- •Министерство путей сообщения Российской Федерации Дальневосточный государственный университет путей сообщения
- •Хабаровск 1999
- •Введение
- •Общие положения расчета грузоподъемности
- •2. Определение грузоподъемности главных балок
- •2.1. Расчет балок на прочность по нормальным напряжениям
- •2.2. Расчет балок на прочность по касательным напряжениям
- •2.3. Расчет балок на прочность поясных заклепок (болтов)
- •2.5. Расчет устойчивости опорных стоек
- •2.4. Расчет балок на общую устойчивость
- •2.6. Расчет местной устойчивости стенки балки
- •2.7. Расчет балок на выносливость
- •2.8. Оценка усталостной долговечности главных балок пролетных строений
- •3. Классификация подвижного состава
- •3.1. Определение класса подвижного состава
- •3.2. Установление режимов безопасной эксплуатации моста
- •Расчет и конструирование усиления
- •Учет влияния повреждений элементов
- •Усиление пролетного строения добавлением металла
- •Усиление пролетного строения из расчета
- •4.3.1. Без изменения статической работы балки
- •4.3.2. C учетом изменения статической работы балки
- •4.4. Усиление пролетного строения из расчета на прочность по касательным напряжениям
- •4.5. Усиление пролетного строения из расчета на прочность поясных заклепок
- •4.6. Усиление пролетного строения из расчета на устойчивость опорных стоек
- •4.7. Усиление пролетных строений из расчета на общую устойчивость
- •4.8. Усиление пролетного строения из расчета на местную устойчивость стенки балки
- •4.9. Применение пакетов прикладных программ для расчетов грузоподъемности и усиления пролетного строения
- •5. Экономическая оценка усиления или замены пролетных строений
- •Приложение 2 Коэффициенты для расчета заклепочных и болтовых соединений
- •Приложение 3 коэффициент для расчета сварных швов
- •К оэффициент продольного изгиба
- •Данные для проверки местной устойчивости стенки балки
- •Переходный коэффициент
- •Эффективный коэффициент концентрации напряжений в сечениях элементов по основному металлу
- •10 КН/м пути (1тс/м пути) эталонная нагрузка
- •Эквивалентные нагрузки и классы эталонной нагрузки по категория м грузоподъмности мостов
- •II категории
- •III категории
- •IV категории
Приложение 3 коэффициент для расчета сварных швов
Коэффициенты s для сварных швов, выполненных механизированной и ручной сваркой качественными электродами, принимают равными для швов стыковых s =1.00; для угловых s =0.75.
Коэффициенты s для сварных швов, выполненных электродами с меловым покрытием, следует принимать из табл. П.3.1.
Таблица П.3.1.
Коэффициенты s для расчета сварных швов
Соприкасающийся со швом металл |
Расчетное сопротив- ление металла R, МПа |
Тип шва |
|||
угловой s =0.7Rш/R |
стыковой s=Rш/R |
||||
растя – жение |
сжатие |
срез |
|||
Сварочное железо Литое железо Углеродистые стали Марки Ст3 |
160 185
190 |
0.40 0.40
0.40 |
0.56 0.56
0.53 |
0.62 0.61
0.58 |
0.39 0.39
0.37 |
Примечание: 1. Для
косых стыковых швов при расчете на
растяжение коэффициент s
делится на
ш
(
ш
– угол, образованный направлением шва
и усилия). 2. Для косых стыковых швов при
расчете на срез коэффициент s
делится на
ш.
