ДБН В.2.3-14:2006 Сооружения транспорта. Мосты и трубы. Правила проектирования. (Часть 2. Прибавления) /См. приказ Минрегионстроя Украины от 16.03.09 N 111/

Таблиця 3. Поперечні стикові шви 2 сторінки

Таблиця 4. Зварні кріплення елементів з навантаженими швами 2 сторінки

Таблиця 5. Зварні кріплення навантажених елементів 4 сторінки

Таблиця 6. Перерізи з пустотами 2 сторінки

Таблиця 7. Стики решітчастих балок 2 сторінки

Таблиця 8. Ортотропні плити для залізничних мостів (закриті ребра) 2 сторінки

Таблиця 9. Ортотропні плити для залізничних мостів (відкриті ребра) 1 сторінка

Наведені таблиці складено на основі таблиць Еврокодів. Крім цих таблиць ще надається Таблиця 10, що побудована на основі норм США, що доповнює подані таблиці і стосується витривалості ортотропних плит для автодорожніх мостів.

Таблиця 10. Ортотропні плити для автодорожніх мостів 3 сторінки

6 Спрощена процедура оцінки витривалості

6.1 Для швидкої оцінки витривалості слід скористатися з графіком (рис.2). Цей графік побудований на основі формул (6)-(8). Він має логарифмічні шкали напружень і кількості циклів. Після визначення категорії деталі за таблицями витривалості і знаючи кількість циклів навантаження, користуючись графіком, можна визначити поріг витривалості для деталі.

6.2 Наприклад, клас деталі 71, а число циклів навантаження – 50 млн; потрібно визначити поріг витривалості при 50 млн. циклів. Підіймаємося по ординаті 50 млн. до перетину з лінією категорії 71. Далі знаходимо значення порогу витривалості по осі напружень – 33 МПа.

^Ni

Рисунок 2 – Графік залежності напружень від числа циклів

Додаток F (обов’язковий) Розрахунок міцності та стійкості ортотропної плити проїзної частини 1 Метод розрахунку ортотропної плити має враховувати спільну роботу листа настилу, ребер, що підкріплюють його, і головних балок.

2 Ортотропну плиту допускається умовно розділяти на окремі системи – поздовжні та поперечні ребра з відповідними ділянками листа настилу (див. рис.).

Рисунок – Коробчаста прогонова будова

а – поздовжній розріз; б – план; в – поперечний розріз; г – ребро нижньої плити; 1, 2, 3,...і – номер поперечного ребра верхньої плити

Зусилля в ортотропній плиті при роботі на згин між головними балками

3 Згинальні моменти в поздовжніх ребрах ортотропної плити слід визначати за формулою

, (1)

де  – згинальний момент в окремому поздовжньому ребрі повного перерізу, що включає прилеглі ділянки листа настилу загальною шириною, рівною відстані між поздовжніми ребрами (див. рис. в), розглянутому як нерозрізна балка на жорстких опорах; момент визначається від навантаження, розташованого безпосередньо над цим ребром;

 – згинальний момент в опорному перерізі поздовжнього ребра при згині ортотропної плити між головними балками, що визначається при завантаженні поверхні впливу навантаженням, що прикладається у вузлах перетинання поздовжніх і поперечних ребер.

Навантаження, передане з поздовжніх ребер на вузли перетинання з поперечними ребрами, слід визначати за допомогою лінії впливу опорної реакції нерозрізної багатопрогонової балки на жорстких опорах.

У межах крайніх третин ширини ортотропної плити автопроїзду та в ортотропній плиті одноколійних залізничних прогонових будов з їздою поверху слід приймати .

Ординати поверхні впливу для обчислення згинального моменту в опорному перерізі поздовжнього ребра над „середнім" поперечним ребром 1 (див. рис. а) слід визначати за формулою

(2)

де  – прийняті відповідно до табл. 1 (із множенням на ) ординати лінії впливу згинального моменту в опорному перерізі поздовжнього ребра над „середнім" поперечним ребром 1 при розташуванні навантаження над поперечним ребром і;

 – прогон поздовжнього ребра (див. рис. б);

 – прогон поперечного ребра (див. рис. в);

 – координата положення навантаження, що відраховується від початку поперечного ребра.

