- •Предисловие
- •1. Общие указания основные положения определения грузоподъемности пролетных строений методом классификации
- •Геометрические характеристики сечений элементов, стыков и прикреплений
- •Расчетные сопротивления, нагрузки и коэффициенты
- •Нагрузки и коэффициенты
- •3. Определение грузоподъемности главных балок и балок проезжей части однопутных пролетных строений, расположенных на прямых участках пути.
- •Расчет балок на прочность по нормальным напряжениям
- •Расчет балок на прочность по касательным напряжениям
- •Расчет балок на прочность поясных заклепок (болтов) или поясных швов.
- •Расчет балок на общую устойчивость
- •Расчет устойчивости опорных стоек.
- •Расчет местной устойчивости стенки балки
- •Расчет балок на выносливость
- •Расчет консолей продольных балок
- •Класс консоли на прочность по нормальным напряжениям
- •Класс консоли по прочности верхней «рыбки» и ее прикрепления
- •Расчетсквозных поперечных балок
- •Расчет прикрепления продольных балок к поперечным
- •Расчет прикрепления поперечных балок к главным фермам
- •Расчетные площади элементов
- •Гибкость элементов
- •Свободные длины элементов
- •Расчет верхних поясов главных ферм при непосредственном опирании на них поперечин
- •Расчет острых опорных узлов
- •При расчете по касательным напряжениям допускаемая временная нагрузка, кН/м пути (тс/м пути),
- •5. Расчет связей и портальных рам расчет связей
- •Расчет портальных рам
- •6. Расчет опорных частей
- •Определение грузоподъемности
- •Определение грузоподъемности элементов двухпутных пролетных строений
- •8. Учет влияния дефектов
- •И повреждений элементов.
- •Расчет усиленных элементов
- •Влияние ослабления элементов коррозией
- •Влияние искривления элементов
- •Влияние пробоин, вмятин и трещин
- •Расчет усиленных элементов
- •9. Классификация подвижного состава
- •10. Указания к расчетам
- •11. Обследование и испытание, пролетных строений обследование пролетных строений
- •Определение смещения оси пути относительно оси пролетного строения
- •Съемка профиля и плана. Проверка габарита приближения строений
- •Определение рода и механических свойств металла
- •Испытание пролетных строений
- •Приложение 1 эталонная нагрузка
- •Приложение 2 коэффициенты , , , для расчета заклепочных и болтовых соединений
- •Метрический сортамент
- •Дюймовый сортамент
- •Примечание. Если материал заклепок отличается от материала соединяемых частей, то табличные значения коэффициента умножаются на коэффициент c1 приведенный в табл. П.2.4.
- •Приложение 3 коэффициенты s для расчета сварных швов
- •Приложение 4
- •Вес металла (без опорных частей
- •И мостового полотна) однопутных балочных
- •Разрезных пролетных строений
- •Приложение 5 вес мостового полотна
- •Приложение 6
- •Расчетные параметры
- •Для определения ветровой нагрузки
- •На пролетные строения
- •Приложение 7 переходный коэффициент
- •Приложение 8 коэффициент продольного изгиба
- •Примечание. Для промежуточных значений в табл. П.9.2 – п.9.7 принимается по интерполяции, при больше 3,0 принимается как для .
- •Для прикреплений, работающих при преимущественном растяжении (при проверке по растяжению), в сечении по первому ряду заклепок
- •Соответственно при преимущественном сжатии (при проверке по сжатию) и для сечений с соединительными заклепками
- •Примечание. B2 – ширина прикрепленного элемента по поверхности контакта в одной плоскости (в составном клепаном элементе – для рассматриваемого элемента сечения); dз – диаметр заклепки.
- •Приложение 12 данные для проверки
- •Приложение 13 определение коэффициента для расчета прикрепления продольных балок
- •Приложение 14 линии влияния и правила их загружения
- •Правила загружения
- •Пример определения класса элемента пролетного строения, имеющего многозначную линию влияния, разделенную одним участком другого знака (рис. П.14.3).
- •I, II и III – участки линии влияния
- •Схемы конструкций проезжей части и эпюры усилий от тормозной нагрузки в элементах грузовых поясов главных ферм пролетных строений:
- •Коэффициент уменьшения рабочей площади сечения при выкалывании
- •Коэффициенты свободной длины стержней с разным числом пересечения
- •Пересечение с плоским элементом; 2 – пересечение с жестким элементом.
