CC BY
17
ЭОЖ 624.272
А. С. Цадыров1, К. Г. Балабекова2
'т.г.д., 2 докторант, Караганды мемлекетпк техникальщ университетi, Караганды к. e-mail: 06_03_92@mail.ru
МОБИЛЬД1КЭП1Р ЭТПЕС1НЩ ЖЕТЛГЕН МОДУЛ1НЩ СЭЙКЕСТ1Р1ЛГЕН ЭЛЕМЕНТТЕРН ЕСЕПТЕУ ЖЭНЕ КОНСТРУКТОРЛЫЦ ШЕШУ
Мацала жол кептелкт азайтатын, жаца Mo6uMbdi жол етпесшц конструкциясына арналган. Kenip тYрлерi суреттелт, олардыц оцтайлы узындъщтары аныцталып, конструкцияныц цурышысына есептеу жасалган.
Kiлттi сездер: автокелж кептелт, Mo6unbdi жол етпеа, шетю элемент adid, айырма элемент adia, ортоплита.
К1Р1СПЕ
Автокелжтердщ каркынды K03FanbicbiHbiH; эсершен кез келген жолда кептелю туындауы MYMKiH. Осындай жaFдaйлaрдa жол кептелiсшщ болдырмау Yшiн, жол KозFaлысын реттейтiн эр тYрлi эдiстер мен эр тYрлi бшклктеп жол етпелерi жоспарланып жасалады.
НЕГ1ЗГ1 Б9Л1М
Бiзбен усынылып отырFaн мобильдi жол етпесi, кептелiс кезiнде немесе эр тYрлi коFaмдык мерекелер мен тетенше жaFдaйлaрдa тез арада жиналатын конструкция. Мобильдi жол етпесi до^алакпен жaбдыктaлFaн, келденен жэне тiк модульдерден кура^ан жылжымалы сYЙеулерден турады. ^ажет жaFдaйдa модульдер киылыска жеткiзiлiп, езара кармау аркылы бiр конструкцияFa айналады. Осы кезекте жылжымалы сYЙеулер непзге сYЙенедi.
Мобильдi жол етпелерiнiн эсери жол саотыштардан aйырмaшылыFы, жол жaFдaйынын барлык жaFдaйын кaнaFaттaндырaды, яFни бшктш 4,5 м аса, бiр бaFыттaFы келiк жолaFынын енi 3,5 м курайды.
Мобильдi жол етпесi непзп екi модульден турады: енiс (сурет 1а) жэне келденен; (сурет 16).
/Л
ХХ^ХХ) КХХХХ
к \ А *
а) б)
Сурет 1 - а - жол етпенщ ещс модуш, б - жол етпенщ келденен модуш
Конструкциянын непзп элементтерi болып: 1 - коршау; 2 - такта; 3 - сYЙеу; 4 - денгелек козFaлткыш; 5 - сYЙеу жэне оны кетерiп, тYсiретiн жYЙе. 48
¥сынылFан мобильдi жол eтпесiнiц конструкциясына патент алыетан [1]. К^уралган конструкция автокелжтердщ козFaлысын тiк жол Yстiмен козFaлуынa мYмкiндiк бередi, жэне модульдерiнiц елшемш езгертуге болатындыктан, оны кез келген киылыста колдaнуFa болады (сурет 2).
Сурет 2 - Мобильдi жол eтпесi
Жеке жaFдaйлaрдa мобильдi жол етпесш жол жецдеу жумыстары немесе су басу кезшде жолдыц бузылу уакытында колдaнуFa болады (сурет 3а). Сонымен коса тiк киылыстарда Faнa емес, баска типтi киылыстарда тж модульдердi KолдaнбaуFa болады (сурет 3б).
Сурет 3 - а - жол жецдеу кезшде мобильдi жол етпесш орнату; б - мобильдi жол етпесш Y, X типт киылыстарда орнату
Мобильдi жол етпесш бiрiншi уакытта жобалау кезiнде ею тапсырма туындады:
- Метал кураманыц сaлмaFын аз кылдырып, жол жaFдaйыныц eлшемдерiн сактап, белгiлi узындык кезшде модульдер саны мен мобильдi жол етпешц YзындыFын аныктау.
- Конструкция жумысына негiзгi тiк модульдi есептеу жэне тепе-тецдж жaFдaйдaн шыFуы.
