5. Розрахунок поздовжніх балок проїзної частини

5.1. Вибір розрахункової схеми, визначення навантаження та зусиль

Проїжджа частина прогонової споруди із наскрізними фермами складається з поперечних балок, які ставляться між головними фермами в кожному з вузлів їздового поясу, двох ниток поздовжніх балок, які розміщуються симетрично відносно осі прогонової споруди та мостового полотна.

З метою спрощення розрахунку і в запас міцності для поздовжньої балки дозволяється приймати розрахункову схему у вигляді одно прольотної простої балки, проліт якої дорівнює довжині панелі d.

Для визначення зусиль (М та Q) спочатку треба побудувати лінії впливу зусиль в небезпечних перерізах балки. Для згинального моменту М цей переріз відповідає середині прольоту балки, а для поперечної сили Q – перерізу на опорі.

Зусилля в поздовжній балці виникають від постійного та тимчасового навантаження. До постійного навантаження відносяться вага поздовжньої балки (q _вв) та вага мостового полотна(q _мп), а до тимчасового – вертикальне навантаження від рухомого складу поїздів (q _т). Кожне з цих навантажень приймається у вигляді рівномірно розподіленого навантаження інтенсивністю відповідно з вимогами норм.

Нормативну величину інтенсивності власної ваги балки можна прийняти за формулою

Нормативна інтенсивність тимчасового вертикального навантаження (q_т^н) на одну поздовжню балку визначається за формулою

де  - інтенсивність тимчасового вертикального навантаження при К = 11, яке визначається в залежності від довжини завантаження лінії впливу та положення максимальної ординати;

К – клас тимчасового навантаження;

- інтенсивність тимчасового вертикального навантаження

Нормативне навантаження від власної ваги мостового полотна

1+ - динамічний коефіцієнт, який визначається за формулою

Розрахункові величини (для розрахунку на міцність та стійкість) максимального згинального моменту та поперечної сили визначаються за формулами:

5.2. Підбір перерізу поздовжньої балки

П оздовжня балка конструюється у вигляді зварного симетричного двотавра, поперечний переріз якого складається з двох горизонтальних листів (поясів) та одного вертикального листа (стінки).

Приймаємо мінімальні розміри перерізу поздовжньої балки:

b_f = 240 мм;

t_w = 12 мм;

Приймаємо : t_f = 12 мм;

Після цього знаходяться величини моменту інерції брутто І _бр, момент опору брутто W _бр та момент опору нетто І _нт перерізу балки :

Відстань між центрами ваги поясу та всього перерізу балки

5.3. Перевірка перерізу балки на міцність за нормальними напруженнями.

Площа перерізу перерізу меншого з поясів

Коефіцієнтом враховується часткове допущення в балках пластичних деформацій.

– умова виконана

5.4. Перевірка переріз балки за нормальними на витривалість

Перевірка виконується за формулою

– коефіцієнт, який приймається рівним 1,05;

5.5. Перевірка перерізу балки за дотичними напруженнями.

Максимальні дотичні напруження виникають в опорних перерізах балки, де діє найбільша поперечна сила

Величина дотичних напружень повинна відповідати умові

поперечна сила для одного перерізу балки

статичний момент половини перерізу балки відносно нейтральної осі:

коефіцієнт що визначається за формулою:

5.6. Перевірка стінки балки при сумісній дії нормальних та дотичних напружень.

нормальні напруження в точці (X , Y), паралельні осі балки.

нормальні напруження в тій же точці (X , Y), стінки балки, перпендикулярні осі балки.

середні напруження в стінці балки

визначається з урахуванням довжини завантаження 3,0 м..

клас тимчасового навантаження

2)

5.7. Розрахунок поясних швів поздовжньої балки

Розрахунки потрібно виконувати для металу шва та для металу зони сплавлення відповідно за формулами:

Перевірка по металу шва

Перевірка по металу зони сплавлення

кількість поясних кутових швів ( ;

розрахункові висоти зварного шва, які визначаються формулами:

катет кутового шва

зсувна сила , що визначається за формулою:

Згідно з табл. 53 норм [1] розрахунковий опір для кутових зварних швів визначається формулами:

• для умовного зсуву по металу шва

• для металу зони сплавлення

Перевірка по металу шва

Перевірка по металу зони сплавлення