- •Приложение 20 определение грузоподъемности сквозных главных ферм однопутных пролетных строений, расположенных на прямых участках пути, после их усиления.
- •Приложение 21 примеры классификации подвижного состава
- •2. Длина загружения м; (рис. П.21.8).
- •4. Длина загружения м; (рис. П.21.10).
- •Приложение 22 форма таблиц для определения грузоподъемности пролетных строений с примерами
- •Классификация металлических пролетных строений
- •Общие данные
- •Основные расчетные данные
- •Расчет главных балок
- •3. Классификация металлического пролетного строения со сквозными главными фермами Общие данные
- •Основные расчетные данные
- •Расчет элементов главных ферм
- •Расчет балок проезжей части
- •Приложение 23 условные обозначения элементов пролетных строений
- •Приложение 24
- •1. Основные положения
- •2.1. Оценка ресурса раскосов и подвесок производится по величине пропущенного тоннажа.
- •По всей совокупности конструкций (числитель) и по конструкциям с трещинами (знаменатель), %
- •Следует учитывать, что лидирующим по отказам являются элементы с односрезными прикреплениями, с признаками расстройства заклепочных соединений и имеющие длину линии влияния до 50 м.
- •Карточка регистрации отказа
- •Приложение 25
- •Инструкцией по текущему содержанию искусственных сооружений №цп43/63 установлены следующие категории мостов по грузоподъемности (табл. П.25.1).
- •Эквивалентные нагрузки и классы эталонной нагрузки, соответствующие грузоподъемности мостов IV категории.
- •Приложение 27
- •Сртамент фасонного проката
- •Равнобокое угловое железо
- •Условные обозначения
- •(Гост 8509-57)
- •Неравнобокое угловое железо
- •Двутавры
- •Швеллеры
- •(С параллельными гранями полок)
- •При различных величинах износа
- •Приложение 28 карточка обследования металлического пролетного строения
- •1. Характеристика моста
- •2. Характеристика пролетного строения
- •3. Состояние пролетного строения
- •Подписи
- •Приложение 29 размеры и способ изъятия образцов для испытания металла
- •Приложение 30
- •Гидростатический нивелир
- •Гидростатический нивелир используется при съемке продольного профиля и узлов ферм (балок) на мостах (см. Рисунок).
- •Гидростатический нивелир:
- •Приложение 31 основные буквенные обозначения величин
- •Содержание
- •1. Общие указания……………………………………………………………………….4
- •2. Расчетные сопротивления, нагрузки и коэффициенты………………………….9
- •3. Определение грузоподъемности главных балок и балок проезжей части однопутных пролетных строений, расположенных на прямых участках пути……………………………………………………………………………………….19
- •4. Определение грузоподъемности сквозных главных ферм однопутных пролетных строений, расположенных на прямых участках пути……………….36
- •Определение грузоподъемности однопутных пролетных строений, расположенных на кривых участках пути………………………………………………………………...59
- •Руководство по определению грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов
МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПУТИ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МОСТОВ
ИНСТИТУТ «ГИПРОТРАНСПУТЬ»
РУКОВОДСТВО
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТОВ
«ТРАНСПОРТ» 1987
МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПУТИ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МОСТОВ
ИНСТИТУТ «ГИПРОТРАНСПУТЬ»
|
УТВЕРЖДЕНО Главным управлением пути МПС 2 августа 1985 г. |
РУКОВОДСТВО
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТОВ
МОСКВА «ТРАНСПОРТ» 1987
УДК 624.21.072.042
В руководстве приведены основные положения, нормы и практические указания к определению грузоподъемности металлических пролетных строений эксплуатируемых железнодорожных мостов. Изложенные в Руководстве нормы, методы расчета и практические указания распространяются на эксплуатируемые не подвергавшиеся усилению пролетные строения и на усиленные.
Расчетные формулы построены на основе принятой в Советском Союзе методики расчета инженерных сооружений по предельным состояниям.
Руководство составили: В.И. Клопотовский, Ю.И. Козырев, А.Н. Лазарев, Р.З. Манилова, А.М. Немзер, И.В. Рупасова, В.Н. Савельев, О.Б. Суровцева, С.К. Терлецкий, В.М. Фиш (НИИ мостов ЛИИЖТа); Ю.Г. Козьмин, В.И. Ярохно (кафедра «Мосты» ЛИИЖТа); О.С. Шебякин (Отдел инженерных сооружений ЦП МПС); Ю.Н. Иванов, К.Д. Савин (Гипротранспуть).
