Середню денну кількість тандемів, які проходять в одному напрямі по одній смузі мосту пт, знаходять за формулою
Пу — НуВ 'к^ -^2 >(М.З)
де птв - середня денна кількість тандемів, які проходять в одному напрямі по одній смузі мосту.
Фізичний ліміт кількості машин, що можуть пройти по одній смузі за день, приймається таким, що дорівнює 20 000 одиниць; кх - коефіцієнт, що враховує частку важких автомобілів у загальній кількості транспорту. Якщо статистичні дані відсутні, то коефіцієнти слід приймати відповідно до таблиці М.З.
Таблиця М.З - Коефіцієнт частки важких автомобілів у потоці
|
Тип мосту |
Коефіцієнт fcj |
|
Міські мости і мости на магістралях |
0,20 |
|
Мости на інших дорогах |
0,15 |
|
Інші міські мости |
0,10 |
|
Тип мосту |
Коефіцієнт к2 |
|
Одна смуга |
1,00 |
|
Дві смуги |
0,85 |
|
Три і більше смут |
0,80 |
М.2 Оцінка витривалості елементів мосту від навантаження рейкового транспорту М.2.1 Навантаження рейкового транспорту
Навантаження для оцінки витривалості слід приймати різним для локальних та глобальних розрахунків.
При глобальних розрахунках розмах напружень в елементі мосту визначається від дії одного потягу, при цьому довжина ділянки лінії впливу одного знака має бути більше за відстань між візками вагона.
При локальних розрахунках оцінюють дію вагонних осей.
Розрахункове навантаження на вісь Pj слід приймати за формулою
р/ =рп 'У/■ (l+jn),(М.4)
де Рп- характеристичне навантаження на вісь;
у j- коефіцієнт надійності за навантаженням:
(1+р) - динамічний коефіцієнт, що дорівнює 1,0 (якщо колія в нормальному стані).
М.2.2 Розрахунок кількості циклів
Розрахунок кількості циклів розмаху напружень від рейкового транспорту аналогічний до розрахунку кількості циклів від автомобільного навантаження. Загальну кількість циклів від проїзду потягів по мосту за період проектного строку служби визначають за формулою
N -nD -nY -пс -пТ < 1-Ю8,(М.5)
де nD - кількість днів у році;
пу - проектний строк служби мосту в роках;
пс - кількість циклів від проходу одного потягу за таблицею М.5;
пт - середня денна кількість потягів, що проходять в одному напрямку по мосту за день.
Таблиця М.5 - Визначення кількості циклів від проходу одного потяга
|
Елементи мосту |
Кількість циклів від проходу одного потяга пс |
|
Для елементів, крім наданих нижче |
1,0 |
|
Поздовжні ребра та поперечні балки проїзду |
Подвоєна кількість вагонів |
|
Елементи з довжиною лінії впливу одного знака менше відстані між візками вагонів |
|
М.2.3 Оцінка витривалості
Оцінка витривалості з’єднання (деталі) виконується за формулою
Лая„
Ас < —,.(М.6)
У/м 'Уг
Да R п - поріг витривалості елемента в залежності від кількості циклів навантажень;
у jM - коефіцієнт надійності порогу витривалості дорівнює:
0,85 - для елементів, руйнація яких не призведе до руйнування мосту;
уг - коефіцієнт відповідальності, що дорівнює:
Розмах напружень знаходять за (М.7) як різницю між найбільшими і найменшими напруженнями при лінійному аналізі. При цьому розтяг має становити не менше ніж 1/3 загального розмаху напружень.
АСУ = СУ max — СУ min >(■Д^ — ^ max — т min ) •(М.7)
Поріг витривалості AaR п знаходять, базуючись на значеннях таблиці М.5 порогіввитри
валості Дас або Дтс для 2 млн. циклів.
