4. Расчет и конструирование усиления

ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ

1. Учет влияния повреждений элементов

При расчете грузоподъемности металлических пролетных строений необходимо учитывать повреждения элементов, обнаруженные при обследовании.

При ослаблении элементов коррозией ее влияние учитывается введением в расчетные формулы фактических расчетных геометрических характеристик. В этом случае одновременно рассчитываются сечения с максимальными усилиями и опасные сечения, наиболее ослабленные коррозией. Если коррозии подвергнуты горизонтальные листы балок, то она в наибольшей степени сказывается при расчетах на прочность по нормальным напряжениям, а также на выносливость.

В таком случае ослабление элементов балки коррозией может быть учтено при определении фактического момента сопротивления площади поперечного сечения W_ф,o :

(61)

где W_o - момент сопротивления нетто площади поперечного сечения балки без учета ее ослабления коррозией; F_n - суммарная площадь поперечного сечения поясов балки (горизонтальных листов и поясных уголков) без учета ослабления коррозией; F_n,k - суммарная площадь коррозии поясов балки.

Допускаемая временная эквивалентная нагрузка при этом из расчета на прочность по нормальным напряжениям определится:

) . (62)

Кроме того ослабление коррозией элементов балки может быть учтено при непосредственном определении класса пролетного строения по формуле:

K_nk = K_n - 1000 h_бF_nk . (63)

Здесь K_nk - класс пролетного строения с учетом ослабления коррозией при расчете на прочность по всем рассматриваемым сечениям; _k - коэффициент, принимаемый по табл.5;

Таблица 5

Значение коэффициента

Расчетный пролет lp, м	Коэффициент k при расчетном сопротивлении R в МПа		Расчетный пролет lp, м	Коэффициент k при расчетном сопротивлении R в МПа
	160	185-190		160	185-190
5 7 9 11 13 15 17	0.95 0.55 0.35 0.25 0.19 0.15 0.13	1.30 0.70 0.40 0.28 0.22 0.18 0.16	19 21 23 25 27 29 33	0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.03	0.13 0.12 0.11 0.10 0.09 0.08 0.06

h_б - высота балки в м; F_nk - площадь ослабления коррозией рассматриваемого поперечного сечения балки в м², которая может быть определена по формуле:

F_nk = 3h_kb_n, (64)

где h_k - средняя глубина развития коррозии в поясах балки в мм (рис. 12,б), которая определяется в зависимости от скорости коррозии v_k (табл.6) и срока эксплуатации Т_э пролетного строения из условия: h_k = v_k Т_э^1.3; b_п – ширина полки пояса балки пролетного строения; К_п – класс пролетного строения при расчете на прочность без учета ослабления коррозией.

Таблица 6

Скорость коррозии v_k углеродистых сталей

по типам агрессивности атмосферы

Типы агрессивности атмосферы	Скорость коррозии Vk , мм/год
Сельская атмосфера	0.013 – 0.028
Городская атмосфера	0.026 – 0.040
Промышленная атмосфера	0.040 – 0.052
Приморская атмосфера	0.080 – 0.150

Примечание. При качественной и своевременной покраске поверхностей конструкций лакокрасочными покрытиями скорость коррозии v_k может быть снижена в 1.5 – 2 раза.

Р ис. 12 Схема для учета в расчетах глубины развития коррозии в элементах балки пролетного строения:

а) расчетные сечения; б) поперечное сечение главной балки; h_k – глубина развития коррозии; h_b – высота балки; b_п – ширина пояса.

При расчете грузоподъемности по выносливости элементов пролетных строений, производимом по выражению (44), влияние коррозии на величину  учитывается соответствующим эффективным коэффициентом концентрации напряжений , определяемым по приложению 7 (табл.П.7.1.).

Расчет грузоподъемности пролетных строений с учетом ослабления сжатого пояса балки расстройством заклепочных соединений (отрыв головок, срез, расшатывание заклепок) производится по выражениям (35, 36). При этом приведенная расчетная площадь поясных заклепок F_o^ определяется с учетом выключенных из работы заклепок.

Расчет грузоподъемности пролетных строений при наличии пробоин, вмятин и трещин производится в зависимости от места их расположения. Если они расположены в сжатом или растянутом поясах средней части пролетного строения, то балки классифицируются в ослабленных сечениях по прочности по нормальным сечениям, а если в опорном сечении или его зоне, то на прочность по касательным напряжениям. При этом вмятины, пробоины и трещины, ослабляющие сечение элемента, учитываются при определении расчетных геометрических характеристик рассматриваемого сечения. Расчет производится в соответствии с положениями “Руководства – 87» [1]