В разработке Руководства принимали участие: А.А. Иванова, В.В. Кондратов, Р.Г. Хусид (НИИ мостов ЛИИЖТа); В.О. Осипов, Е.П. Феоктистова (МИИТ); К.Б. Бобылев (НИИЖТ); В.А. Смородин (Гипротранспуть).
З а в е д у ю щ и й р е д а к ц и е й В.Г. Пешков
Р е д а к т о р И.А. Патовская
Выпущено по заказу Министерства путей сообщения
заказное Главное управление пути МПС, 1987.
Предисловие
Настоящее Руководство по определению грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов – это переработанное по методу предельных состояний и дополненное Руководство 1956 г. При переработке Руководства учтены большие изменения в условиях эксплуатации железнодорожных мостов, происшедшие после 1965 г.: значительно увеличены вес обращающихся поездов, нагрузки от оси колесной пары на рельсы и скорости движения. На основе изучения и обобщения опыта эксплуатации мостов, а также проведенных научно-исследовательских работ получены новые данные, позволившие уточнить расчеты.
Приложения к Руководству в значительной части переработаны и дополнены, приведены данные для определения грузоподъемности пролетных строений после их усиления, указания по определению меры повреждения элементов сквозных главных ферм и примеры классификации металлических пролетных строений со сквозными главными фермами и с балками со сплошной стенкой.
С целью получения классов, сопоставимых с ранее определенными классами элементов и нагрузок, в Руководстве сохранены принцип расчета пролетных строений методом классификации и эталонная нагрузка по схеме Н1.
Все данные по обращающимся в настоящее время и перспективным подвижным нагрузкам и условиям их пропуска по мостам на железных дорогах приведены в Указаниях по определению условий пропуска поездов по железнодорожным мостам.
Переработка Руководства осуществлена Научно-исследовательским институтом мостов ЛИИЖТа, институтом «Гипротранспуть», Отделом инженерных сооружений Главного управления пути МПС при участии кафедр «Мосты» МИИТа, НИИЖТа и ЛИИЖТа. Отдельные положения и принципиальные вопросы рассмотрены комиссией инженерных сооружений и строительства научно-технического совета МПС.
Зам. начальника
Главного управления пути МПС А.П. Яриз
1. Общие указания основные положения определения грузоподъемности пролетных строений методом классификации
-
В соответствии с требованиями Правил технической эксплуатации железных дорог СССР все мосты железнодорожной сети классифицируются по грузоподъемности с целью определения условий пропуска по ним различных поездных нагрузок, включая тяжелые транспортеры, и решение вопросов об усилении, ремонте или замене сооружений.
-
Классификация по грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов, подвижного состава и определение условий эксплуатации мостов осуществляется на основании настоящего Руководства и Указаний по определению условий пропуска поездов по железнодорожным мостам.
Руководство разработано применительно к балочным разрезным металлическим пролетным строениям мостов под железную дорогу нормальной колеи, но может быть использовано и при определении грузоподъемности металлических пролетных строений других систем, а также под узкую колею.
-
При определении грузоподъемности пролетных строений и условий их эксплуатации нужно учитывать:
конструкцию пролетных строений и отдельных их элементов;
вид и механические характеристики материала, из которого изготовлены пролетные строения;
физическое состояние пролетных строений, т.е. наличие в них повреждений, появившихся в процессе эксплуатации, атмосферных воздействий и других причин, а также конструктивных дефектов;
качество заводского изготовления и монтажа пролетных строений, а также усиления или ремонта их;
поведение пролетных строений под нагрузкой;
габаритность пролетных строений;
расположение моста (на перегоне или в пределах станции), профиль и план подходов;
результаты испытаний пролетных строений (если они проводились).
-
Грузоподъемность металлических пролетных строений железнодорожных мостов методом классификации определяется по предельным состояниям первой группы (на прочность, устойчивость формы 1 и выносливость).
Рассчитывается грузоподъемность каждого элемента пролетного строения с учетом геометрических характеристик поперечных сечений и механических характеристик металла. Элементы связей проверяются только по гибкости.
Для каждого элемента пролетного строения, его стыка и прикрепления определяется максимальная интенсивность временной вертикальной равномерно распределенной (погонной) нагрузки, которая не вызывает наступления предельного состояния при нормальной эксплуатации моста. Рассчитанная таким образом интенсивность в дальнейшем для краткости называется д о п у с к а е м о й в р е м е н н о й н а г р у з к о й.
