|
Додаток NN (довідковий) Ушкоджувальні еквівалентні напруження для перевірки на втомну міцність NN.1 Загальні відомості (101) В цьому додатку приводиться спрощена методика розрахунку ушкоджувальних еквівалентних напружень для перевірки на втомну міцність прогонових будов автодорожніх і залізничних залізобетонних мостів. Методика заснована на моделях втомних навантажень, наведених в EN 1991-2. |
|
Annex NN (informative) Damage equivalent stresses for fatigue verification NN.1 General (101) This Annex gives a simplified procedure for calculating the damage equivalent stresses for fatigue verification of superstructures of road and railway bridges of concrete construction. The procedure is based on the fatigue load models given in EN 1991-2. |
|
NN.2 Автодорожні мости NN.2.1 Ненапружувана і попередньо напружена арматура (101) Величини, наведені в цьому підпункті, застосовні тільки до скоригованої моделі втомних навантажень з EN 1991-2. Розрахунок діапазонів ушкоджувальних еквівалентних напружень для перевірки арматури виконується шляхом множення осьових навантажень, отриманих за моделлю втомних навантажень 3, на наступні коефіцієнти: 1,75 для перевірки проміжних опор багатопрогонових мостів нерозрізної конструкції; 1,40 для перевірки інших ділянок. (102) Діапазон ушкоджувальних еквівалентних напружень для перевірки арматури обчислюється за формулою , |
|
NN.2 Road bridges NN.2.1 Reinforcing and prestressing steel (101) The values given in this subclause are only applicable to the modified fatigue load model 3 in EN 1991-2. For the calculation of damage equivalent stress ranges for steel verification, the axle loads of fatigue load model 3 shall be multiplied by the following factors: 1,75 for verification at intermediate supports in continuous bridges 1,40 for verification in other areas. (102) The damage equivalent stress range for steel verification shall be calculated according to: |
|
(NN.101) |
||
|
де: діапазон напружень, викликаних моделлю втомних навантажень 3 (згідно EN 1991-2) з осьовими навантаженнями, збільшеними відповідно до пункту (101) на основі комбінації навантажень, наведеної в 6.8.3 EN 1992-1-1. еквівалентний коефіцієнт втомних пошкоджень, що враховує конкретні місцеві умови, у тому числі інтенсивність руху по мосту, розрахунковий термін служби, конструкцію прогону. (103) Коригувальний коефіцієнт враховує вплив конструкції прогону, інтенсивність руху по мосту, розрахунковий термін служби, кількість смуг руху, тип руху, шорсткість поверхні. Цей коефіцієнт розраховується за формулою |
|
where: is the stress range caused by fatigue load model 3 (according to EN 1991-2) with the axle loads increased in accordance with (101), based on the load combination given in 6.8.3 of EN 1992-1-1 is the damage equivalent factor for fatigue which takes account of site specific conditions including traffic volume on the bridge, design life and the span of the member. (103) The correction factor includes the influence of span, annual traffic volume, design life, multiple lanes, traffic type and surface roughness and can be calculated by |
|
(NN.102) |
||
|
де: коефіцієнт що враховує тип елемента, (наприклад, нерозрізна багатопрогонова балка), а також ушкоджувальна дія руху по мосту, залежна від критичної довжини лінії або області впливу. коефіцієнт, що враховує інтенсивність руху по мосту. коефіцієнт, що враховує розрахунковий термін служби моста. коефіцієнт, вживаний у випадках, коли елемент конструкції навантажений декількома смугами руху. динамічний еквівалентний коефіцієнт пошкодження, залежний від шорсткості поверхні. (104) Коефіцієнт (рис. NN.1, NN.2) враховує критичну довжину лінії впливу і форму кривої втомленості (S-N). |
|
where: is a factor accounting for element type (eg. continuous beam) and takes into account the damaging effect of traffic depending on the critical length of the influence line or area. is a factor that takes into account the traffic volume. is a factor that takes into account the design life of the bridge. is a factor to be applied when the structural element is loaded by more than one lane. is the damage equivalent impact factor controlled by the surface roughness. (104) The value given in Figures NN.1 and NN.2 takes account of the critical length of the influence line and the shape of S-N-curve |
А - критична довжина лінії впливу, м
A - Critical length of influence line [m]
Перевірка зон над проміжними опорами
1) стикувальні пристрої;
2) полігональна попередньо напружувана арматура в сталевих каналоуторювачах;
3) попередньо напружувана арматура з натягненням:
- на упори (вся);
- на бетон:
- пучок в пластмасових каналоуторювачах;
- прямі пучки в сталевих каналоуторювачах
Verification in the intermediate support area
1) splicing devices
2) curved tendons in steel ducts
3) reinforcing steel
- pre-tensioning (all)
- post-tensioning:
- strand in plastic ducts
- straight tendons in steel ducts
Рисунок NN.1 - Величини для перевірки зон над проміжними опорами на втомну міцність