При введении в расчет сварных швов
коэффициента s площадь
шва
ш
,
где
- толщина шва; для стыкового шва принимается
равной меньшей из толщин свариваемых
элементов, а для угловых швов – равной
0.7 меньшего катета шва;
- длина шва. При этом швы короче 60 мм и
менее шестикратного размера катета шва
при расчете не учитываются. Наибольшая
длина флангового углового шва в
соотношениях, работающих на осевое
усилие, принимается при расчетах не
более 50 катетов шва.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
К оэффициент продольного изгиба
Рис. П.4.1 Коэффициент продольного изгиба для центрально (i = 0) и внецентренно (i > 0) сжатых элементов из сварочного, литого железа и сталей марок Ст3 мост, М16С, 16Д; i – эксцентриситет приложения нагрузки; - гибкость элемента.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Данные для проверки местной устойчивости стенки балки
В формуле (42,43) i — коэффициент, характеризующий напряженное состояние стенки, определяемый по табл. П. 5.1, в зависимости от коэффициента
у = (УB + УH)/ УB ,
Рис. П.5.1. Критические
напряжения в стенке балки:
1 — стали марок
10ХСНД и 15ХСНД—40; 2— стали марок
НЛ2 и 15ХСНД; 3 —'сварочное и литое железо,
стали марок Ст 3, Ст 3 мост., М16С
Нормальное критическое сжимающее напряжение О, определяемое по рис. П. 5.1, в зависимости от нормального критического сжимающего напряжения О/, вычисленного в предположении неограниченной упругости, МПа (тс/см2):
О/
=
0.19
y1my(
)2, (1)
где з — коэффициент размерности, равный 0,01 при расчете в системе СИ или 1,0 — в СГС; 1 — коэффициент защемления стенки, принимаемый для клепаных изгибаемых балок равным 1,4, а для сварных двутавровых балок — по табл. П. 5.2 в зависимости от коэффициента у.
Коэффициент
у = су
,
(2)
где Су — коэффициент, характеризующий условия работы сжатого пояса балки; определяется по табл. П.5.3; b0 – ширина сжатого пояса балки, см; 0 – толщина сжатого пояса балки, см; h – расчетная высота стенки, см, принимается для сварной балки равной полной высоте стенки, а для клепаной балки – расстоянию между ближайшими к оси балки рисками поясных уголков; – толщина стенки балки, см.
Таблица П.5.1. Коэффициент 1 Таблица П.5.2. Коэффициент у1
у |
4 |
3 |
2 |
1.5 |
1.0 |
0.5 |
0 |
|
у |
0.25 и менее |
0.5 |
1 |
2 |
5 |
10 и более |
1 |
1.40 |
1.30 |
1.20 |
1.15 |
1.10 |
1.05 |
1 |
у1 |
1.21 |
1.33 |
1.46 |
1.55 |
1.60 |
1.65 |
Таблица П.5.3.
Коэффициент су
Условия работы сжатого пояса балки
|
су |
На сжатый пояс опираются мостовые брусья Свободно лежащие железобетонные плиты Сжатый пояс свободен В сталежелезобетонном пролетном строении при объединении железобетонной плиты со сжатым поясом закладными частями и высокопрочными болтами В сталежелезобетонном пролетном строении при объединении железобетонной плиты со сжатым поясом непрерывным по всей длине пролета швом омоноличивания |
0.3 0.5 0.8
1.5
20 |
Геометрические размеры двутавровых балок показаны на рис. П.5.2.
Рис. П.5.2. Условные обозначения для двутавровых балок
Коэффициент mу в формуле (1) принимается по табл. П.5.4 в зависимости от значений а/h и у [а – длина стенки балки, равная расстоянию между осями поперечных ребер (рисками уголков) жесткости (см. рис. П.5.2)].
Местное нормальное сжимающее напряжение, определяемое по рис. П.5.1. в зависимости от местного нормального сжимающего напряжения ρ0/ , вычисленного в предположении неограниченной упругости, МПа (тс/см2):
ρ0/ =
.
где
у2,
z – коэффициенты,
определяемые по табл. П.5.5.
Коэффициент γу, приведенный в табл. П.5.5 определяется по формуле (2). Для балок, непрерывно объединенных с железобетонной плитой, а также для клепаных балок (при толщине полок поясных уголков не менее толщины стенки) значение у2 принимается для случая γу = ∞.
Таблица П.5.4.