Таблиця 1

Номер поперечного ребра i

Ординати впливу при z

0

0,1

0,2

0,5

1,0

1

0

0,0507

0,0801

0,3105

0,1757

2

0

-0,0281

-0,0400

-0,0516

-0,0521

3

0

0,0025

-0,0016

-0,0166

-0,0348

4

0

0,0003

0,0016

0,0015

0,0046

5

0

-0,0001

0

0,0014

0,0025

6

0

0

0

0,0001

0,0012

В табл. 1 зазначено:

 – параметр, який характеризує згинальну жорсткість ортотропної плити та який визначається за формулою

де  – момент інерції повного перерізу поздовжнього ребра відносно горизонтальної осі (див. рис. в);

 – відстань між поздовжніми ребрами;

 – момент інерції повного перерізу поздовжнього ребра – із суміжною ділянкою настила шириною 0,2 , але не більше  – відносно горизонтальної осі (див. рис. в).

Примітка. В табл. 1 прийнято таку нумерацію поперечних ребер : ребра 2–6 розташовані на відстані одно від одного в кожну сторону від „середнього" поперечного ребра 1 (див.рис. а).

4 В залізничних прогонових будовах лист настилу ортотропної плити проїзної частини треба розраховувати на згин, при цьому прогин листа настилу не перевіряється.

При влаштуванні колії на баласті найбільші значення згинальних моментів у листі настилу над поздовжніми ребрами слід визначати за формулами

– у зоні під рейкою

; (3)

– у зоні по осі прогонової будови

, (4)

де  – навантаження на одиницю довжини, прийняте згідно з 2 обов'язкового додатку Л.

Розрахунок елементів ортотропної плити за міцністю

5 Для перевірки міцності елементів ортотропної плити необхідно отримати в результаті розрахунку у припущенні пружних деформацій сталі у перетинах I, II, III і точках зазначених на рисунку, нормальні напруження в листі настилу, поздовжніх і поперечних ребрах, а також дотичні напруження в листі настилу від згину ортотропної плити між головними балками й і спільної роботи її з головними балками прогонової будови і .

6. Перевірку міцності розтягнутого при згині ортотропної плити крайнього нижнього волокна поздовжнього ребра треба виконувати в зоні від’ємних моментів нерозрізних головних балок у перерізі 1-1 посередині прогону середнього поздовжнього ребра (див. рис. а – точка А) за формулами

; (5)

, (6)

де  – розрахунковий і нормативний опори металу поздовжнього ребра;

 – коефіцієнт умов роботи, приймається відповідно до табл. 4.12;

– коефіцієнти умов роботи; для автодорожніх і міських мостів, а також для автодорожнього проїзду суміщених мостів їх треба приймати відповідно до табл. 2; для залізничних і пішохідних мостів, а також для залізничного проїзду суміщених мостів m₁=1/ ; при цьому перевірка згідно з формулою (6) не виконується;

 – коефіцієнт впливу власних залишкових напруг, прийнятий = 0,9 – для крайнього нижнього волокна поздовжнього ребра, виконаного зі смуги, прокатного кутника або прокатного тавра, і  – для поздовжнього ребра у вигляді зварного тавра;

ψ,  – коефіцієнти, які визначаються згідно з 4.26 і 4.24.

Таблиця 2

Величини коефіцієнтів і для смугових ребер

0

0,55

1,40

0,25

0,40

1,50

0,45

0,25

1,60

0,65

0,13

1,60

Примітка. Коефіцієнти і для проміжних значень треба визначати лінійною інтерполяцією.

7. Перевірку міцності стиснутого при місцевому згині ортотропної плити крайнього нижнього волокна поздовжнього ребра необхідно виконувати в зоні додатних моментів нерозрізних головних балок в опорному перерізі ІІ-ІІ середнього поздовжнього ребра (див. креслення а – точка В) за формулою

ψσ_xc+₂  σ_xp/ ≤R_ym, (7)

де ψ,  – коефіцієнти, визначувані згідно з 4.26 і 4.24;

 – коефіцієнт впливу власних залишкових напружень, приймається - для крайнього нижнього волокна ребра, виконаного зі смуги, прокатного кутника або прокатного тавра, і  – для ребра у вигляді зварного тавра;

 – коефіцієнт умов роботи, приймається відповідно до табл. 4.12.

8. Перевірку міцності крайнього нижнього волокна поперечної балки треба виконувати в перерізі III-III посередині її прогону (див. креслення в – точка З) за формулою

σ_yp/ ≤R_ym, (8)

де æ – коефіцієнт, визначуваний за формулами (4.6) і (4.7);

 – коефіцієнт умов роботи, прийманий відповідно до табл. 4.12.

