3. Расчет пролетного строения

3.1 Расчет проезжей части на местную нагрузку

3.1.1 Определение усилий в продольных ребрах

Рис 1. Схема для определения усилий в продольных ребрах.

Нагрузки:

• дорожное полотно - Р_д.п = γ·а·h_д.п = 2,4·0,3·0,1 = 0,072 т/м

• равномерно распределенная нагрузка –

• тележка -

Момент и поперечную силу в продольных ребрах ортотропной плиты определяем как в разрезной балке на двух опорах:

- динамический коэффициент

Ввиду того, что реальная схема работы продольных ребер ортотропной плиты представляет собой неразрезную балку на упругоподатливых опорах, введем некоторую корректировку в полученные усилия:

Определяем значение поперечной силы:

3.1.2 Подбор сечения продольного ребра

Геометрические характеристики сечения:

Таблица 5

Ai	yi	yc	Ix(собств)	c2	Ixi	Ix(общ)	Iyi	Iy(общ)	Wx(верх)	Wx(низ)	Wy
0,0036	0,006	0,0349	4,32E-08	0,0008	3,0559E-06	1,300E-05	2,7E-05	2,707E-05	3,721E-04	0,000102269	0,000180444
0,0006	0,027		4,5E-08	0,0001	8,27173E-08		2E-08
0,0008	0,087		1,07E-07	0,0027	2,27581E-06		2,7E-08
0,0006	0,147		4,5E-08	0,0126	7,581E-06		2E-08

Проверка сечения по прочности:

- по нормальным напряжениям:

- по касательным напряжениям:

- по главным напряжениям:

Материал конструкции – сталь 15ХСНД.

3.1.3 Расчет стыка продольных ребер

3.1.4 Определение усилий в поперечной балке

Рис 2. Линии влияния усилий в поперечных балках

Нагрузки:

• дорожное полотно - Р_д.п = γ·l_пр·h_д.п = 2,4·3·0,1 = 0,72 т/м

• равномерно распределенная нагрузка –

• 

• тележка

• 

Момент в середине пролета поперечной балки при расчете на прочность:

- динамический коэффициент

Поперечная сила в опорном сечении поперечной балки:

3.1.5 Подбор сечения поперечной балки

Таблица 6

Ai	yi	S	yc	Ix(собств)	c2	Ixi	Ix(общ)	Iyi	Iy(общ)	Wx(верх)	Wx(низ)	Wy
0,03	0,006	0,00593	0,14456	0,0000004	0,019199144	0,000576	0,00436	0,01563	0,01565	0,03018	0,00644	0,00313
0,008	0,412			0,0004267	0,169744	0,001785		6,7E-08
0,003	0,817			0,00	0,667489	0,002002		2,3E-05

Проверка сечения по прочности:

- по нормальным напряжениям:

W_{х нетто}=W_x·0,95 = 0,0064·0,95 = 0,0061 м³

- по касательным напряжениям:

3.1.6 Расчет прикрепления поперечной балки к балке жесткости.

3.2 Подготовка данных к определению усилий в элементах моста по программе FERMA

3.2.1 Определение КПУ

Коэффициент поперечной установки (η) учитывает неравномерность распределения между главными балками временной нагрузки. КПУ определяют для следующих видов нагрузки:

• для нагрузки от тротуаров η_т

• для распределенной нагрузки η_АК^Р

• для тележки η_АК^Т

η_т = ω_т;

η_АК^Р = 0,5 · (у₁+у₂) + 0,6 · 0,5 · Σу_i;

η_АК^Т = 0,5 · Σу_i

Рис 3. Схема для определения КПУ

КПУ для первого способа загружения:

• η_т = 1,6

• η_АК^Р = 1,352

• η_АК^Т = 1,73

КПУ для второго способа загружения:

• η_АК^Р = 1,242

• η_АК^Т = 1,5

3.2.2 Определение нагрузок

Постоянная нагрузка:

При расчете по программе «Ferma» осуществляется загружение постоянной нагрузкой три раза с различными коэффициентами γ (>,<,=1).

Временная нагрузка:

3.2.3 Определение площади вант

Для определения площади вант необходимо рассчитать усилия возникающие в них. Определение усилий в вантах производится по следующей формуле:

Количество стрендов:

Ванты состоят из отдельных прядей – стрендов, каждая из которых состоит из семи гальванизированных высокопрочных проволок диаметром 5,2 мм. Разрывное усилие одного стренда – 26,5 т. Результаты подбора количества стрендов приведены в таблице 7. Для уменьшения прогибов главной балки число стрендов было увеличено (n_FERMA).

Таблица 7

№ванта	α	sinα	cosα	d	Nв, т	nk	nk FERMA	Аполн, м2
45	40	0,64	0,77	48,5	808,4	49	70	0,0104
46	32	0,53	0,85	15	303,3	19	40	0,0059
47	28	0,47	0,88	15	342,4	21	40	0,0059
48	25	0,42	0,91	15	380,3	23	40	0,0059
49	22	0,37	0,93	15	429,1	26	50	0,0074
50	21	0,36	0,93	29,2	873,1	53	70	0,0104

Подробный расчет в программе FERMA представлен в приложении 1.

Рис 4. Расчетная схема для программы FERMA

3.3 Расчет главных балок(ферм) пролетного строения

На основании результатов расчета в программе «Ferma» выполним проверку несущей способности балки жесткости.

Геометрические характеристики балки жесткости:

Выполним проверку прочности балки жесткости в двух сечениях – в точке опирания на пилоне и в середине центрального пролета. Усилия, возникающие в балке жесткости:

Проверка по нормальным напряжениям:

Проверку по касательным напряжениям выполним для элемента №9, так как в нем действует максимальная поперечная сила.

Проверка прогибов:

Прогиб балки жесткости не должен превышать предел:

l/300 – l/500 = 0,910 м – 0,547 м

Максимальный прогиб в середине центрального пролета составляет:

0,89 м < 0,91 м

3.4 Расчет пилона

Для удобства обслуживания изначально принятое сечение пилона 2х3 м заменяем сечением 3х2 м.

Геометрические характеристики пилона:

Проверка по нормальным напряжениям:

Расчет на устойчивость:

3.5 Расчет вант

В результате расчета усилий в программе “Ferma” получены следующие усилия в вантах:

N₄₅ = 193 тс

N₄₇ = 124 тс

N₅₀ = 247 тс

Проверка по прочности:

Где N_разр – разрывное усилие одного стренда;

N_стренд – кол-во стрендов в ванте.

N₄₅ = 193 < 0,63·26,5·70 = 1169 тс;

N₄₅ = 124 < 0,63·26,5·40 = 668 тс;

N₅₀ = 247 < 0,63·26,5·70 = 1169 тс;

Количество болтов, необходимых для прикрепления ванты к балке жесткости:

4. Список использованной литературы.

1. “ Мосты больших пролётов” А.А.Барановский. Курс лекций.

2. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию “ Расчет балочных пролетных строений мостов с решетчатыми главными фермами” Ю.Г.Козьмин, А.Г.Доильницын, В.В.Кондратов. Ленинград 1987 г.

3. “Технико-экономическая характеристика висячих и вантовых мостов” Методические указания. Ленинград 1988 г.

4. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы. – М., 1985

3