Бiрiншi тапсырманы шешу кезiнде модульдiц сaлмaFы оныц YзындыFынa х елшемдес деп, иреу саны п децгелек козFaлткышпен q болса, онда жалпы сaлмaFы G келесiдей аныкталады:
мунда: к - бiр метр YзындьщтаFы жол етпенщ салмаFы, Н/м; Ь - жол етпесшщ YзындыFы, м; п - тiреу саны; q - бiр иреудщ салмаFы, Н; Ь
— - модуль саны; х
Жол етпенщ салмаFынын туындысы келесiдей тYPДе болады:
Сын меже нYкте (минимакс нYктесi) С'= 0 кезiнде:
1»Ч . _
к =
(3)
Солайынан С нелден улкен болганда х^ узындыгы жалпы жол етпесшщ узынды^ы жаFдайында онтайлы узындыкты аныктайды.
Мысалы узындыFы 30м жол етпесi эрбiр модульде 4 тiреуден болып, эрбiр тiреудiн салмаFы 1,5-104Н жэне курылымнын бiр аралык метрге 3-104Н келсе, онтайлы узындык келесiдей болады:
30-41,5-104 /ггг „„,. - ---- д/60 = 7,74л
3-10"
Курылымды есептеу кезiнде (екiншi тапсырма) толыктай металдан жасалFан ортогоналды баFытталFан модуль алынды, ол терт жактан тiк тiреуi бар кещстжт канкадан жэне екi бойлык, жет келденен аркалыктан алынды.
Эту жолаFы Yшiн канка бетiне келденен жэне бойлык кырын ныFайтып, болат тесем теселшедт
Жактау курылымына салмак тYсетiн кенiстiктi жумыстар жаFдайы кезiнде, онын элементтерi центрлiк емес кысылу, шлпштж, буралу тYрлi киын кернеу жаFдаЙFа ушырауы, тiк турулардын, келденен жэне бойлык суйеулердщ келденен киылу курамдарынын конструкциясы белгiленген, жука кабырFалы кубырдан туратын, бурыштарында терт тiктекшелермен кемкершген.
Жактаулардын элементтерiнiн геометриялык узындыFы автокелккурылысынын жол нормалары мен жол козFалысын уйымдастыру талаптарын сактау кажерт.
Курылымнын салмак тYсетiн жактаулардын кенiстiк куштж жэне турактылыFы курылымнын бойлык жэне келденен байланыста шешiлген. Келiк козFалыс курамынын динамикалык пайдасы тэжiрбиелi сарапшыл эдiспен таFайындалFан динамикалык коэффициенттi ендiру аркылы есептеледi (К_=1,3).
х
Салмак тYсетiн элементтердщ берiктiктiгiн, каттылы^ын жэне турактылык, жетiлдiрiлген модульдiц шарттарын камтамасыз ету Yшiн жYргiн бeлiктiц тактасына жэне Евронорм [2] талаптарына сай кещстж жактаудын пайдалы тиеуiнiц келденен пайдалануы есептелдi. Модульдiн есептелуi келесi ретте келтiрiлген:
ЖYргiн бeлiктiн тактасын есептеу
ТiкбYрышты такта Ь х В такта eлшемiнде eзiнде курылымды - ортотропты пластинаны курайды, ол ь / 6 кадамда келденен кадамда жэне кабырFасы В /4 кадамды курайды.
Есептеу eрнектерiнiн эмбебашъ^ы Yшiн келесi геометриялык жэне каттылык сипаттамалары, кeлденен тiреулердiн сипаттамасы келиршген:
(4)
мунда -Tipey элементтерЫц узындыгы (/ = 1,2,3);
EJ, - олардыц шлу каттылыгы;
GJ¡ - айналу каттылы^ы;
Бул кезде:а2,а3 - eлшемсiз бойлык узынды^ыныц жэне кэлденец беларка жактаудыц баFананыц узынды^ына катынасы;
Тактаныц кYштiк жаFдайын аныктауды есептеу максатында анизатропты тiлiм ретiнде, шетю элементтерi мен шеткi айырмасы сандык эдiстермен жасалFан [3].
Шеткi айырма эдiсiмен есептеу (nx х ny) торлы коюлык кезшде стандартты «Matead» баFдарламасын колданумен жасашан.
