книги / Проектирование и расчёт деревянных автодорожных мостов

Прочность укосины проверяют на сжатие с учетом продольного изгиба. В местах примыкания надо еще проверить сопряжения на смятие и скалывание.

Проверка устойчивости рамно-свайных опор против сдвига по плоскости сопряжения рамной части опоры и свайного фундамента выполняется по формуле

где Qr – сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих

сил одного направления с коэффициентами надежности по нагрузке больше единицы; m – коэффициент условий работы в стадии постоянной эксплуатации, m = 1,0; γn – коэффициент надежности по назначению при расчетах в стадии постоянной эксплуатации, γn = 1,1; Qz – удерживающая сила, равная сумме

проекций удерживающих сил на направление возможного сдвига с коэффициентами надежности по п. 1.40* [1].

Сдвигающие силы следует принимать с коэффициентами надежности больше единицы; удерживающие силы для постоянных нагрузок – меньше единицы. При проверке устойчивости против сдвига в поперечном направлении сила Qr определяется из наибольших усилий ∑Wi от ветровой нагрузки или от попе-

речных ударов автомобилей S, полученных по результату расчетов на опрокидывание, при проверке устойчивости против сдвига в продольном направлении сила Qr – от сил торможения

и ветровой нагрузки вдоль пролетного строения в уровне проезжей части. При рамно-свайных опорах удерживающая сила

211

3.3.2. Расчет свайных, рамно-свайных и рамно-лежневых опор при сближенных прогонах

При опирании на сближенные прогоны насадка работает на изгиб как неразрезная балка с пролетами, равными расстоянию между сваями. При этом насадка рассчитывается на действие положительного изгибающего момента в середине пролета между сваями и на действие отрицательного момента в месте опирания насадки и, кроме того, на давление насадки на сваю, т.е. на местное смятие.

Усилия в элементах опор от сочетаний нагрузок определяют в том же порядке, некоторые этапы этого определения совпадают с рассмотренными выше сосредоточенными прогонами (выбор расчетной схемы с примыкающими прогонами, определение погонных расчетных нагрузок, построение продольных линий влияния в соответствии с рис. 72).

Последующие этапы составляют построение линий влияния изгибающих моментов в насадке и опорных реакций стоек (давлений на стойку), наиболее невыгодное загружение линий влияния как в продольном, так и в поперечном направлениях с последующим определением искомых усилий.

Ординаты и площади линии влияния для трех-, четырех- и пятипролетных балок приведены в приложениях 12, 13, 14. При использовании линий влияния их ординаты необходимо умножить на расстояние между сваями а, а площадь линии влияния – на а2 .

В направлении поперек моста (вдоль насадки) принимается наиболее невыгодное расположение нагрузки А8 в зависимости от числа полос движения, с соблюдением интервала между осями полос в 1,9 м и с учетом нормативных расстояний между крайними полосами и ограждением проезжей части. Нагрузка НГ-60 устанавливается в количестве одной машины в любое положение проезжей части поперек моста, исключая полосу безопасности.

Сосредоточенное давление на насадку от автотранспортных средств Sа соответствует продольному загружению опоры вдоль моста (рис. 77) нагрузкой, расположенной в невыгодном положении поперек моста, в частности сдвинутой к одному из бордюров (рис. 78).

212

Рис. 77. Линии влияния опорных давлений на насадку опоры 2 при расчете сближенных прогонов

В соответствии с рис. 77 получим: для первой полосы нагрузки А8

нагрузка, определяемая по табл. 3.

Равномерно распределенное по длине насадки давление от собственного веса (см. рис. 77)

где сi – расстояние между прогонами смежных пролетов.

213

а

б

в

г

Рис. 78. Линии влияния изгибающих моментов в насадке и давлений на сваю при сближенных прогонах

214

Учитывая q и Sa, можно определить искомые усилия S

(M или N):

при загружении одной колонной А8 (см. рис. 78, а) в середине крайнего пролета

влияния (см. рис. 78); z1 – ордината линии влияния под силой Sai (со своим знаком), соответствующей линии влияния М или N.

Расчет насадки по нормальным напряжениям при изгибе выполняется по формуле

M d = M B ; m – коэффициент условий работы, для бревен, имеющих врубку в расчетном сечении, m = 0,9, для бруса (таб-

лица 97* [1]) m = 0,85 .

Расчет насадки на смятие, расчет шипа и подбор сечения насадки по условию прочности на смятие выполняется в соответствии с указаниями п. 3.3.1.

Окончательно принимается наибольшее из сечений, определенных по условиям на изгиб или на смятие.

Методика расчета стойки совпадает с изложенной в п. 3.3.1. Наибольшеее давление на стойку (сваю) определяется загружением линий влияния давления по рис. 77 для опоры 2 и по рис. 78, г для NB нагрузкой А8 или НГ-60.