При кількості циклів менше ніж 5 млн. відповідний поріг витривалості AaRn обчислюють за формулою
Да d = —=J^=L===.(М.8)
_ Да(
'R'n з/Щ2000000
При 5 млн. циклів поріг витривалості Аи R 5 = Да D знаходять за формулою
Да п = , A(?c- 0,737 Ааг.(М.9)
15000000
12000000
При числі циклів більше 5 млн. відповідний поріг витривалості знаходять за формулою
Дап0,737 Да г
Аа в п = ,.•(М.10)
’5/Ni /50000005jNt /5000000
М.З Оцінка витривалості елементів мосту від сумісної дії автомобільного і рейкового транспорту
М.3.1 Автомобільний і рейковий транспорт
Для багатьох елементів суміщеного мосту достатньо виконати перевірку тільки від дії одного з навантажень - автомобільного або рейкового. Але деякі елементи прогонової будови приблизно сприймають вплив від дії обох навантажень порівну. Нижче розглянуто випадок, за якого елемент зазнає впливу декількох навантажень різної інтенсивності.
М.З.2 Оцінка витривалості
Оцінку витривалості деталі виконують, якщо відома категорія витривалості, розмах напружень a j, а2 .. .су,- і відповідна кількість циклів навантажень nv п2 ... и,-, використовуючи наступний алгоритм:
1. Знаходиться граничне значення циклів при заданому розмаху напружень за формулою (М. 11) при числі циклів п менше 5 млн. і за формулою (М.12) - при числі циклів більше ніж 5 млн.
/ А
А^Р Да, ,
Nt =5000000
п< 5000000,(М.11)
( А ^
Дрр Да,- ,
N; =5000000
п > 5000000.(М.12)
Aan = ,==0,737Лаг.
з (5000000
V2000000
У формулах значення Л<тс та - пороги витривалості деталі при 2 і 5 млн. циклів відповідно.
2. Для оцінки витривалості використовується лінійний закон накопичення пошкоджень (Палгрена Мінера). А саме, сума відношень фактичної кількості циклів до граничної не повинна перевищувати одиниці.
^ + ^+...+-^<1,(М.13)
Nl N2 АГ,-
де Mj, «2 ... п- - кількість циклів при заданих розмахах напружень а ],а2 ...а,;
Nv N2 ...Nj - граничні значення циклів при заданих розмахах напружень.
М.4 Приклад оцінки витривалості ортотропних плит від дії автомобільного навантаження М.4.1 Основні принципи розрахунків
Для ортотропних плит автопроїзду рекомендується у наведених нижче вузлах та перерізах робити перевірки на витривалість. На рисунку М.2 показано 10 місць підвищеної небезпеки появи тріщин утомленості і характерні для цього напруження.
Опис 10 місць і відповідні характерні напруження наведено в таблиці М.6.
Таблиця М.6 - Місця і характерні напруження
|
№ точки |
Місце концентратора |
Познака |
Що контролюється |
|
1 |
Зварний шов листа настилу на підкладці, що не лишається Категорія 90 |
АЩш |
Нормальні напруження в основному металі біля шва |
|
2 |
Зварний шов першого шва стику зі вставкою ребра на підкладці, що лишається Категорія 71 |
Aajr2 |
Те саме |
|
3 |
Зварний шов другого шва стику зі вставкою ребра на підкладці, що лишається Категорія 71 |
Aajr3 |
» |
|
4 |
Основний метал ребра в місці приварки до поперечної балки Категорія 71 |
Аст гс4 |
Нормальні напруження в ребрі на рівні кінця зварного шва біля вирізу |
|
5 |
Основний метал стінки поперечної балки біля вирізу Категорія 71 |
Аст wc5 |
Нормальні напруження в стінці біля вирізу для ребра |
|
6 |
Зварний шов приварки ребра до поперечної балки Категорія 80 при т = 5 |
А^ rw6 |
Зрізні напруження в зварному шві ребра і стінці поперечної балки |
|
7 |
Зварний шов приварки стінки поперечної балки до настилу Категорія 80 при т = 5 |
A'dW 7 |
Зрізні напруження в зварному шві стінки поперечної балки і листа настилу |
|
8 |
Зварний шов приварки стінки поперечної балки до настилу Категорія 80 при т = 5 |
Axdwb |
Те саме |
|
9 |
Шов приварки ребра до листа настилу Категорія 71 (повний провар) Категорія 50 (кутовий шов) |
А СУ rvv9 |
Нормальні напруження в шві від гнуття ребра з площини |
|
10 |
Основний метал біля вільного вирізу Категорія 90 |
Аст rw 10 |
Нормальні напруження біля вільного отвору |
а - нормальні напруження; х - зрізні напруження.
