4.58. Расчет канатов на выносливость следует выполнять по формуле
max £ m1 ws Rdh m, (193)
где m1 - коэффициент условий работы каната при расчете на выносливость, равный:
для гибких несущих элементов вантовых и висячих мостов без индивидуального регулирования усилий в канатах - 0,83;
для напрягаемых элементов предварительно напряженных конструкций и гибких несущих элементов вантовых и висячих мостов при индивидуальном регулировании усилий в канатах, в том числе по величине стрелы прогиба при монтаже канатов, - 1,0;
Rdh - расчетное сопротивление канатов, определяемое по п. 4.33;
ws - коэффициент, учитывающий переменность напряжений и определяемый по формуле
1, (194)
где ??, , - коэффициенты, принимаемые согласно п. 4.57*;
1 - эффективный коэффициент концентрации напряжений, значения которого принимаются по табл. 2 обязательного приложения 17*;
m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*.
Особенности расчета несущих элементов и соединений
ЭЛЕМЕНТЫ ГЛАВНЫХ ФЕРМ
4.59. В расчетах элементов и соединений решетчатых главных ферм по прочности при отношении высоты сечения к длине элемента свыше 1/15 следует учитывать изгибающие моменты от жесткости узлов. Это требование относится и к расчетам на выносливость элементов решетчатых главных ферм с узловыми соединениями на высокопрочных болтах; при сварных узловых соединениях расчет на выносливость следует выполнять с учетом изгибающих моментов от жесткости узлов независимо от величины отношения высоты сечения к длине элементов.
Расчет по прочности решетчатых главных ферм, имеющих в уровне проезда пояс, работающий на совместное действие осевых усилий и изгиба от внеузлового приложения нагрузки, следует выполнять с учетом жесткости узлов указанного пояса независимо от отношения высоты сечения к длине панели. Учет жесткости остальных узлов следует выполнять, как указано выше.
Во всех указанных случаях в расчетах по прочности изгибающие моменты от жесткости узлов следует уменьшать на 20 %.
Изгибающие моменты от примыкания связей или горизонтальных диафрагм с эксцентриситетом и от неполной (с учетом п. 4.22*) центровки элементов ферм следует учитывать полностью. Это требование распространяется и на учет изгибающих моментов, возникающих в горизонтальных и наклонных элементах решетчатых главных ферм и связей от их собственного веса. При этом допускается принимать эти изгибающие моменты распределенными по параболе с ординатами посредине длины элемента и на концах его, равными 0,6 момента для свободно опертого элемента.
4.60*. В расчетах по устойчивости элементов решетчатых главных ферм изгибающие моменты от жесткости узлов, воздействий связей и поперечных балок допускается не учитывать.
Элементы решетчатых ферм, имеющие замкнутое коробчатое сечение с отношением размеров сторон не более двух, допускается рассчитывать на устойчивость по плоским изгибным формам относительно горизонтальной и вертикальной осей сечения.
4.61. Стойки, распорки, стяжки, связи и другие элементы пролетного строения, используемые для уменьшения свободной длины сжатых элементов, следует рассчитывать на сжатие и растяжение силой, равной 3 % продольного усилия в сжатом элементе.
4.62. В арочных мостах с передачей распора на опоры продольные связи между арками следует рассчитывать как элементы балочной фермы, защемленной по концам.
В разрезных балочных пролетных строениях ветровая ферма, образованная поясами главных ферм и продольными связями, принимается разрезной балочной, подвижно-опертой в своей плоскости на порталы или опорные части. В арках и при полигональном очертании поясов ферм допускается определение усилий в поясах ветровой фермы как для плоской фермы с делением полученных результатов на косинус угла наклона данного элемента к горизонтали.
В неразрезных балочных пролетных строениях с ездой понизу ветровые фермы, образованные поясами главных ферм и продольными связями, следует рассчитывать как неразрезные балочные, считая верхнюю подвижно-опертой на упругие опоры - порталы на концевых опорах и на каждой промежуточной опоре главных ферм, а нижнюю - опертой на жесткие опоры - опорные части.
4.63. Элементы главных ферм и связей на изгиб от воздействия ветра допускается не рассчитывать.
Опорные порталы следует рассчитывать на воздействие реакций соответствующей ветровой фермы, при этом в нижних поясах балочных пролетных строений следует учитывать горизонтальные составляющие продольных усилий в ногах наклонных опорных порталов.
