книги / Проектирование и расчёт деревянных автодорожных мостов

Проверка прочности поперечины на гусеничную нагрузку не производится.

Расчет перильного ограждения и тротуарного настила.

Конструкция перильного ограждения и тротуаров показана на рис. 26. Перила состоят из перильных стоек, укрепленного на них поручня и расположенного ниже перильного заполнения, необходимых для безопасности пешеходов.

Настил тротуаров одиночный с поперечным расположением досок. Доски одним концом уложены на бордюрный брус, а другим – на продольную тротуарную балку, служащую и для крепления перильных стоек.

Принимаем:

•сечение поручня 8×8 см;

•сечение стоек а = 9 см, b = 10 см;

•высота стоек h1 = 141 см;

•расстояние между стойками l = 180 см.

Поручень перил от действия вертикальной V и горизонтальной H сосредоточенных сил работает на косой изгиб:

101

Рис. 26. Конструкция перильного ограждения и тротуаров: 1 – стойка; 2 – поручень; 3 – перильное заполнение; 4 – настил с поперечным расположением досок; 5 – бордюрный брус; 6 – продольная балка

Подставляя значения, получим

Стойка перил при отсутствии подкоса работает на сжатие

сизгибом. Максимальный изгибающий момент

М= Hl =1, 27 1, 41 =1,79 кН·м.

Площадь полного сечения

Abr = ab = 9 10 = 90 см2.

Площадь сечения, ослабленного болтом,

Ant = a(b −d ) =9(10 −1,6) = 75,6 см2,

где d – диаметр отверстия под стяжной болт, d = 1,6 см.

102

Момент сопротивления ослабленного сечения стойки

Радиус инерции

r = 0, 289b = 0, 289 9 = 2,6 см.

Расчетная гибкость

λ = h1 +c =141+15,5 = 60,2. r 2,6

Коэффициент, учитывающий влияние дополнительного момента от сжимающей силы,

Сечение стяжного болта проверяется на усилие Nd:

Болты выполняют из стали ВСт3сп4 с расчетным сопротивлением растяжению Rbt = 155 МПа, площадь поперечного сечения болта при d = 16 мм

Ant = 0,000201 см2 = 2,01 10−4 м2.

Проверка прочности:

Определим диаметр шайбы под болтом из условия требования прочности древесины стойки на смятие.

Площадь смятия под шайбой

где m – коэффициент перехода для древесины, m = 1,0; mq – коэффициент условий работы, mq = 1,0; Rdqp – расчетное сопротивление смятию поперек волокон под шайбами, Rdqp = 3,9 МПа.

Принимаем диаметр шайбы dш = 7 см.

Доска тротуарного настила рассчитывается на изгиб от воздействия равномерно распределенной нагрузки qт или сосредоточенной силы Рт.

Расчетный пролет доски

lд = l0 +δд = 52 + 4 = 56 см,

где lд – расстояние в свету между краями площадок опирания, lд = 52 см; δд – толщина доски, δд = 4 см.

Величины расчетных изгибающих моментов:

− от равномерно распределенной нагрузки с учетом ширины доски bд = 16 см:

104

3.2.Основы расчета мостов малых пролетов

Взависимости от конструкции прогонов различают балочные мосты:

−с простыми одноярусными прогонами, расположенными непосредственно над сваями (рис. 27, а), простые сосредоточенные прогоны применяются в малых пролетах длиной до

4–5 м;

−со сближенными (разбросными) прогонами, располо-

женными на расстоянии 0,5–0,7 м друг от друга, мосты с пролетами до 6 м обычно строят с одноярусными прогонами (рис. 27, б), с пролетами 7–8 м – с двухъярусными прогонами

(рис. 27, г);

– с сосредоточенными сложными прогонами из пакетов бревен, скрепленными между собой болтами при пролете до 8 м (рис. 27, в), с составными прогонами в виде балок на колодках, шпонках и пластинчатых нагелях длиной до 14 м (см. рис. 27, г).

Прогоны рассчитываются на постоянные нагрузки от собственного веса и на временные вертикальные нагрузки от подвижного состава и пешеходов. Распределение постоянной и временной нагрузок происходит неодинаково.

105

Рис. 27. Разрезы балочных мостов с различными типами прогонов: а – с простыми одноярусными; б – сближенными; в – сосредоточенными сложными из пакетов бревен, скрепленными болтами; г – составными балками на колодках, шпонках или пластинчатых нагелях

Постоянная нагрузка (собственный вес пролетных строений) между прогонами распределена равномерно. Нормативная постоянная нагрузка определяется с учетом принятого решения по конструкции настила, а вес прогона – по предварительным заданным его размерам с учетом увеличения веса прогона на 20 % при наличии продольных и поперечных связей. В первом приближении нормативная постоянная нагрузка подбирается по укрупненным показателям табл. 40.

При использовании укрупненных показателей после подбора сечения необходимо сравнить предварительно назначенную

иполученную расчетом постоянную нагрузку. Допускается расхождение не более 10 %.