Індексами напружень позначено місце належності напружень:
w - стінка (wall);
wc - стінка біля вирізу (wall cut);
jd - стик листа настилу (joint deck);
jr - стик ребра (joint rib);
/-пояс поперечної балки (flange);
rw - шов приварювання ребра (rib weld).
Рисунок М.2 - Місця підвищеної небезпеки появи тріщин втомленості
М.5 Категорії витривалості
М.5.1 Значення порогів витривалості (МПа) названо категоріями. У нижче наведених таблицях "категорії деталей" відповідають порогу втомленості в МПа при 2 млн. циклів для Лас або Дтс (якщо є посилання т = 5, при 5 млн. циклів AaD, або Дт0).
М.5.2 Категорії в залежності від виду деталей наведено у таблицях М.5.1 - М.5.10.
|
Кате горія деталі |
Конструктивна деталь |
Опис |
Вимоги |
|
|
160 |
|
Прокатні краї деталей, краї після термічного різання із класом шорсткості 1 згідно з ГОСТ 14792.
|
Деталі 1-3: гострі краї та дефекти поверхні мають бути зачищені до гладкої поверхні та плавних переходів |
|
|
140 |
|
Різані ножицями або газом краї:
|
Деталь 4: всі видимі риски на краях, які порушують безперервність, слід вилучити шляхом механічного зачищення з напрямком рисок зачищення уздовж зусиль з глибиною не більше ніж 0,3 мм. Деталі 4 і 5:
|
|
|
125 |
|
|
|
|
|
100 т - 5 |
|
Деталі 6 і 7 відповідають деталям 1, 2 і 3. Елемент зазнає зсуву |
Деталі 6 і 7: Дт оцінюється з дотичних за формулою ,=Q-S I-t |
|
|
112 |
|
8 - стик із двосторонніми накладками на високоміцних болтах |
Деталь 8: Да визначається для перерізу брутто |
Для з’єднань на болтах (деталі від 8 до 13):
|
|
|
|
8 - стик із двосторонніми накладками на заповнених високоміцних болтах |
|
|
Деталь 9: Да визначається для перерізу нетто
9 - стик із двосторонніми накладками на чистих (класу А) болтах;
- стик із двосторонніми накладками на звичайних заповнених болтах
Деталь 10: Ла визначається для перерізу нетто
90
Для з’єднань на болтах (деталі від 8 до 13):
Деталь 11: Да визначається для пере- різу нетто
Деталь 12: Да визначається для перерізу нетто
80
10 - стик з однобічною накладкою на високоміцних болтах; - стик з однобічною накладкою на заповнених високоміцних болтах
12 - стик з однобічною накладкою на звичайних заповнених болтах
12 - стик з однобічною накладкою на чистих (класу А) болтах;
11 - елемент підданий згину й (або) осьовому розтягу
13 - однобічні або парні накладки з болтами класу В і С
Деталь 13: Да визначається для перерізу нетто
50
14 - болти та шпильки з накатаним або нарізаним різьбленням. Для болтів великого діаметра (анкерних) слід вводити коефіцієнт розміру ks
Деталь 14: Да напруження визначають, використовуючи площу болта. Вигин болта необхідно враховувати. Для високоміцних болтів зменшення розмаху напружень також враховується
@
50
100 т = 5
і
ЩР
15 - болти з одиночним або подвійним зрізом.
Нарізка не в перерізі зрізу:
Деталь 15: Дт - зріз оцінюється для зони без нарізки болта
Деталі 1 і 2: відсутня зона початок/кінець по довжині шва, крім випадків, коли забезпечено якісний ремонт
125
Безперервні поздовжні шви:
