уг - коефіцієнт надійності за відповідальністю згідно з таблицею 4.1 ДБН В.2.3.22.

Перевірку міцності розтягнутої крайньої фібри поздовжнього ребра виконують за формулою

Rv ■ гп

СУ* <1,33-і ,(П.2)

Уг

Перевірку міцності стиснутої крайньої фібри поздовжнього ребра виконують за формулою

Rv ■ m

ах < —,(П. 3)

Уг

Перевірку міцності стінки поздовжнього ребра ортотропної плити виконують за формулою

І т99Ry * ^

^ ах - с>хау + иу + Ъхху < 1,1 — .(П.4)

Уг

П.2.2 Поперечні балки

Зусилля в поперечних балках ортотропної плити проїзду слід знаходити від сумарної дії глобальних та локальних навантажень прогонової будови. Всі розрахунки виконуються у лінійній постановці.

Напруження в стінці поперечної балки між вирізами для пропуску поздовжніх ребер (виступ між вирізами) від дії поперечної сили можуть бути знайдені за спрощеною процедурою.

Значення зусилля зсуву Т, прикладене до виступу стінки між вирізами ребер, знаходять за формулою

(П.5)

Q • S

Т=-2е,

де Q - поперечна сила в перерізі;

S- статичний момент листа настилу;

І - момент інерції поперечної балки; 2е - довжина збирання сили зсуву;

М

ст

х - зрізні напруження в перерізі а-а (рисунок П.12).

нормальні напруження в перерізі а-а від моменту М ~Т ■ h0;

Фактична епюра нормальних напружень не є лінійною у зв’язку з роботою виступу як балки-стінки, але при розрахунках міцності кінцеві піки не враховуються. Нормальні напруження на гранях вирізу, знайдені за лінійною епюрою, обмежуються розрахунковою текучістю сталі стінки за формулою

Rv ■ m

ст <.(П.6)

При виконанні цієї умови розрахунки витривалості в місцях вирізів (в перерізі а-а) допускається не виконувати.

Зрізні напруження в стінці обмежуються розрахунковим значенням зрізних напружень сталі стінки за формулою

Rv • m

т ^ ——.(П.7)

3-у г

Перевірки за формулами (П.6) та (П.7) слід виконувати також для поперечних балок із штабовими ребрами.

Рисунок П.13 - Форми і розміри вирізів у стінці поперечної балки для штабових ребер Горизонтальна сила, що діє на "зуб", має бути знайдена за формулою

Q-S, ч

Т=- е.(П.8)

І

При застосуванні Г- та Т-подібних поздовжніх ребер збільшуються вирізи в стінках поперечних балок і вони мають бути перевірені на зрізання виступу за (П.6) та (П.7).

Рисунок П.14 - Форми і розміри вирізів для Г- та Т-подібних поздовжніх ребер

Горизонтальну силу, що діє на виступ стінки, знаходять за формулою (П.8).

Напруження у нижньому поясі поперечної балки, знайдене від сумарної дії глобальних та локальних навантажень, має бути перевірене в передбаченні пружної роботи за формулою

Rv ■ m

а < -J-.(П.9)

Уг

Місцеву стійкість листа настилу між поздовжніми ребрами, поздовжніх смугових ребер, звисів поясів таврових поздовжніх і поперечних ребер слід забезпечити відповідно до вимог додатка Л.

П.3.1 Стійкість ортотропної плити між поперечними балками

Необхідний момент інерції поперечних балок Ісг ортотропної плити може бути визначений за напруженнями, що діють у плиті ахс за (П.10), або виходячи з граничного пружного навантаження при напруженнях стиску, що дорівнюють розрахунковій текучості за (П.11).

(П.10)

(П.11)

де а хс - напруження в листі настилу плити від спільної роботи ортотропної плити з головними

балками прогонової будови, що визначаються за умови пружних деформацій сталі;

ах сг у - приведені критичні напруження, що визначаються за таблицею К.З, де значення

критичного напруження gx cr = а хс ■

''±л2Ш,

Допускається також визначати ах cr ^ за формулою ах сг ^ j-;

AslI

а коефіцієнт, який визначають за таблицею П.2; k - кількість поздовжніх ребер, що утримуються поперечною балкою; ц/ - коефіцієнт, що дорівнює:

0,055 при k = 1;

0,15 при k = 2;

0,20 при k > 3;

L - відстань між стінками головних балок або між центрами вузлів геометрично незмінюваних поперечних в’язей;

І - відстань між поперечними балками;

Isl - момент інерції повного перерізу поздовжнього ребра.

Таблиця П.2 - Визначення коефіцієнта а

со

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,2

0,6

0,7

0,8

0,9

0,95

1,0

а

0

0,016

0,053

0,115

0,205

0,320

0,462

0,646

0,872

1,192

1,470

2,025

Примітка. Коефіцієнт со визначається за формулою со = ——, де ср0 знаходять за таблицею П.З при

Для стиснутої ортотропної плити, яка не сприймає місцеві навантаження, у (П.10) коефіцієнт а дорівнює 2,025, що забезпечує рівність розрахункової довжини поздовжніх ребер відстані між поперечними ребрами І.

Rym

0 — Уг

Розрахунок загальної стійкості стиснутої або стиснуто-зігнутої ортотропної плити в цілому на вигин між поперечними балками виконують за формулою

де ст хс - напруження в листі настилу плити від спільної роботи ортотропної плити з головними балками прогонової будови; ф 0 - коефіцієнт поздовжнього згину, який приймають за таблицею П.З в залежності від гнучкості X0;

Таблиця П.З - Значення коефіцієнта поздовжнього згину ф 0

Гнучкість А,0, А,1

Коефіцієнт ф о для сталей з нормативною границею текучості

менше ніж 300 МПа

від 300 до 350 МПа

350 і більше, МПа

0

1,00

1,00

1,00

41

1,00

1,00

1,00

44

1,00

1,00

0,96

50

1,00

0,92

0,88

53

1,00

0,87

0,83

60

0,95

0,76

0,72

70

0,83

0,64

0,59

80

0,73

0,56

0,49

90

0,64

0,50

0,43

100

0,59

0,44

0,38

110

0,53

0,39

0,33

120

0,47

0,34

0,28

130

0,41

0,30

0,25

140

0,36

0,26

0,22

150

0,32

0,23

0,20

160

0,29

0,21

0,17

170

0,26

0,19

0,16

180

0,23

0,17

0,14

190

0,21

0,15

0,13

200

0,20

0,14

0,11

(П.13)

Я

ef

20

т- коефіцієнт умов роботи відповідно до таблиці 6.2;

уг- коефіцієнт надійності за відповідальністю відповідно до таблиці 4.1 ДБН В.2.3-22.

Гнучкість л() слід визначати за формулою

І

!sl +а- 5/п

2 п л4

А

ef

де lej = lj—розрахункова довжина поздовжніх ребер;

©

Іг.г >

ю < 1,0 - коефіцієнт, що знаходять за таблицею П.2 за значенням коефіцієнта

а = ■

Ф (к +1) І$1

Ісг - момент інерції поперечної балки з ділянками листа настилу по 0,2 L в кожний бік від осі балки, але не більше ніж І;

4-коефіцієнт,дорівнює 1,0 для ортотропної плити без місцевого навантаження і призна

чається за таблицею П.4 для плити, що продеформована між поперечними балками від дії місцевого навантаження;

А - площа повного перерізу поздовжнього ребра;

It - момент інерції повного перерізу поздовжнього ребра при чистому крученні.

Таблиця П.4 - Визначення коефіцієнта £, для ортотропної плити без місцевого навантаження

fli

0

О

о

О

о

0,75

0,05

0,70

0,10

0,66

/- прогин поздовжнього ребра між поперечними ребрами; і - радіус інерції повного перерізу поздовжнього ребра.

Стиснуто-зігнуту ортотропну плиту залізничних мостів на загальну стійкість треба перевіряти за формулою (10.1), розраховуючи гнучкість за формулою (П.13) при £, = 1,0.

Таврові поздовжні ребра стиснутої ортотропної плити нижнього пояса коробчастих головних балок при згинально-крутній формі втрати стійкості слід розраховувати за формулою (П.12), приймаючи коефіцієнт поздовжнього згину ф о в залежності від гнучкості Гнучкість Xj визначається за формулою

(П.14)

X, =/

КІ2+Іа +0,04 Iі It

де Ір =Іу +IZ +A(hw -е) ;

І- відстань між поперечними балками;

hw- висота стінки ребра завтовшки tw;

е- відстань від центра ваги полиці завширшкиЬр завтовшки ф до центра ваги таврового

поздовжнього ребра (рисунок П.15);

ІУ у Iz - моменти інерції перерізу таврового поздовжнього ребра відносно горизонтальної осі у та вертикальної осі z відповідно;

t3f ь) f3 Ьг

т _ j J,WW

1(0 -^’

14436

It ~~(bf tftw') >

A = bf tf + hw tw .

Рисунок П.15 - Таврові поздовжні ребра ортотропної плити

Для забезпечення місцевої стійкості елементів таврового перерізу поздовжнього ребра товщина полиці і стінки має задовольняти вимоги додатка К:

  • якщо bj- >0,3 hw, то поздовжнє ребро повного перерізу слід вважати двотавром, якщо bj - 0, - тавром;
  • якщо 0 <bj < 0,3hw, то вимоги до товщини стінки визначають за лінійною інтерполяцією між нормами для двотавра і тавра (bj -0).

У залізничних прогонових будовах лист настилу ортотропної плити проїзної частини розраховують на згин, при цьому прогин листа настилу не перевіряють.

При влаштуванні колії на баласті найбільші значення згинальних моментів у листі настилу над поздовжніми ребрами визначають за формулами у зоні під рейкою

My --0,lva2 ,(П.15)

у зоні по осі прогонової будови

Му = -0,08 УЯ2 ,(П.16)

де а- відстань між поздовжніми ребрами;

v- навантаження на одиницю довжини, що приймають згідно з Б.2 додатка Б.ДБН В. 1.2-15.

П.4 Розрахунки із застосуванням MCE

Розрахунки стиснутих та зігнуто-стиснутих плит слід виконувати за деформованими схемами із застосуванням геометрично-нелінійних елементів та вводити недосконалості у межах допусків, таких як вигин плит з площини.

Кількісні значення вигину плити з площини приймають такими, що дорівнюють І / 400. Граничне значення напружень у плиті знаходять за деформованими схемами і обмежують значенням

Rv т

vxc<-^—.(П.17)

Уг

Основні рекомендовані типи розрахунків ортотропних плит виконують із застосуванням методу MCE, в розрахункових схемах якого використано нелінійність та недосконалість, які наводяться в таблиці П.5.

Таблиця П.5 - Вимоги до типів розрахунків ортотропних плит

Врвхування

Приклад використання

Г еометричної нелінійності

Недосконалості

Ні

Ні

Розподіл нормальних напружень по ширині плити від її роботи з головними балками

Ні

Ні

Розрахунки напружень у плиті від місцевого навантаження

Так

Ні

Розрахунки напружень зігнуто-стиснутої плити за деформованими схемами та розрахунки стійкості плити

Так

Так

Розрахунки напружень стиснутої плити за деформованими схемами та розрахунки стійкості плити

П.5 Вимоги до виготовлення та зварювання Таблиця П.6 - Допуски напівфабрикатів

Довжина і переріз

, +0 мм о -2 мм

Лист настилу після прокатки й виправлення на роликах Довжина й ширина прийнята з урахуванням зварювальних деформацій від наступного зварювання

  1. - лінійка 2000 мм
  2. - лист
  3. - зазор < 2,0 мм

Гнутий профіль поздовжніх ребер Товщина листа t > 6 мм, для ребер холодного формування відношення радіуса загину до товщини r 11 > 4. Кінець ребра інспектується візуально на наявність тріщин.

а)і б) якщо допуски перевищені, вирізи в поперечних балках мають бути пристосовані для компенсації неточностей

L

вд

7+2 мм

О _ ] мм

b ±0,5 мм

Для випадків а) і б)

а) гнутий профіль для проходу через стінку поперечної балки з вільним вирізом унизу

s 2

2 S

(N — + '

2 2 2 2 сч|^ + 1

,+5 мм_ * -0 мм

б)гнутий профіль для проходу через стінку поперечної балки без вільного вирізу внизу

b ±0,5 мм

U

b ± 0,5 мм

Допуски:

  1. - зазор < І /1000;
  2. - розширення < 1 мм;

3-у місці стиків ребер:

радіус загину ± 2 мм поворот 1° на довжині 4 м непаралельність 2 мм