2. Расчет опор

   1. Сбор нагрузок

Опоры моста рассчитываются на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок. В курсовом проекте – расчет на прочность элементов опоры только при действии вертикальных нагрузок.

Вертикальное давление на двухрядную полуопору пространственной опоры определяется в соответствии со схемой на рис. 1.

Рисунок 1 Вертикальное давление на двурядную опору

Нормативные нагрузки от веса мостового полотна Р_мп, тротуаров Р_т, прогонов Р_пр и коэффициенты надежности к ним γ_f. Определены при расчете прогонов.

Интенсивность временной железнодорожной нагрузки равна:

кН/м,

где ν – интенсивность эквивалентной нагрузки, определяемой по [2, прил. 3] в зависимости от длины линии влияния λ и коэффициента α.

При α = 0.179 и λ = 11.2 – ν = 16.29кН/м.

кН/м.

Величина расчетного опорного давления определяется по формуле:

кН,

где ω – площадь линии влияния:

γ_fν = 1.3 – 0.003^.λ=1.3-0.003^.11.2 = 1.266.

кН.

Вес опоры

кН.

Расчет насадки на изгиб производится при рассредоточенных прогонах или при опирании сосредоточенных прогонов на насадку через прокладные брусья

2. Расчет опирания насадки на стойки

Насадка расчитывается на смятие поперек волокон в местах опирания на стойки. На соединение действует давление D`, которое определяется, при динамическом коэффициенте (1+µ) = 1.2, по формуле:

кН,

кН.

Условие прочности записывается в виде неравенства:

,

где n_c = 8 – количество стоек, воспринимающих давление;

R_dqa – расчетное сопротивление местному смятию древесины;

m_q = 1.2 – коэффициент условий работы;

A_q = 0.045м² – площадь смятия круглой насадки, равная площади поперечного сечения стойки;

кПа,

где R_dq = 1.96МПа = 1960кПа– расчетное сопротивление смятию древесины поперек волокон;

l_s = 0.26м – длина площадки смятия вдоль волокон.

кПа,

3012.28кПа ≤ 15240кПа - условие выполняется.

3. Расчет стоек опоры

Стойки опоры рассчитываются на суммарное давление от прогонов D и от веса опоры Q_оп.

Условие прочности сечения стойки на сжатие с учетом продольного изгиба записывается в виде:

,

где A_d – площадь (брутто) поперечного сечения одной стойки;

n_c – число стоек опоры, воспринимающих давление D;

n_o – полное число стоек опоры;

α – угол наклона стойки к вертикали;

φ – коэффициент понижения несущей способности сжатого элемента.

Коэффициент φ определяется в зависимости от гибкости стойки ,

где l₀ = 2.75м – свободная длина стоек для пространственных опор принимается равной расстоянию между узлами связей.

i – радиус инерции круглого сечения.

.

При

кПа

кПа

Условие прочности сечения стойки на сжатие выполняется.

3. Проверка устойчивости опоры поперек моста

Устойчивость опоры проверяется при поперечной ветровой нагрузке, действующей на фасадные поверхности прогонов, опоры и временную нагрузку, если она находится на мосту.

Схема действия на мост поперечной ветровой нагрузки представлена на рис. 2

Рисунок 2Схема поперечной ветровой нагрузки

– интенсивность ветровой нагрузки, где

[6] для II ветрового района;

коэффициент, учитывающий положение конструкции над горизонтом меженней воды;

для промежуточной опоры и прогонов, 1.0 для временной нагрузки на мосту;

аэродинамический коэффициент, принимаемый для башенных опор , для всех остальных конструкций и временной нагрузки на мосту

временная жд нагрузка на мосту;

прогоны и проезжая часть;

промежуточная опора.

Ветровое давление на фасадную поверхность:

временная нагрузка на мосту;

прогоны и п.ч.;

промежуточная опора, где

площадь фасадной пов-ти опоры с учетом сплошности .

Удерживающие силы:

вес прогонов и мостового полотна, воспринимаемый опорой;

кН – собственный вес опоры;

передающееся на опору давление от подвижного состава.

Опрокидывание опоры может произойти относительно крайней точки О опирания ее на основание.

Момент опрокидывающих сил:

, где

коэффициент сочетания к ветровой нагрузке, принимаемый равным при временной нагрузке на мосту и при ее отсутствии;

Момент удерживающих сил:

Необходимая по устойчивости ширина опоры B:

, где

m=1.0 – коэффициент условий работы;

коэффициент надежности по назначению.

Ширина опоры B для жд мостов определяется при двух случаях действия нагрузок –

1) С учетом временной нагрузки

4.1м≥0.62м – условие выполняется!

2) При отсутствии временной нагрузки (W₁=0 и Q_ν=0)

4.1м≥0.41м – условие выполняется!