Шеткi элемент эдiсiмен есептеу пластина бетш терт тiкбyрышты элементке белу аркылы есептелген.
Ekí симметрияныц есебiмен (x,y осьтерi) белгiсiз ауысусандары: 12 - шетю айырма бойынша; 3 - шетю элемент эдiсiн курайды. Бiрак бул кезде пластинаныц майысуы нэтижесiнде жаксы тYйiсуi байкалFан, ею эдю бойыншада алынFан мэлiметтердiц нактыль^ын кeрсетедi.
1шю эсер бойынша Мж,Му, MXY тактанын жуктелген cotí зерттелген, ягни жуктелген охгиугтху бшж жэне тактаньщ тэз1мдЫп тексершген:
(5)
мунда t = 20 мм - тесеу калынды^ы; Yлкен жYктелу;
^"тах
Му - айналу моменп;
Mx - x eri бойынша бYгiлу моментi; Mv - y 9ci бойынша бугшу моментк Kd = 1,3 - динамикальщ коэффициент.
Я = 300МПа - 09Г2С маркалы болаттьщ бYгiлу карсыласынын есептемесi. Сонымен катар бержтж шарттары сакталFан (бYгiлу бойынша):
1
1
2150
) <
11
Ш 1000
(6)
мунда Штах - тактанын максималды бYгiлуi; 1
Ш
- тактанын нормаларFа сэйкес жететiн бYгiлуi.
Алгебралык тенесиршген узындык жYЙесi шеткi айырылу эдiсi бойынща келесiдей:
А • Я = Яр (7)
мунда Я - белгiсiз тYЙiн ауыстыруыныц векторы;
Яр - жYктелген тактаFа эсер етшген есептескiш бос мYшелерiнiц векторы; п реттi А - квадраттык матрицасы. Бул матрица жалпы тYPДе келтiрiлген. Тенддкп орындауFа мысал ретшде (ь х В) = (7,5 х 3,5) м, eлшемдi такта, тор коюлы^ы (пх х пу) = (8 х 6) алыетан.
Осы ретте тордаFы тYЙiннiн иiлу мэнi ретнде келесi мэлiметтер алынFан:
1¥к - (к - 1,2;....;12):
(8)
А -
Е/3
1 12(1-V2 У
(9)
Тактанын узындык бойы жYктелуiнiн иiлуi Кенiстi канканы есептеу
Тж тiреулерден, келденен жэне бойлык беларкадан туратын, канканы есептеу орынауыстырудын аналитикалык эдiсiмен жасалады [2]. ^анканын есептеу сурет 4 келиршген екi симметрия есебiмен жасаладаы.
Сурет 4 - Кещстж канканы есептеу сулбасы
К^ацканыц терт тYЙiнiнiн (А,В,С^) белгiсiз бурыштык жене узындыктарыныц
жалпы саны он бiрге тец (= 1,2,.......1).
Орын ауыстыру едiсiнiн каноникалык тендш:
(10)
мунда к = 1,2,.....п)
Матрицалык тYPДе тецдiк келесi тYPДе:
А ■ г + Яр = 0,
(11)
мунда А - 11 ретл квадраттык матрицада келтiрiлген).
Белгiсiз тYЙiндердiц орын ауыстыруын есептеген соц, моменттердщ эпюрасы келесi формуламен есептеледк
М = V Мр (12)
V к=1 У
Келденец кYштердiц (Q) жене бойлык кYштердiц (N) моменттерiнiц эпюрасы кедiмгi курылыс теориясындаFыдай салынады [2].
2 кесте мелiметерi бойынша тесттiк тапсырма ретiнде кецiстiк рамасыныц есептеуi келесi мелiметтерде жасалFан:
Осы мэлiметтер бойынша тYЙiндердiц орын ауыстыру мэлiмметтерi есептелген (сурет 4).
Сурет 5 - Ишу моменттершщ есегтк эпюрасы
Сурет 6 - Айналу моментшщ есептiк эпюрасы
Сурет 7 - Келденец кYштердiц есептж эпюрасы
Сурет 8 - Бойлык кYштердiц есептiк эпюрасы
Кецiстiк раманыц кYштiк жаFдайыныц шешiмдерi нэтижесiнде (сурет 5-8) кетр етпесiнiц салмак тYсетiн курылымыныц турактылы^ы мен берiктiлiк жаFдайыныц шарттары зерттелген. Келденец киылу ретшде кубыр мен коршаетан бурыштардан киу кабылдашан (сурет 9).