Коэффициент mу
у |
mу при а/h |
||||||||||||||||||
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.667 |
0.75 |
0.80 |
0.90 |
1.0 |
1.5 |
> 1.5 |
||||||||||
4 |
Минимальное значение mу =95.7 |
||||||||||||||||||
3 |
54.3 |
54.5 |
58.0 |
Минимальное значение mу =53.8 |
|||||||||||||||
2 |
29.1 |
25.6 |
24.1 |
23.9 |
24.1 |
24.4 |
25.6 |
25.6 |
24.1 |
23.9 |
|||||||||
4/3 |
18.7 |
14.2 |
12.9 |
12.0 |
11.0 |
11.2 |
11.1 |
11.0 |
11.5 |
11.0 |
|||||||||
1 |
15.1 |
11.0 |
9.7 |
9.0 |
8.4 |
8.1 |
7.9 |
7.8 |
8.4 |
7.8 |
|||||||||
4/5 |
13.3 |
9.6 |
8.3 |
7.7 |
7.1 |
6.9 |
6.7 |
6.6 |
7.1 |
6.6 |
|||||||||
2/3 |
10.8 |
8.0 |
7.1 |
6.6 |
6.1 |
6.0 |
5.9 |
5.8 |
6.1 |
5.8 |
|||||||||
0 |
8.41 |
6.25 |
5.14 |
4.75 |
4.36 |
4.20 |
4.04 |
4.0 |
4.34 |
4.0 |
|||||||||
Примечание. Значению у = 0 соответствует равномерное сжатие; у = 2 – изгиб симметричного сечения и у >2 – внецентренное растяжение и изгиб несимметричного сечения с менее развитым сжатым поясом.
Таблица П.5.5.
Коэффициенты у2 и z
a/h |
у2 при γу |
z |
|||
0.5 |
1.0 |
4.0 |
∞ |
||
2 и более |
1.32 |
1.56 |
2.21 |
2.96 |
11.21 |
1.5 |
1.32 |
1.52 |
1.97 |
2.51 |
8.16 |
1.0 |
1.32 |
1.47 |
1.73 |
1.88 |
6.26 |
0.8 |
1.30 |
1.41 |
1.57 |
1.65 |
5.80 |
0.6 |
1.29 |
1.36 |
1.45 |
1.49 |
5.37 |
0.4 |
1.24 |
1.28 |
1.32 |
1.34 |
4.88 |
При определении у2 в случае, если отношение а/h > 2, принимается а/h = 2.
Касательное критическое напряжение 0, определяемое в зависимости от критического напряжения , МПа (тс/см2):
0 = 0.6 .
Критическое напряжение определяется по рис. П.5.1 в зависимости от критического напряжения /, МПа (тс/см2):
/ = /0/0.6.
Касательное критическое напряжение /0 вычисляется в предположении неограниченной упругости, МПа (тс/см2):
/0 =
.
где у3 – коэффициент упругого защемления продольных сторон стенки, определяемый по табл. П.5.6. в зависимости от коэффициента γу и соотношения сторон отсека a/h. Коэффициент у3 учитывается только для сварных балок при a/h ≥ 2/3.
Коэффициент γу определяется по формуле (2). Для сварных балок, непрерывно объединенных с железобетонной плитой, значения коэффициента у3 принимаются для случая γу = ∞; μот – отношение большей стороны отсека к меньшей; b1 – меньшая из сторон отсека (а или h), см.
При значениях
,
,
превышающих наибольшие напряжения,
указанные на рис. П.5.1, допускается
увеличивать значения σ0, р0
и
на значения, равные соответственно, МПа
(тс/см2):
для сварочного, литого железа, а также для сталей марок Ст3, М16С, 16Д, ВСт3 и других углеродистых сталей аналогичного класса прочности:
0 = (
-
;
р0 = 0.031(
-
;
= 0.031(
-
;
для НЛ2 и 15ХСНД:
0 = 0.036(
-
;
р0 = 0.036(
-
;
= 0.036(
-
;
для 10ХСНД: и 15ХСНД-40:
0 = 0.037(
-
;
р0 = 0.037(
-
;
= 0.037(
-
.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