Допускаемую временную нагрузку k выражают в единицах эталонной нагрузки kн с учетом соответствующего динамического коэффициента . Число единиц эталонной нагрузки является классом элемента пролетного строения K:
(1.1)
Значения k и kн определяются для одной и той же линии влияния (по ее длине и положению вершины). В качестве эталонной нагрузки kн принимается временная вертикальная нагрузка по схеме Н1 (приложение 1).
-
Подвижной состав (локомотивы, вагоны, транспортеры, краны и другие специальные нагрузки) классифицируется по воздействию на пролетные строения мостов с выражением эквивалентной нагрузки от подвижного состава в единицах той же эталонной нагрузки kн, число единиц которой – класс подвижного состава K0.
Классификация подвижного состава выполняется в соответствии с указаниями главы 9*.
Сравнение классов подвижного состава с классами элементов пролетных строений позволяет судить о возможности и условиях пропуска его по мостам. При этом надлежит руководствоваться упомянутыми выше Указаниями.
-
Грузоподъемность элементов металлических пролетных строений определяется с учетом постоянных нагрузок (вес пролетных строений, мостового полотна, коммуникаций и др.), центробежной силы при расположении мостов на кривых участках пути, ветровой нагрузки и торможения (силы тяги). Горизонтальные удары подвижного состава, создающие относительно небольшие усилия в элементах, не учитываются.
Горизонтальная поперечная нагрузка от давления ветра и продольная нагрузка от торможения (или сила тяги) учитываются только при расчетах на прочность и устойчивость поясов (торможение учитывается для грузовых поясов)1 и портальных рам сквозных главных ферм, а также опорных частей. В расчетах на выносливость горизонтальные нагрузки от торможения и давления ветра не учитываются.
При расчетах на прочность и устойчивость все нагрузки учитываются с соответствующими коэффициентами надежности. При учете тормозной и ветровой нагрузок ко всем нагрузкам, кроме постоянных, вводятся также коэффициенты сочетания нагрузок.
При расчетах на выносливость коэффициенты надежности для нагрузок не учитываются.
-
Грузоподъемность элементов пролетных строений методом классификации рассчитывается на основе исходного управления предельного состояния:
,
где - усилие в элементе от временной нагрузки, включая вертикальное воздействие , торможения и центробежную силу :
или
здесь ; - коэффициент, учитывающий влияние торможения; - то же центробежной силы; - усилие от постоянных нагрузок; - усилие от ветровой нагрузки; mRG – несущая способность элемента при расчетах на прочность; при расчетах на устойчивость и выносливость несущая способность элемента принимается соответственно: и ; k – допускаемая временная нагрузка; pi – интенсивность каждой из постоянных нагрузок; R – расчетное сопротивление металла; - коэффициент продольного изгиба; - коэффициент понижения расчетного сопротивления при расчетах на выносливость; G – геометрическая характеристика поперечного сечения элемента (площадь, момент сопротивления и др.); m – коэффициент условий работы; Sv – нормативное усилие от ветровой нагрузки; , - доля вертикальной нагрузки от подвижного состава или постоянной нагрузки, приходящаяся на одну ферму (балку); , , - коэффициенты надежности к постоянным нагрузкам и нагрузкам от подвижного состава и ветра; , - коэффициенты сочетания к нагрузкам от подвижного состава и ветра; , - площади линий влияния усилий, загружаемые соответственно постоянными нагрузками и нагрузками от подвижного состава.
Допускаемая временная вертикальная нагрузка k в общем случае учета совместного воздействия на рассчитываемый элемент вертикальных и горизонтальных нагрузок, определяемая из уравнения предельного состояния, равна при расчетах на:
прочность
(1.2)
устойчивость
(1.3)
выносливость
(1.4)
На основании этих общих формул в соответствующих разделах Руководства приведены частные формулы, учитывающие конкретные условия расчета. В частных формулах предусмотрено использование ряда неуказанных в основных формулах коэффициентов, учитывающих особенности расчета. Значения этих коэффициентов приведены в главе 2.
С целью сокращения объема вычислений для некоторых расчетов (по прочности поясных заклепок и сварных швов, местную устойчивость стенок изгибаемых балок и др.) приведены формулы, основанные на методике общестроительных расчетов, отличающиеся по форме от остальных формул.