4.64. Пояса главных ферм и элементы решетки, примыкающие к опорному узлу, следует рассчитывать на осевую силу и изгибающий момент от передаваемых с эксцентриситетом на неподвижную опорную часть продольных сил торможения или тяги, а также на изгибающий момент от эксцентриситета реакции однокатковой опорной части относительно центра опорного узла.
Распределение изгибающих моментов между элементами опорного узла следует принимать согласно п. 4.22*.
4.65. Поперечные подкрепления, образуемые в пролетных строениях коробчатого и П-образного сечений решетчатыми или сплошностенчатыми диафрагмами, а также поперечными ребрами и листами ортотропных плит и стенок балок, должны быть проверены на прочность, устойчивость и выносливость на усилия, определяемые, как правило, пространственным расчетом пролетных строений.
Допускается рассчитывать поперечные подкрепления как рамы или балки, конфигурация которых соответствует поперечнику пролетного строения, а в состав сечения кроме поперечных ребер или диафрагм - решетчатых или сплошностенчатых - входит лист общей шириной, равной 0,2 расстояния между соседними стенками главных балок, но не более расстояния между поперечными подкреплениями.
Поперечные подкрепления в опорных сечениях имеют жесткие опоры в месте расположения опорных частей. Эти подкрепления следует рассчитывать на опорные реакции, местную вертикальную нагрузку и распределенные по контуру поперечного сечения в листах стенок и ортотропных плит касательные напряжения от изгиба и кручения примыкающих к данной опоре пролетов.
Поперечные подкрепления, расположенные в пролете, в том числе в местах приложения сосредоточенных сил (например, усилий от вант), следует рассчитывать с учетом всех внешних сил и касательных напряжений в листах стенок и ортотропных плит от изгиба и кручения.
4.66. В расчетах на прочность и выносливость прямолинейных железнодорожных пролетных строений, расположенных на кривых участках пути радиусом менее 1000 м, следует учитывать усилия, возникающие при кручении пролетного строения как пространственной конструкции.
4.67. При многостадийном возведении конструкции прочность сечений на промежуточных стадиях монтажа следует проверять по формулам (141) - (158), принимая при этом коэффициенты æ, æх, æу, ??, х, ??у равными 1,0.
4.68. Продольные деформации вант пролетных строений вантовых систем следует определять, принимая приведенный модуль упругости, вычисляемый по формуле
, (195)
где Е - модуль упругости каната, принимаемый по табл. 58* и 59;
?? - плотность материала каната;
g - ускорение силы тяжести;
l - горизонтальная проекция ванты;
A - площадь поперечного сечения каната;
S1, S2 - соответственно начальное и конечное значения усилия в ванте - до и после приложения нагрузки, на которую выполняется расчет.
Усилия в вантах следует определять последовательными приближениями.
4.69. Пилоны вантовых и висячих мостов должны быть проверены по прочности и устойчивости на основе деформационных расчетов.
Гибкость пилона при проверке общей устойчивости следует определять с учетом переменной жесткости, условий его закрепления и нагружения на фундаментах и в узлах примыкания ригелей, кабелей и вант.
Для одностоечных пилонов вантово-балочных мостов следует учитывать следящий эффект от усилий в вантах.
4.70. Конструкции с предварительным напряжением или регулированием должны быть проверены расчетом по прочности и устойчивости на всех этапах выполнения предварительного напряжения или регулирования, при этом следует принимать коэффициенты условий работы по п. 4.19*, коэффициенты надежности по нагрузке (более или менее 1,0) - согласно указаниям разд. 2 и вычисленные для каждого этапа напряжения суммировать. При расчетах следует учитывать в соответствии с обязательным приложением 11* потери напряжений от релаксации, трения и податливости анкеров напрягаемых элементов.
ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ
4.71*. Продольные балки проезжей части пролетных строений, не имеющих разрывов продольных балок (специальных узлов с продольно-подвижным опиранием их примыкающих один к другому концов), следует рассчитывать по прочности, по упругой стадии работы с учетом дополнительных усилий от их совместной работы с поясами главных ферм, при этом уменьшение усилий в поясах главных ферм допускается учитывать только при включении проезжей части в совместную работу с ними специальными горизонтальными диафрагмами.
