2.3 Временные нагрузки от подвижного состава и пешеходов

Нормативную временную вертикальную нагрузку от подвижного состава на автодорожных мостах следует принимать [2]:

а) от автотранспортных средств в виде полос АК, где К- класс нагрузки. Класс нагрузки К принимается равным 14 для всех мостов на дорогах IVкатегорий, и равным 11 для малых и средних мостов на дорогахVкатегории. Согласно норм При расположении на мосту двух и более колонн движения малая вероятность загружения всех автомобилей полным весом учитывается коэффициентомs₁, который принимается равным:

• для одной из колонн, которая вызывает наибольшее усилие в рассчитываемом элементе конструкции - s₁= 1,

• для остальных колонн s₁=1 для тележек и s₁=0.6 для полосовой нагрузки.

Нагрузку НК-80 и НК-120 следует располагать только в пределах проезжей части моста. Нагрузка НК-180 располагается по оси проезжей части моста.

Нормативная временная пешеходная нагрузка на тротуары определяется по формуле

Р = 400 - 2, кгс/м², но не менее 200 кгс/м²,

Р = 3,92 – 0,02, кН/м², но не менее 1,96 кН/м².

где - длина загружения линии влияния.

где - длина загружения линии влияния определяемого усилия к малым мостам относятся мосты длиной до 25 м, к средним – длиной до 100 м.

Каждая полоса нагрузки АК включает одну двухосную тележку с осевой нагрузкой Р, равной К т (9,8 К кН) и равномерно распределенную нагрузку интенсивностью (на обе колеи), равной 0,1К т/м (0,98 К кН/м) (рисунок 2.4а).

б) для мостов, проектируемых под нагрузку А11 от тяжелых одиночных нагрузок в виде колесной нагрузки (одиночной четырехосной машины) НК-80 общим весом 80 т с нагрузкой на ось 20 тс(196 кН) (рисунок 2.4б).

в) для мостов, проектируемых под нагрузку А14 от тяжелых одиночных нагрузок в виде колесной нагрузки (одиночной шестиосной машины) НК-120 и НК-180 общим весом 120 тс и 180 тс с нагрузкой на ось соответственно 20 тс (196 кН) и 320 тс (294 кН) (рисунок 2.4в,г).

Класс нагрузки необходимо принимать равным 14 при замене сооружения на новое и равным 11 при полном или частичном использовании существующих конструкций моста.

При загружении пролетного строения нагрузкой АК должны быть выполнены следующие условия:

• число полос нагрузки не должно превышать установленного числа полос для заданной категории дороги;

• расстояния между осями смежных полос должно быть не менее 3,0 м.

При расчетах конструкции мостов по прочности и устойчивости следует рассматривать два случая размещения нагрузки АК в поперечном сечении моста:

первый- предусматривает при загруженных тротуарах невыгодное размещения нагрузки в пределах ширины проезда ( в которую не входят полосы безопасности);

второй - предусматривает при незагруженных тротуарах невыгодное размещения нагрузки в пределах габарита проезда (в который входят полосы безопасности).

При этом оси крайних полос нагрузки АК должны быть расположены не ближе 1,5 м от кромки проезжей части в первом и от ограждения ездового полотна во втором случаях.

2.4 Определение коэффициентов поперечной установки (кпу) по линиям влияния давления на балки

Пролетные строения вновь строящихся мостов на дорогах IIIкатегорий рассчитываются на четыре сочетания временной нагрузки. Первое сочетание включает в себя автомобильную нагрузку АК, расположенную в пределах проезжей части моста и пешеходную нагрузку. Во второе сочетание входит только нагрузка АК, располагаемая в пределах габарита проезда. В третье сочетание входит нагрузка НК-120. В четвёртое сочетание входит только нагрузка НК-180, которая располагается строго по оси моста (рисунок-2.5). Как правило, от всех нагрузок, кроме НК-180, наиболее нагруженными являются крайние балки, от нагрузки НК-180 – средние балки.

Для определения наибольшего давления на рассчитываемую балку R_jпроизводится загружения линии влияния давления (рисунок 2.6). При этом нагрузка располагается таким образом, чтобы получить максимальное давление на балку. Для этого нагрузка устанавливается в зоне максимальных ординат линии влияния с соблюдением требований норм расположения нагрузки поперёк моста.

Давление на балку определяется по формуле

, (2.6)

где Р – нагрузка на ось, y_i– сумма ординат линии влияния под осями колес.

Величина y_i/2=kназывается коэффициентом поперечной установки (КПУ).

КПУ для полосовой нагрузки АК определяется по формуле

К_= 0, 5(y_i s_i) (2.7)

где y_i– ордината линии влияния под i-м рядом колес,s_i- коэффициент, учитывающий малую вероятность загружения автомобилей полной нагрузкой.

Он принимается равным 1.0 для колонны автомобилей, расположенной в зоне максимальных ординат линии влияния и равной 0.6 для остальных колонн.

КПУ для тележки нагрузки АК определяется по формуле

К_т= 0,5 y_i(2.8)

КПУ для нагрузок НК-80 и НК-120 определяется по формуле

К_нк = 0,5( y₁ + y₂)(2.9 )

КПУ для нагрузки НК-180 определяется по формуле

К_нк = 0,25( y₁ + y₂ +y₃ + y₄)(2.10 )

КПУ для пешеходной нагрузкой определяется по формуле

К = ₁ + ₂(2.11),

где ₁, ₂- площади линии влияния под тротуарами со своими знаками. Если площадь₂отрицательна, то загружается только один тротуар.

Коэффициенты поперечной установки для полосовой нагрузки и тележки определяются дважды: при расположении нагрузки в пределах проезжей части и при расположении в пределах габарита проезда (рисунок 2.5). В том и другом случае при двухполосном движении ось колонны машин должна быть не ближе 1,5 м от кромки проезжей части или кромки ограждения. Расстояние между осями смежных колонн должно быть не менее 1,1 м. Число колонн должно соответствовать категории дороги.

Коэффициент поперечной установки для нагрузки НК-120 определяется при невыгодном расположении нагрузки в пределах проезжей части, для нагрузки НК-180 при расположении по продольной оси проезжей части.

Так как линии влияния давления на балки различны для разных сечений по длине пролёта, то и коэффициент поперечной установки изменяется по длине пролета. Для практических целей КПУ определяют для сечений в середине пролета и на опоре, а его изменение представляют в виде эпюры, представленной на рисунке 2.7.

Для определения КПУ для нагрузок А14, пешеходной, НК-80 и НК-120 можно пользоваться программой КPU [12]. В качестве исходных данных в программе задаются габаритные размеры поперечного сечения моста и ординаты линии влияния давления на рассчитываемую балку. Программа для каждой нагрузки определяет самое невыгодное положение и вычисляет КПУ.

Для уяснения методики определения КПУ студент производит расчеты для одной – двух нагрузок по формулам (2.7-2.11) и сверяет их с расчетами, выполненными по программе.