CC BY
13
УДК 624.21.072.012.04:625.1
К. I. СОЛДАТОВ, В. I. БОРЩОВ (Д11Т), Ю. Ю. С1Л1НА (Днiпродiпротранс)
ДО ПИТАННЯ ПРО КЛАСИФ1КАЦ1Ю ОПОР ЗАЛ1ЗНИЧНИХ МОСТ1В П1Д ДВ1 КОЛ11
Розглядаються деяш питания, яш пов'язаш з визначенням вантажошдйомносп опор двоколшних зал1з-ничних моспв.
Рассматриваются некоторые вопросы, связанные с определением грузоподъемности опор двухпутных железнодорожных мостов.
The article considers some issues, connected with definition of carrying capacity of abutments of two-track railway bridges.
На цей час на Укра'ш вщсутнш норматив-ний документ з визначення вантажошдйомносп опор затзничних моспв методом класифшацп.
«Руководство по определению грузоподъемности опор железнодорожных мостов» [1], що вийшло друком у 1995 рощ у росшському ви-данш, мютить цший ряд похибок, вщзначених у публшащях [2; 3], i дае лише загальт вказ1вки з класифшацл опор моспв пiд двi колii не вщобра-жае дiйсноi' iхиьоi роботи. У данш роботi зробле-на спроба усунути цей недолiк з наступним вщо-браженням даного матерiалу у впчизняному нормативному документi.
Насамперед, особливiсть класифiкацii двоко-лiйних опор полягае в тому, що в реальних умо-вах, можливi три випадки дп постiйних i тимча-сових навантажень на двоколiйнi опори:
1. На опору встановлеш двоколшш прогiннi будови i тимчасовим вертикальним наванта-женням завантажуються обидвi коли.
2. На опору двоколшного мосту встановлеш прогшш будови тiльки шд одну колiю.
3. На опору встановлеш двi одноколiйнi прогшш будови, але тимчасовим вертикальним на-вантаженням завантажуеться тiльки одна колiя.
Крiм того, принципова вiдмiннiсть у визна-ченнi вантажопiдйомностi опор тд двi коли полягае в необхщносп введення у вихiднi рiвняння граничних станiв коефiцiеита поперечноi установки, що враховуе нерiвномiрнiсть поперечного розпод^ тимчасового вертикального наванта-ження i визначаться за правилом важеля (1):
Кпу = 0,5 ±-t: b
(1)
де z - вiдстань вщ осi прогiнноi будови до оа коли, м; b - вщстань мiж прогiнними будови, м; t - коефiцiент, що вводиться у розрахунок для врахування дп постшного i тимчасового наван-
таження залежно вiд розглянутих вище випадкiв 'хнього впливу.
Для випадку 1 t = 0 в силу врiвноваженостi дп навантажень, а в двох шших випадках t = 1 i враховуе несиметричнiсть дп постшного або вертикального тимчасового навантаження.
У разi розрахунку двоколшних стоянiв за середшм допустимим тиском тимчасове верти-кальне навантаження (рис. 1) визначаеться за формулою (2) для всiх трьох варiантiв наванта-
ження
k =
mnRA -Ё Nn
Ё^Т,
(2)
4nk
= Ц + Пу = 0,51 + ly . (3)
Сумарне ж вертикальне зусилля вщ поспйних i тимчасових навантажень для варiантiв 1, 2, 3 визначаеться вщповщно за формулами (4), (5) i (6):
Ё Nn =Ё A, + KП у (( + C )0,5Я,1 +
+KПу (B2 + C2 ) 0,51 + Ely ; (4)
Ё Nn =Ё A, + KП у (Bl + Q )0,5l1 + EXy; (5)
ЁNn =ЁA + КПу (B1 + C1 )0,5l1 +
+КПуB2 • 0,511 + Ely . (6) У формулах (1)-(6) позначено:
ЁA, =ЁQ'nQ' , B, = P,nP ,
C, = Pp,n'p , E = Рбп6 =
KПУ = 0,5 ±-• t, b
КППу = 0,5 + -• t,
де Qi - власш ваги частин тша стояна, розта-шованих вище перерiзу, що розглядаеться, кН; Р1, Р2 , Рр , Рб - iнтенсивностi постiйних роз-
подшених навантажень вiдповiдно вiд ваги прогшно! будови (що спираеться на стоян), оглядових пристро!в i комунiкацiй, мостового полотна i баласту з частинами верхньо! будови
коли на стоят, кН/м; Пр, Пр, «б - коефщенти
надiйностi за навантаженням; п - коефiцiент надшносп за призначенням; т - коефщент умов роботи; Я - розрахунковий ошр кладки або несучого прошарку грунту, кПа; А - робоча площа перерiзу стояна, м2; пк - коефiцiент на-дiйностi до тимчасових навантажень; гк - час-тка вертикального навантаження вiд рухомого складу, що передаеться на стоян.
