутную железную дорогу

Расчет пролетного строения под однопутную железную дорогу L = 55 м.

Расчетная временная вертикальная накгрузка - С14

Материал ролетного строения – сталб 15ХСНД, R_y=3000кгс/м²

Монтажное соединение из высокопрочных болтов d=22мм из стали 40х ,R_bh=7700кгс/м²

Мостовое полотно- безбалластное на ж/б плитах

2.  Расчет балок проезжей части , не включенных в работу с поясами главных ферм.

2.1  Определение усилий в продольных и поперечных балках при расчете на прочность.

			Pпр.б – собственный вес от двух продольных балок с учетом связей между балками. Pпр.б=0,04хd+0.2=0.04*5.5+0.2=0.42тс/м d – панель продольной балки

 

Расчетная постоянная нагрузка на одну балку равна:

, где

 - коэффициенты надежности

Р_МП = 2,3тс/м – собственный вес мостового полотна

q -  эквивалентная вертикальная нагрузка

 - коэффициент надежности к временным вертикальным нагрузкам

 - динамический коэффициент

Наибольший изгибающий момент в серелине пролета балки при расчете на прочность равен:

 Наибольший изгибающий момент в серелине пролета балки при расчете на выносливость равен:

, где

- коэффициент, исключающий при расчетах на выносливость влияние тяжелых эпизодических нагрузок

Асчетная схема и эпюры усилий для поперечных балок

Наибольшая поперечная сила у опоры находится по формуле:

 

Наибольший изгибающий момент при расчете на прочность:

M=Д*а=112,08*1,8=201,761тс*м

Наибольший изгибающий момент при расчете на выносливость:

М^’=Д^’*а=136,27*1,8=245,29тс*м

maxM^’= 245.29тс*м

minM^’ =0.5(0.42+2.3)*5.5=7.48тс*м

-коэффициент ассиметрии цикла

2.2  Подбор сечений балок.

    Подбор сечения балки начинается с назначения ее высоты. Для уменьшения веса балки толщину ее вертикального листа следует назначать минимальной, так как материал балки вогоднее используется в поясах.

Принимаем продольную балку с параметрами:

2 г.л. 250х24

 в.л. 1452х1,2

Состав сечений и геометрические харрактеристики  балок проезжей части:

Балка	Тип сечения	Размеры составных элем-ов	Площадь сеч, см2	Стат.м-нт,см3		Момент инерции,см4			Мом-т сопр.,см3
				S0.5	Sn	Jx	dJ	Jn
Прдольная		2гл240х25 вл1452х1,2 ИТОГО	120 174,2 294,24	4428 3162 7590	4428 - 4428	653630 306125 959755	130725	829030	11053
Поперечная		2гл290х25 вл1452х1,2 ИТОГО	144 174,24 318,24	5314 3162 8476	5314 - 5314	784355 306125 1090480	130725	959755	12797

Расчет на прочность балок проезжей части

Балка		Расчетные усилия		Нормальные напр-я			Касательные нар-я				Приведенные напряжения
		М,тсм	Q,тс			mRy			mRS
продольная	Середина	97.08	-	1,09	2584	2700	-	-	-		-	-	-	-
	опора	-	155.71	-	-	-	1,1	739	1566		-	-	-	-
Поперечная		201.761	112.08	1,09	2642	2700	1,09	1012		1566	622	2571	5056	3105

Проверка продольной балки по касательным напряжениям:

MR_S=0.58*m*3000=1566кгс/см²

- коэффициент, учитывающий ограниченное развитие пластических деформаций в сечении балки.

Поперечная балка:

2.3 Расчет прикреплений.

Принимаем 2 “рыбки” сечением 250х22 из 2-х накладок толщиной 10 и 12 мм.

Величина  опорного изгибающего момента:

М_ОП=0,6*М_0,5=97,08*0,6=58,248 тс*м

Усилие в “рыбке” равно:

h – высота продольной балки

t_P – тодщина “рыбки”

А_Р=25*2,2=55см² ;Площадь нетто А_Н=55-2(1+1,2)2,5=44 см²

Проверяем прочность рыбки с ведением коэффициента работы m=0.9:

Требуемое количество болтов для прикрепления “рыбки”:

M=0.9, N=N_P=33.38

Q_bh – усилие, воспринимаемое одним болтом=9,45 тс

, принимаем 6 шт.

Требуемое число болтов для воспричтия поперечной силы Q=155.71:

Число высокопрочных болтов в соединении при Q=112.08тс:

Балка	Расположения расчетного сечения	М’, тс*м	Коэффициенты			Напряжения кгс/см2
Продольная	Середина пролета	112,18	1,7	0,742	1,05	956,6	2003
Поперечная	Середина пролета	245,29	1,7	0,708	1,05	1825,5	1912

3.Расчет главной фермы.

3.1 Определение усилий в элементвх фермы.

 - постоянная нормативная нагрузка

Расчетная постоянная нагрузка:

Динамические коэффициенты:

3.3 Подбор сечений главных ферм.

   В современных пролетных строениях элементы главных ферм делаются на заводе сварными, а основными по форме поперечных сечений является коробчатое и Н-образное.

   В современных болтосварных пролетных строений с фасонками-накладками все элементы решетчатых главных ферм должны иметь одинаковую габаритную ширину b. Наименьшая ширина элемента по условиям заводского изготовления механизированными способами сварки принимается равной 420 мм. Высота элементов поясов h назначается обычно постоянной по всей длине пролетного строения , соответсвенно для верхнего и нижнего поясов. Поэтому подбор сечения поясов нужно начинать с элемента, имеющего наибольшое расчетное усилие.

1)  Н₀-Н₂  – элемент нижнего пояса:

 

2)  Н₂-Н₄  – элемент нижнего пояса:

 

3)  В₁-В₃  – элемент верхнего пояса:

 

3.4 Расчет прикреплений элементов ферм в узле.

   Прикрепление элементов ферм в узле главной фермы осуществляется с помощью высокопрочных болтов диаметром 22 мм. Диаметр отверстий под болты принимается равным 25 мм.

   Расчет количества болтов , необходимое для прикрепления раскосов к узловой фасонке, приведен в таблице:

Элемент	N, тс	Qbh, тс	n, шт.
Н0-В1	389.88	10.85	36
В1-Н2	362.34	10.85	34
Н2-В3	258.366	10.85	24

Стыкование элементов поясов осуществляется по центру узла. Стык констуируется таким образом, чтобы каждый лист сечения пояса имел самостоятельное перекрытие накладками.