Figure NN.1 - value for fatigue verification in the intermediate support area
А - критична довжина лінії впливу, м
A - Critical length of influence line [m]
Перевірка прогону і плит проїзної частини
1) стикувальні пристрої;
2) полігональна попередньо напружувана арматура в сталевих каналоуторювачах;
3) попередньо напружувана арматура з натягненням:
- на упори (вся);
- на бетон:
- пучок в пластмасових каналоуторювачах;
- прямі пучки в сталевих каналоуторювачах;
4) поперечна арматура:
a) багатопрогонова нерозрізна балка;
b) однопрогонова балка;
c) плити проїзної частини
Verification span and for carriageway slab
1) splicing devices
2) curved tendons in steel ducts
3) reinforcing steel
-pre-tensioning (all)
-post-tensioning:
-strand in plastic ducts
-straight tendons in steel ducts
4) shear reinforcement
a) continuous beam
b) single span beam
c) carriageway slab
Рисунок NN.2 - Величини для перевірки прогонів і локальних елементівна втомну міцність
Figure NN.2 - value for fatigue verification in span and for local elements
|
(105) Коефіцієнт враховує вплив річного об'єму дорожнього руху і його типу. Цю величину можна обчислювати за формулою (NN.103) |
|
(105) The value denotes the influence of the annual traffic volume and traffic type. It can be calculated by Equation (NN.103) |
|
(NN.103) |
||
|
де: кількість вантажних автомобілів на рік, визначувана за таблицею 4.5 EN 1991-2. нахил відповідної кривої втомленості, визначуваний за таблицями 6.3N і 6.4N EN 1992-1-1. коефіцієнт, залежний від типу руху і визначуваний за таблицею NN.1. |
|
where: is the number of lorries per year according to EN 1991-2, Table 4.5. is the slope of the appropriate S-N-Line to be taken from Tables 6.3N and 6.4N of EN 1992-1-1. is a factor for traffic type according to Table NN.1 |
Таблиця NN.1 - Коефіцієнти типу руху
|
|
Тип руху (див. EN 1991-2, таблиця 4.7) |
||
|
Дальні перевезення |
Середні перевезення |
Місцеві перевезення |
|
|
= 5 |
1,0 |
0,90 |
0,73 |
|
= 7 |
1,0 |
0,92 |
0,78 |
|
= 9 |
1,0 |
0,94 |
0,82 |
Table NN.1 - Factors for traffic type
|
Traffic type (see EN 1991-2 Table 4.7) |
|||
|
Long distance |
Medium distance |
Local traffic |
|
|
= 5 |
1,0 |
0,90 |
0,73 |
|
= 7 |
1,0 |
0,92 |
0,78 |
|
= 9 |
1,0 |
0,94 |
0,82 |
|
(106) Коефіцієнт враховує вплив терміну служби. Цю величину можна обчислювати за формулою (NN.104) |
|
(106) The value denotes the influence of the service life and can be calculated from Equation (NN.104) |
||
|
(NN.104) |
||||
|
де: розрахунковий термін служби моста, р. (107) Коефіцієнт враховує вплив декількох смуг руху. Цю величину можна обчислювати за формулою (NN.105) |
|
where: is the design life of the bridge. (107) The value denotes the influence for multiple lanes and can be calculated from Equation (NN.105) |
||
|
(NN.105) |
||||
|
де: очікувана кількість вантажних автомобілів на i-й смузі в рік. очікувана кількість вантажних автомобілів в правому ряді в рік. (108) Динамічний еквівалентний коефіцієнт пошкодження , визначуваний згідно EN 1991-2 (додаток B). |
|
where: is the number of lorries expected on lane i per year. is the number of lorries on the slow lane per year. (108) The value is a damage equivalent impact factor according to EN 1991-2, Annex B. |
||
|
NN.3 Залізничні мости NN.3.1 Ненапружувана і попередньо напружена арматура (101) Діапазон ушкоджувальних еквівалентних напружень для перевірки ненапружуваної і попередньо напруженої арматури обчислюється за формулою (NN.106) |
|
NN.3 Railway bridges NN.3.1 Reinforcing and prestressing steel (101) The damage equivalent stress range for reinforcing and prestressing steel shall be calculated according to Equation (NN.106) |
||
|
(NN.106) |
||||
|
де: діапазон напружень в арматурі, пов'язаний з моделлю навантажень 71 (а також, за необхідності, SW/0), але виключаючи , згідно EN 1991-2, з розрахунку на найнесприятливіші умови для даного елемента. Для конструкцій з декількома рейковими коліями модель навантаження 71 слід застосовувати не більше ніж до двох рейкових колій. коригувальний коефіцієнт для обчислення діапазону ушкоджувальних еквівалентних напружень на основі діапазону напружень, пов’язаного зі складовою, що становить, . динамічний коефіцієнт відповідно до EN 1991-2. (102) Коригувальний коефіцієнт враховує вплив конструкції прогону, інтенсивність руху по мосту, розрахунковий термін служби, кількість рейкових колій. Цей коефіцієнт розраховується за формулою: |
|
where: is the steel stress range due to load model 71 (and where required SW/0), but excluding , according to EN 1991.2, being placed in the most unfavourable position for the element under consideration. For structures carrying multiple tracks, load model 71 shall be applied to a maximum of two tracks. is a correction factor to calculate the damage equivalent stress range from the stress range caused by . is a dynamic factor according to EN 1991-2 (102) The correction factor , takes account of the span, annual traffic volume, design life and multiple tracks. It is calculated from the following formula: |