4.72. При включении проезжей части в совместную работу с решетчатыми главными фермами в расчетах всех болтосварных пролетных строений независимо от порядка их монтажа уменьшение усилий в поясах главных ферм следует учитывать только по отношению к воздействию временной вертикальной нагрузки.
Учет деформации поясов при определении усилий в проезжей части следует выполнять:
от всех нагрузок - при включении проезжей части в совместную работу с главными фермами одновременно с их монтажом;
только от временной вертикальной нагрузки - при включении проезжей части в совместную работу с главными фермами после передачи постоянной нагрузки на главные фермы.
4.73. Усилия в элементах проезжей части от совместной работы с главными фермами следует определять в предположении, что в горизонтальной плоскости имеют место следующие закрепления: продольные балки к поперечным прикреплены шарнирно; пояс поперечной балки, расположенный в уровне связей, прикреплен к поясам главных ферм жестко, а другой ее пояс - шарнирно.
Расчет по прочности сечений поперечных балок с учетом изгибающих моментов Му в горизонтальной плоскости, возникающих от совместной работы элементов проезжей части с поясами главных ферм, следует выполнять по формулам (146) - (150), принимая Му уменьшенными на 20 %.
В расчетах по прочности элементов проезжей части с плитным безбалластным полотном необходимо учитывать усилия в них от включения плит в совместную работу с продольными балками.
4.74. Усилия в продольных балках с накладками («рыбками») по верхнему или по обоим поясам в сопряжении с поперечными балками следует определять с учетом неразрезности балок и упругой податливости опор. Распределение осевого усилия и изгибающего момента между прикреплениями поясов и стенки продольной балки следует осуществлять с учетом их податливости.
4.75. Продольные балки решетчатых пролетных строений с проезжей частью, не включенной в совместную работу с главными фермами, допускается, независимо от конструктивного оформления прикрепления их поясов в примыкании к поперечным балкам, рассчитывать по прочности как разрезные, при этом детали прикрепления поясов и стенки балок к поперечным следует рассчитывать на 0,6 момента в середине пролета разрезной балки с распределением его согласно п. 4.74. При расчете указанных продольных балок на выносливость изгибающие моменты следует определять по линиям влияния неразрезной балки на упругоподатливых опорах.
4.76*. Поперечные балки решетчатых пролетных строений следует рассчитывать как элементы рам, образованных поперечной балкой и примыкающими к узловым фасонкам элементами главных ферм.
Опорные сечения поперечных балок, подвесок, стоек (а при отсутствии подвесок или стоек - и раскосов главных ферм) следует проверять на изгибающие моменты, возникающие в элементах рам, образованных указанными элементами, вследствие изгиба поперечных балок под воздействием вертикальных нагрузок.
Изгибающие моменты в элементах замкнутых поперечных рам для однопутных пролетных строений железнодорожных мостов допускается определять по формулам:
опорный изгибающий момент в поперечной балке
; (196)*
изгибающий момент в подвеске или стойке:
у края прикрепления поперечной балки
; (197)
в уровне центра ближайшего к поперечной балке узла поперечных связей, а при их отсутствии - центра противоположного пояса главной фермы
Mcl = -0,5 Mc. (198)
В формулах (196)* и (197):
F - опорная реакция поперечной балки;
а - расстояние между осью сечения пояса главной фермы и осью сечения продольной балки;
В - расстояние между осями поясов главных ферм;
lm - длина панели главной фермы (расстояние между поперечными балками):
Н - расчетная длина подвески или стойки из плоскости фермы;
Ibal - момент инерции сечения брутто поперечной балки в середине ее длины;
Ic - момент инерции сечения брутто подвески или стойки относительно оси, параллельной плоскости главной фермы;
It - момент инерции чистого кручения пояса фермы, примыкающего к поперечной балке.
4.77. В открытых пролетных строениях с ездой понизу поперечные рамы следует рассчитывать на условные горизонтальные силы, приложенные на уровне центра тяжести сечения пояса и равные 2 % продольного усилия в сжатом поясе балки или фермы.
4.78. Усилия в элементах проезжей части со стальными ортотропными плитами автодорожных, городских, совмещенных и пешеходных мостов следует определять, применяя пространственные расчетные схемы с дискретным расположением поперечных ребер и учитывая совместную работу плит с главными фермами (балками).