9 Розрахунок міцності листа настилу належить виконувати в точках (див. рис. б) за формулами:

, (9)

(10)

де ;

 – коефіцієнт умов роботи, прийнятий відповідно до табл. 4.12;

 – коефіцієнт, рівний 1,15 при і 1,10 при ;

 – коефіцієнт умов роботи, приймається рівним 1,05 при перевірці міцності листа настилу в точці А₁ ортотропної плити автодорожніх і міських мостів і 1,0 – у всіх інших випадках.

При виконанні цієї перевірки допускається приймати за розрахункові завантаження, при яких досягає максимальної величини одне з діючих у даній точці ортотропної плити напружень або .

Розрахунок стійкості елементів ортотропної плити

10 Місцева стійкість листа настилу між поздовжніми ребрами, поздовжніх смугових ребер, звисів поясів таврових поздовжніх і поперечних ребер повинна бути забезпечена згідно з 4.43 і 4.45, а стінки таврових ребер – відповідно до обов'язкового додатка Ю. При цьому слід вибирати найбільш невигідну комбінацію напружень від згину ортотропної плити між головними балками і спільної її роботи з головними балками прогонової будови.

11 Загальна стійкість листа настилу, підкріпленого поздовжніми ребрами, повинна бути забезпечена поперечними ребрами.

Момент інерції поперечних ребер (див. 3) стиснутої (стиснуто-зігнутої) ортотропної плити слід визначати за формулою

(11)

де α – коефіцієнт, який визначається відповідно до табл. 4.12;

 – число поздовжніх ребер нижньої ортотропної плити;

 – коефіцієнт, приймається рівним: 0,055 при = 1; 0,15 при = 2; 0,20 при ;

 – відстань між стінками головних балок або між центрами вузлів геометрично незмінюваних поперечних в'язей;

- момент інерції повного перерізу поздовжнього ребра (див. 3);

σ_xc – чинні напруження у листі настилу від спільної роботи ортотропної плити з головними балками прогонової будови, що визначається в припущені пружних деформацій сталі;

σ_x,cr,ef – напруження, визначаються відповідно до табл. 3 з додатка Ю, за значенням σ_x,cr= σ_xc.

Припускається також визначати σ_x,cr,ef за формулою

Примітка. Коефіцієнт ω визначається за формулою ω=σ_xc/φ_oR_y, де φ_о слід знаходити відповідно до табл.3 п. 12 при l_ef=l.

Таблиця 2.1

ω

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,95

1

α

0

0,016

0,053

0,115

0,205

0,320

0,462

0,646

0,872

1,192

1,470

2,025

Для стиснутої ортотропної плити, яка не сприймає місцеві навантаження, у формулі (11) коефіцієнт α слід приймати рівним 2,025, що забезпечує рівність розрахункової довжини l_ef поздовжніх ребер відстані між поперечними ребрами l.

12 Розрахунок загальної стійкості ортотропної плити в цілому (стиснутої в зоні нижнього пояса і стиснуто-зігнутої у зоні верхнього пояса коробчатих головних балок – при дотриманні умови (11) слід виконувати за формулою

, (12)

де m – див 11;

 – коефіцієнт поздовжнього згину, приймається відповідно до табл. 3 в залежності від гнучкості ;

Гнучкість слід визначати за формулою

(13)

де l_ef – розрахункова (вільна) довжина поздовжніх ребер, яка визначається з виразу

Коефіцієнт ω знаходять з табл. 2а за значенням

I_s, I_sl та l – див. 3;

 – відстань між поздовжніми ребрами;

 – товщина листа настилу;

 – коефіцієнт, дорівнює 1,0 для ортотропної плити нижнього пояса і призначається відповідно до табл. 4 для плити верхнього пояса коробчатих головних балок;

 – площа повного перерізу поздовжнього ребра;

(тут  – момент інерції повного перерізу поздовжнього ребра при чистому крученні).

Стиснуто-зігнуту ортотропну плиту залізничних мостів на загальну стійкість треба перевіряти згідно з формулою (4.28), приймаючи гнучкість за формулою (13) при .

Таблиця 3

Гнучкість

Коефіцієнт для сталі марок

Що мають нормативну міцність за

межою текучості

менше ніж 300 МПа

Що мають нормативну міцність за

межою текучості

від 300 до 350 МПа

Що мають нормативну міцність за

межою текучості

350 і більше, МПа

0

1,00

1,00

1,00

41

1,00

1,00

1,00