а) "пк преулер б) келденец в) бойлык
Сурет 9 - Кещстж жактау элементтерiнiц келденец киылуы
Кещстж жактау элементтершщ турактыль^ы мен берiктiк жаFдайы материалдьщ кедергiсi эдiсi бойынша жасалды [3], киын орталык емес кысылуFа, бYгiлу жэне айналуFа жумыс жасайтын курылым ретiнде.
а) Тiк иреулердщ берiктiк жаFдайын тексеру (болаттын пластикалык жумысын ескергенде):
(13)
мунда (Кс1 - 1,3) - динамикальщ коэффициент;
(R=300МПа) -09Г2С маркалы болаттын есептж кедергiсi; А , ^х , ^у - келденен киылу кедергiсiнiн моментi мен ауданы; б) Момент эсерiне барлык ^реудщ тYрактылыFын тексеру М= Мх :
(14)
<р"" — /{АХ'т\х) - орталык емес келденен ишу коэффициент; в) Барлык тiреулердiн эсер етушi моменттiн тYрактылыFын тексеру М= Мх :
(15)
сФу - кещстж коэффициентiнiн тYрактылыFы;
г) келденен жэне бойлык баFаналардын берiктiк жаFдайын тексеру (III - берiктiк теориясы бойынша)
N М
св) А №
(16)
д) келденен жэне бойлык баFаналардын берiктiк жаFдайын киылуFа тексеру:
(17)
мунда 0 - келденец куш; КР = 130
МПа - киуFа есептж кедергi.
КОРЫТЫНДЫ
Усынылып OTbipFaH мобильдi жол етпесшщ курылымы жолдаpдаFы автокeлiк кептелiсiнiц мэселесш шешуге мYмкiндiк бередi.
Берiлген жумыста Kenip eTneciHiH жYргiн бeлiгi Yшiн ортотропты тактанын курылымын есептеудiц пайдалыльиы кepсетiлген. Мэлiметтеpдiц дуpыстыFы иiлу мэндершщ тYЙiсуiмен сэйкес келедi;;
Есепте алыетан салмак кeтеpгiш курылым мен болат TeceMHin косылFан кабыpFалаpынын геометриялык жэне физика - механикалык сипаттамалары оныц бepiктiгiн камтамасыз eтeдi
Тeceмнiн алыетаг 20мм калындыFы жолeтпeнiн жYpгiн бeлiгiнiн автокурылыс нормаларын камтамасыщ eтiп, курылымнын жоFаpFы бepiктiгiн камтамасыз eтeдi.
ПАЙДАЛАШАН ЭДЕБИЕТТЕР Т1З1М1
1 Богданов, Б. И., Владимирский, С. Р. Проектирование мостов и труб. Металлические мосты [Текст]: научное издание / Ю. Г. Кузьмина. - М. : Маршрут, 2005. - 460 с. : ил. ISBN 5-89035-159-1
2 Владимирский, С. Р. Современные методы проектирования мостов [Текст]: - М. : Транспорт, 1966 - 664 с. :ил. - ISBN 5874721789
3 Дархов, А. В., Шаношников, Н. Н. Строительная механика [Текст]: - В. : Высш. шк., 1986. - 607с. :ил. ISBN 9785811405763
Материал 11.05.16 баcпаFа TYcтi.
А. С. Кадыров, К. Г. Балабекова
Конструктивное решение и расчёт элементов унифицированного модуля мобильного мостового переезда
Карагандинский государственный технический университет, г. Караганда.
Материал поступил в редакцию 11.05.16.
A. S. Kadyrov, K. G. Balabekova
Design solution and calculation of cell module mobile in unified bridge crossing
Karaganda State Technical University. Material received on 11.05.16.
Статья посвящена новой конструкции — мобильному путепроводу, предназначенному для уменьшения дорожных пробок. Описываются варианты путепроводов, определяется их оптимальная длина, производится расчет конструкции.
The article is devoted to the new design — mobile overpass, designed to reduce traffic congestion. It describes the options of overpasses, defined by their optimal length, calculates the design.
