§2 Нагрузки и воздействия.

При расчете канатных элементов мостов учитываются следующие нагрузки.

1. Собственный вес канатов.

Собственный вес канатных элементов должен быть определен на основании спецификаций изготовителя канатов. При отсутствии такой или иной достоверной информации, или в случае формирования нового канатного элемента, допускается следующее приближенное выражение для определения номинального собственного веса единицы длины канатного элемента g_k, которое может быть использовано при эскизном проектировании.

g_k = k_r * k_w **  * d²/ 4,

где d – наружный диаметр канатного элемента, в том числе слои защиты от коррозии;

k_r – коэффициент заполнения сталью сечения, определяется как отношение сечения стали нетто к площади поперечного сечения брутто, включая обшивку если она используется;

k_w – коэффициент веса, который учитывает заполнение пустот при защите от коррозии;

• – плотность стали ( = 7,85 т/м³).

Соответствующие значения коэффициентов k_r и k_w для предварительного проектирования могут быть получены из таблицы. В последующем вес должен быть откорректирован.

2. Ветровые воздействия.

При оценке поведения канатного элемента при воздействии ветра следует принимать в расчет:

- статическую деформацию канатного элемента от ветрового воздействия;

- аэродинамическое возбуждение, приводящее к колебаниям канатных элементов.

3. Тепловые воздействия.

Тепловые воздействия, принимаемые в расчет, должны учитывать разность температур канатных элементов и остальных частей сооружения. Температура канатных элементов зависит от цвета каната и уровня солнечной радиации, ветра, осадков и т.п.

При отсутствии более точных вычислений или детальной информации должно быть принято, что, в любое время, канатный элемент мог бы быть на 15° С теплее или на 10°С холоднее температуры остальной части конструкции моста.

3. Воздействие регулирования.

Регулирование усилий в канатных элементах является обычной процедурой для создания требуемого напряженного состояния конструкции.

Коэффициент надежности к воздействиям регулирования должен быть принят таким же, как и к постоянным воздействиям.

4. Удаление и замена канатного элемента.

Канатные элементы, подверженные риску повреждения (например, от ударов экипажей, усталости, коррозии, или террористических актов), должны быть запроектированы таким образом, чтобы была возможность их замены.

Мост должен быть также запроектирован так, чтобы быть способным к эксплуатации во время замены любого канатного элемента, кроме случаев, когда в проектном задании по технологическим причинам, и с одобрения компетентного органа решено иначе. Эти требования, изложенные в проекте европейских норм, достаточно жестки и практически исключают возможность проектирования мостов с малым количеством вант. В то же время для мостов с большим числом вант такая процедура выполнима.

Для выполнения этих условий мост должен быть рассчитан с одним любым отсутствующим канатным элементом на восприятие полной расчетной нагрузки. В проекте ЕNV предложено, что с согласия компетентного органа, коэффициенты надежноcти по нагрузке могут быть уменьшены, но приняты не менее чем 1,05.

Те канатные элементы мостов, которые не могут быть реально заменены при эксплуатации моста, должны быть полностью предохранены от разрушения. К таким элементам должны быть отнесены кабели висячих мостов и, очевидно, также ванты на мостах с малым качеством вант.

Если оговорено в проектном задании, мост должен быть запроектирован так, чтобы выдержать силы, возникшие в результате внезапного удаления одного или большего количества канатных элементов, принимая во внимание возникшие динамические нагрузки.

При отсутствии более точного анализа, влияние динамики от внезапного выбывания ка­натного элемента может быть учтено следующей процедурой:

– вычислить напряженно-деформированное состояние моста Е_d1, со всеми непо­врежденными канатными элементами;

– вычислить напряженно-деформированное состояние моста Е_d2 с удаленным ка­натным элементом;

– оценить итоговое напряженно-деформированное состояние конструкции Е_d, от статического и динамического воздействий, возникших от внезапного удаления канатного элемента, по формуле

Е_d = 2* Е_d2 - Е_d1.

При этом коэффициенты сочетаний могут быть приняты равными:

– транспорт - ₁ = 0,75; ветер - ₂ = 0,5; толпа - ₃ = 0.

Для целей вышеуказанного анализа максимальное число удаленных канатных элементов обычно не должно превышать тех, которые удерживают расчетную пло­щадку балки жесткости размером 10 на 10м.