- •Разработка вариантов металлического моста под железную дорогу.
- •1.1 Вариант №1
- •Определение объемов работ.
- •1.2 Вариант №2
- •Определение объемов работ.
- •1.3 Вариант №3
- •Определение объемов работ.
- •1.4 Вариант №4
- •Определение объемов работ.
- •1.5 Сравнение вариантов.
- •2. Расчет пролетного строения под однопутную железную дорогу пролетом 110м.
- •2.1 Расчёт продольных и поперечных балок проезжей части.
- •2.2. Подбор сечений балок.
- •2.2.1 Подбор сечения продольной балки
- •2.2.2 Подбор сечения поперечной балки
- •2.3.1. Подбор сечения “рыбок”.
- •2.3.2. Расчет прикреплений.
- •2.3.3. Расчет связей между продольными балками.
- •2.1.7 Подбор ребер жесткости.
- •3.1 Расчет элементов главных ферм.
- •3.1.1 Построение линий влияния усилий в элементах фермы
- •3.1.2 Определение усилий.
- •3.1.3 Подбор сечений элементов главных ферм.
- •3.1.4 Расчет прикреплений элементов решетки ферм.
- •3.1.6. Расчет продольных связей между фермами.
- •Расчет портальной рамы.
2.3.1. Подбор сечения “рыбок”.
Схема прикрепления для случая, когда поперечные и продольные балки имеют разную высоту, показана на рисунке . При расчете предполагается, что опорный изгибающий момент, действующий в местах пересечения продольных и поперечных балок, воспринимается рыбками. Высота рыбки принимается равной высоте поперечной балки.
Схема прикрепления продольных балок к поперечной.
Усилие в верхней “рыбке” определяется по формуле
,
где tр – толщина рыбки, принимаем толщиной равной 16мм.
Проводим проверку на прочность:
,
где АР – площадь поперечного сечения “рыбки”
условие выполняется.
2.3.2. Расчет прикреплений.
Схема прикрепления продольных балок к поперечной с помощью высокопрочных болтов диаметром 22мм показана на рисунке .
Требуемое количество болтов n1 для прикрепления “рыбок” определяется по формуле
где N – продольная сила, равная 158,8тс;
m – коэффициент равный 0,9;
ns – число контактов в соединении;
Qbh – расчетное усилие, воспринимаемое одним болтоконтактом.
принимаем 18 штук.
Число болтов n2 и n3, необходимое для восприятия поперечной силы Q=132,14тс определяется по формуле
, принимаем 9 шт.
, принимаем 20 шт.
Схема прикрепления поперечной балки к узлу главной фермы.
Число высокопрочных болтов n4 и n5 в соединении при Q=183,26тс определяется по формуле
, принимаем 12 шт.
, принимаем 24шт.
2.3.3. Расчет связей между продольными балками.
Элементы связей воспринимают сжимающие или растягивающие усилия. Поэтому минимальный размер сечений определяется прежде всего требованиями допустимой предельной гибкости пр:
,
Схема расположения продольных связей.
Связи принимаем из уголков 90х90х6 с радиусом инерции rmin=2.78*10-2м. Тогда
, условие выполняется.
Число монтажных болтов определяется по формуле
принимаем 2 шт.
2.1.7 Подбор ребер жесткости.
Для обеспечения местной устойчивости сжатых зон вертикальных стенок балок применяют ребра жесткости. Коме того, ребра жесткости должны быть предусмотрены в местах расположения поперечных связей. Исходя из условия расстояние назначается не более чем двойная высота стенки балки. Расстояние принимается равным 1.1 м. Толщина ребра назначается равной 10 мм, а ширина выступающей части из условия
,принимаем 120*10
3.1 Расчет элементов главных ферм.
3.1.1 Построение линий влияния усилий в элементах фермы
Усилия в элементах ферм определяются с помощью линий влияния. Растягивающие усилия считаются положительными, сжимающие – отрицательными.
3.1.2 Определение усилий.
рн= 0.5×(53.3+ 22.6)= 37.95 (кН/ м). – нормативная равномерно распределенная нагрузка от собственного веса,
где: 22.6 кН/ м – нагрузка от ж/ б плиты пролетного строения;
53.3кН/ м – нагрузка от собственного веса пролетного строения.
рн max= 0.5×(1.1×53.3+1.2×22.6)= 42.88 (кН/ м). – максимальная равномерно распределенная нагрузка от собственного веса.
рн min= 0.5×(0.9×53.3+0.9×22.6)= 34.16 (кН/ м). – минимальная равномерно распределенная нагрузка от собственного веса.
Нормативную временную нагрузку определяем в зависимости от длины загружения линии влияния и положения вершины линии влияния :
Таблица 11.
№ п/п |
Линия влияния |
Длина загружения , м |
Положение вершины |
Нормативная нагрузка qт ,кн/м |
1 |
Н1 – Н2 |
110 |
0.1 |
70,8 |
2 |
Н2 – Н3 |
110 |
0.3 |
70,4 |
3 |
В2 - В3 |
110 |
0,2 |
70,6 |
4 |
В3 – В4 |
110 |
0,4 |
70,2 |
5 |
Н2 – В3 |
24.5 |
0.2 |
97,6 |
85.5 |
0.1 |
71,8 |
||
6 |
В3 – Н3 |
22 |
0.1 |
100,2 |
Усилия в элементах определяются путем загружения линий влияния постоянной и вертикальной временной нагрузкой. Усилие в элементе в общем случае равно:
,
где р – постоянная нагрузка от веса мостового полотна и веса
металлоконструкций пролетного строения, с учетом
коэффициентов надежности;
qт – вертикальная временная нагрузка;
(1+) – коэффициент динамики;
f - коэффициент надежности к временной нагрузк