Прогоны рассчитываются на нагрузку А8, которая включает одну двухосную тележку с осевой нагрузкой Р = 78,48 кН

иравномерно распределенную нагрузку (на обе колеи) интен-

сивностью ν = 7,84 кН/м, а также на гусеничную нагрузку (одну машину) НГ-60 общим весом 588 кН.

Нормативная временная нагрузка на тротуары при учете совместно с нагрузкой А8 принимается в виде вертикальной равномерно распределенной нагрузки по формуле (4):

ρ = 3,92 −0,0196λкПа,

где λ – длина загружения, м.

106

Временная нагрузка при ее произвольном положении как вдоль, так и поперек моста может создать различные условия нагружения каждого из прогонов. Поэтому для расчета каждого прогона решаются две задачи.

Сначала подвижная нагрузка устанавливается в поперечном сечении моста (поперечная установка) в самом невыгодном положении для рассматриваемого прогона. Затем нагрузка располагается вдоль пролета моста так, чтобы она вызвала в прогоне наибольшие расчетные усилия.

Коэффициент поперечной установки – отношение доли временной вертикальной нагрузки, воспринимаемой одним прогоном, к временной нагрузке, находящейся на пролетном строении при самом невыгодном загружении.

В деревянных мостах принимают во внимание два случая загружения АК:

1. Толпа + А8, установленная на расстоянии 1,5 м от кромки проезжей части, с числом полос движения не более двух.

2. Нагрузка А8, установленная на расстоянии 1,5 м от защитного ограждения, с числом полос движения не более двух.

Нагрузка А8 в виде тележки принимается с коэффициентом Si = 1,0, а для равномерно распределенной полосовой нагрузки ν – первая полоса Si = 1,0, вторая полоса Si = 0,6.

Нагрузка НГ-60 устанавливается на пролет без толпы в количестве одной машины на любом участке проезжей части поперек моста (в которую не входят полосы безопасности).

Величина коэффициента поперечной установки η от вышеперечисленных временных нагрузок зависит от положения прогона в поперечном сечении моста, количества прогонов и расстояния между ними, жесткости прогонов и жесткости вышележащей конструкции проезжей части. Способы определения коэффициента поперечной установки временной нагрузки различны для разных конструкций пролетных строений.

3.2.1. Определение коэффициентов поперечной установки η для сосредоточенных прогонов пролетных строений, обладающих небольшой поперечной жесткостью

Метод рычага исходит из допущения, что поперечные элементы проезжей части над прогонами считаются разрезными, а между прогонами относительно жесткие поперечные связи отсутствуют или же имеют малую вертикальную жесткость.

107

В этом случае линия влияния давления, приходящаяся на рассчитываемый прогон, будет представлять треугольник с ординатой «единица» над рассчитываемым прогоном и нулевыми ординатами под соседними прогонами.

Порядок определения коэффициента η.

1.Строят линию влияния давления на рассчитываемый

прогон (на рис. 28 приведены линии влияния V2 и V1 для прогонов 2 и 1).

2.Загружают линии влияния так, чтобы в рассчитываемом прогоне возникло наибольшее усилие:

−при загружении линии влияния для промежуточного прогона одно из колес или одну из гусениц располагают над прогоном, а остальные – в соответствии со схемой поперечной установки нормативной временной нагрузки;

−при загружении линии влияния крайнего прогона нагрузкой А8 ось крайней полосы движения располагают на расстоянии 1,5 м от полосы безопасности с одновременной загрузкой тротуара толпой.

−при загружении гусеничной нагрузкой расстояние от края гусеницы до бордюра должно быть не меньше ширины полосы безопасности П.

3. Вычисляют коэффициенты η для составляющих нагрузки А8, гусеничной и тротуарной нагрузок.

Показанному на рис. 28, а загружению промежуточного (второго) прогона нагрузкой А8 отвечают:

• коэффициент поперечной установки для полосовой части

где 1,0; 0,6 – коэффициенты равномерно распределенной нагрузки для первой и второй полосы соответственно; d – ширина площадки соприкосновения колес с покрытием (для нагрузки А8 d = 0,6 м); w1, w2, w3 – площади участка загружения линии

108

а

б

в

г

Рис. 28. Схемы к расчету коэффициента η для сосредоточенных прогонов по методу рычага

109

влияния; ν – полное давление равномерно распределенной полосовой нагрузки; Р – полное давление оси двухосной тележ-

ки, Р = 1.

Допускается определение коэффициента η для нагрузки А8 в предположении, что ее составляющие представляют собой сосредоточенные воздействия в направлении поперек моста.

Тогда соответствующие общие формулы имеют вид:

где у1, у2 – ординаты линии влияния под колесами нагрузки на первой полосе; уk при k = 3, 4 – то же, на второй полосе.

Коэффициент поперечной установки гусеничной нагрузки для какого-либо из прогонов моста вычисляют при установке оси одной из гусениц над осью выбранного прогона. Учитывая, что расстояние между осями гусениц обычно превышает расстояние между осями прогонов, коэффициент поперечной установки гусеничной нагрузки определяется от воздействия только одной из гусениц, установленной над осью выбранного прогона

(см. рис. 28, в):

где b – ширина гусеницы, b = 0,7; w – площадь линии влияния опорного давления (на чертеже заштрихована).

110