215

3.3.3.Пример расчета промежуточной опоры

Вкачестве примера рассмотрен мост с пролетными строениями длиной 5,5 м, состоящий из 15 разбросных двухъярусных прогонов d = 0,27 м, уложенных на расстоянии 0,66 м между осями (рис. 79).

Рис. 79. Фасад и план пролетного строения с разбросными прогонами

На прогоны уложен поперечный настил из накатин d = = 0,16 м, отесанных на два канта по 0,5d, поверх накатин уложена доска верхнего (защитного) настила.

По оси и по краям пролетное строение имеет 2–3 сближенных прогона. Прогоны смежных пролетов уложены на насадку с расстояниями 0,33 м между осями прогонов, сближенные про-

216

гоны сопрягаются над насадкой впритык с косой срезкой торцов. Габарит моста Г–7 с двумя тротуарами по 0,75 м.

Одноярусные свайные опоры имеют 4 сваи в ряду, расстояние между которыми 2,1 м, сверху сваи объединены насадкой общей длиной 8,2 м, материал насадок – лиственница I сорта, материал свай – сосна I сорта.

Нормативные временные нагрузки А8 и НГ-60. Расчетная постоянная нагрузка на 1 м длины пролетного строения от веса дощатого настила поперечин и 15 двухъярусных прогонов

= 23,43 кН/м,

где В – ширина моста, B = 8,5 м; δ – толщина доски верхнего настила, δ = 0,05 м; γf – коэффициент надежности для настила и прогонов, γf = 1,2; A1, A2 – соответственно площадь сечения поперечины и прогона.

Постоянная расчетная нагрузка на 1 п. м одного прогона q2 = qn1 = 23,4315 =1,56 кН/м.

Равномерно распределенное давление по длине насадки от собственного веса проезжей части и прогонов

q = 0,661 1,56 5,5 =13,0 кН/м.

Давление на насадку от автотранспортных средств А8 (рис. 80):

для первой полосы

Sa(1) = Sa(2) = 121,2 7,84 5,5 + 121,39 78,4(0,7273 +1,0) =120 кН,

217

для второй полосы

Sa(3) = Sa(4) = 0,6 121,2 7,84 5,5 + 121,39 78,4(0,7273 +1,0) = =109,65 кН,

где γfν – коэффициент надежности для полосовой нагрузки, γfν = 1,2; γfp – коэффициент надежности для тележки при загру-

жении линии влияния λ = 11 м, γfp = 1,39; Р = 78,4 кН; y1, y2 – ординаты линии влияния давления, y1 = 0,7273, y2 = 1,0.

Рис. 80. Схемы загружения линии влияния опорного давления

Давление на насадку от НГ-60 (см. рис. 80)

Sa(НГ) = 121,0 82,7 5,5 = 227,43 кН,

где γ fг =1,0; pλ(НГ) – эквивалентная нагрузка от НГ-60 при загружении линии влияния λ = 11,0 м, pλ(НГ) =82,7 кН/м.

218

Изгибающий момент в середине пролета А-В насадки (рис. 81, а) от постоянной нагрузки и А8

Мпр = q (w1 −w2 + w3 ) + Sа(1) z1 + Sа(2) z2 =

=13(0, 4036 −0,1072 + 0, 0359)12 +120 0, 42 − −120 0,0811 =45,0 кН м;

от постоянной нагрузки и НГ-60 (рис. 81, б)

Мпр = q (w1 − w2 + w3 ) +(Sa(НГ) z1 − Sa(НГ) z2 )(1+µ) =

=13(0,4036 −0,1072 +0,0359) +

+(227,43 0,42 −227,43 0,0443)1,1 = 98,31 кН м.

Изгибающий момент в сечении насадки над сваей В: от постоянной нагрузки и А8 (рис. 81, в)

Моп = q (w11 + w12 − w31 )+ Sa(1) z1 + Sa(1) z2 =

=13(−0,2857 −0,2140 +0,0714) −120 0,21−120 0,1634 =

=50,4 кН м,

от постоянной нагрузки и НГ-60 (рис. 81, г)

Моп = q (w11 + w12 − w31 )+(Sa(НГ) z1 + Sa(НГ) z2 )(1+µ) =

=13(−0,2857 −0,2140 +0,0714) −

−(227,43 0,21+ 227,43 0,0867)1,1 = −79,8 кН м.

Таким образом, принимаем расчетный положительный момент в середине первого пролета насадки Мпр = 98,31 кН·м, расчетный отрицательный момент Моп = 79,8 кН·м над сваей В.

Наибольшее давление на сваю определяется загружением линии влияния постоянной и временной нагрузкой:

постоянная нагрузка и А8 (рис. 81, д)

B1 = q (w4 − w5 ) + Sa(1) z1 + Sa(2) z2 + Sa(3) z3 − Sa(4) z4 =

=13(2,2368 −0,1700) +120 0,12 +120 1,0 +109,65 0,4719 −

−109,65 0,1243 =199,4 кН;

219

а

б

в

г

д

е

Рис. 81. Схемы загружения линий влияния усилий в сечениях насадки

220