||
|
(NN.107) |
||||
|
де: коефіцієнт, що враховує тип елемента, (наприклад, нерозрізна багатопрогонова балка), а також ушкоджувальна дія руху по мосту, залежне від довжини лінії або області впливу. коефіцієнт, що враховує інтенсивність руху по мосту. коефіцієнт, що враховує розрахунковий термін служби моста. коефіцієнт, уживаний у випадках, коли елемент конструкції навантажено декількома рейковими коліями. (103) Коефіцієнт враховує критичну довжину лінії впливу і характер руху. Значення для стандартного і важкого складу руху можуть визначатися за таблицею NN.2. Значення розраховано для постійного відношення згинальних моментів до діапазонів напружень. Значення, наведені для змішаного руху, відповідають комбінації типів потягів, вказаній в додатку F EN 1991-2. Значення для випадку, коли критична довжина лінії впливу становить від 2 до 20 м, можуть визначатися за такою формулою: |
|
where: is a factor accounting for element type (eg. continuous beam) and takes into account the damaging effect of traffic depending on the length of the influence line or area. is a factor that takes into account the traffic volume. is a factor that takes into account the design life of the bridge. is a factor to be applied when the structural element is loaded by more than one track. (103) The factor is a function of the critical length of the influence line and the traffic. The values of for standard traffic mix and heavy traffic mix may be taken from Table NN.2 of this Annex. The values have been calculated on the basis of a constant ratio of bending moments to stress ranges. The values given for mixed traffic correspond to the combination of train types given in Annex F of EN 1991-2. Values of for a critical length of influence line between 2 m and 20 m may be obtained from the following equation: |
||
|
(NN.108) |
||||
|
де: L критична довжина лінії впливу, м. (2 м) значення для L = 2 м. (20 м) значення для L = 20 м. (L) значення для 2 < L < 20 м. (104) Коефіцієнт враховує вплив річного об'єму дорожнього руху і його типу і обчислюється за формулою (NN.109) |
|
where: L is the critical length of the influence line in m. (2 m) is the value for L = 2 m. (20 m) is the value for L = 20 m. (L) is the value for 2 m < L < 20 m. (104) The value denotes the influence of annual traffic volume and can be calculated from Equation (NN.109) |
||
|
(NN.109) |
||||
|
де: об'єм перевезень, т/год на рейковий шлях. нахил відповідної кривої втомленості, визначуваний по таблицях 6.3N і 6.4N EN 1992-1-1. (105) Коефіцієнт враховує вплив терміну служби і обчислюється за формулою (NN.110) |
|
where: is the volume of traffic (tonnes/year/track). is the slope of the appropriate S-N line to be taken from Tables 6.3N and 6.4N of EN 1992-1-1 (105) The value denotes the influence of the service life and can be calculated from Equation (NN.110) |
||
|
(NN.110) |
||||
|
де: розрахунковий термін служби моста, р. нахил відповідної кривої втомленості, визначуваний за таблицями 6.3N і 6.4N EN 1992-1-1. (106) Коефіцієнт враховує вплив навантаження, створюваного декількома рейковими коліями. Для конструкцій, на яких розташовується декілька рейкових колій, втомне навантаження розглядається не більше ніж для двох колій, що знаходяться в найнесприятливіших положеннях (див. EN 1991-2). Коефіцієнт впливу навантаження, створюваного двома рейковими коліями, обчислюється за формулою (NN.111) |
|
where: is the design life of the bridge. is the slope of appropriate S-N line to be taken from Tables 6.3N and 6.4N of EN 1992-1-1 (106) The value denotes the effect of loading from more than one track. For structures carrying multiple tracks, the fatigue loading shall be applied to a maximum of two tracks in the most unfavourable positions (see EN 1991-2). The effect of loading from two tracks can be calculated from Equation (NN.111). |
||
|
(NN.111) , |
||||
|
де: частка руху по мосту, що проходить по ньому одночасно. Рекомендується значення = 0,12. , діапазон напружень, викликаний моделлю навантаження 71, на одну рейкову колію на ділянці, що перевіряється; діапазон напружень на тій же ділянці, викликаних моделлю навантаження 71, на будь-які два рейкові шляхи, визначуваний згідно EN 1991-2. нахил відповідної кривої втомленості, визначуваний за таблицями 6.3N і 6.4N EN 1992-1-1. Якщо при навантаженнях, обумовлених рухом по рейковому шляху, виникають тільки напруження стиснення, то відповідне значення приймається рівним 0. |
|
where: is the proportion of traffic that crosses the bridge simultaneously (the suggested value of is 0,12). , is the stress range due to load model 71 on one track at the section to be checked. is the stress range at the same section due to the load model 71 on any two tracks, according to EN 1991-2. is the slope of appropriate S-N line to be taken from Tables 6.3N and 6.4N of EN 1992-1-1. If only compressive stresses occur under traffic loads on a track, set the corresponding value = 0. |
||