л/г Л/,
О/
О/
V_
Рис. 1. Схема навантаження стояна для розрахунку за середтм тиском:
1 - тимчасове допустиме вертикальне навантаження штенсившстю к ; 2 - лш1я впливу вертикальних (нормальних) сил Nk
Розрахунок стояшв на мiцнiсть за макси-мальним тиском виконуеться для найбiльш завантажено! гранi стояна. Для передньо! граш стояна це вiдповiдае завантаженню тимчасовим вертикальним навантаженням прогшно! будови, стояна i призми зсуву (рис. 2) i при цьому допустиме тимчасове вертикальне навантажен-ня на стоян визначаеться за формулою:
к =
тпЯЖ-( ^р + Х М п ) вк«кПк (( Nр)
(7)
у якш плечi нормальних сил для визначення моментiв вщ тимчасового i постiйного навантажень визначаються вiдносно осi, що проходить через центр ваги перерiзу, який розрахо-вуеться. Моменти сил, що обертають стоян проти годинниково! стрiлки, беруться зi знаком «плюс», а моменти сил, що обертають стоян по годинниковш стршщ, - iз знаком «мшус».
Х^к' для схеми завантаження (рис. 2) визначаеться за формулою (3), а
Х^М = 0,5 Ае -А^ +
+!;(( +А,)• 0,171 + ■ — . (8)
пк
X NП визначають як i в розрахунку за середшм тиском за формулами (4)-(6).
Сумарний момент вщ постiйних i тимчасових навантажень для варiантiв 1, 2 i 3 для цього випад-ку визначаеться вщповщно за формулами (9)-( 11).
XМп = X А^, + К'пу (В + С1 )0,5 Яе +
+КПУ (В2 + С2 )10 5А1е1 - ЕАУе2 +
X Мп =Х + Ху (В + С1 )0,5А1в1 -
-EАye2 + FhzhnF + ; (10)
X Mn =X AieQi + X у ( + С1 )0,5А1е + +КПуВ • 0,5^ - ЕЯ^ +
+FhzhnF + ^^Р^П, (11)
де Fh, ^ - рiвнодiюча, кН, i плече горизонтального (бiчного) тиску, м, вiд ваги грунту насипу, яка примикае до стояна; XoFi, 2 - сумарна
площа зведено1 лiнil впливу горизонтального ^чного) тиску на стоян мосту вщ рухомого складу на призмi зсуву, м, i плече рiвнодiючо!
цього тиску, м; , - поздовжне вiтрове на-вантаження на прогiнну будову, кН, i плече И ди, м; в - коефщент розподiлу поздовжнього зусилля мiж опорними частинами прогшно!
будови; пу
пк
пк - коефщенти надiйностi
Ж
вiдповiдних навантажень; р = — - радiус ядра
А
перерiзу, м; Ж, Ж' - моменти опору перерiзу для найбшьш стиснуто! i найменш навантаже-но! граней фундаменту, м3.
ЛЦ е' ^Л/
Рис. 2. Схема завантаження стояна для розрахунку за максимальним тиском:
1 - допустиме тимчасове вертикальне навантаження штенсивтстю к ; 2 - лмя впливу вертикальних (нормальних) сил Nk; 3 - епюра горизонтального (б1чного) тиску на стоян в1д транспортних засоб1в на призм зсуву; 4 - епюра б1чного тиску вщ власно! ваги грунту; ц. т. - центр ваги перер1зу по гвдошв1 фундаменту
Пiд час розрахунку стояшв по ексцентри-ситету положення рiвнодiючих навантажень
схема завантаження стояна та ж сама, що i при розрахунку за максимальним тиском (рис. 2), а ексцентриситет обчислюеться за формулою
вл Пкк X0 М +X мп (12)
е = ~1-^ ^ ^—7 , (12)
Р'(вкпк Пкк XnN +X Nп )
Складовi величини формули (12) XoN ,
XNП , X0M , XМП i к визначаються вщ-
повiдно за формулами (3), (4)-(6), (8), (9)-(11).
Якщо величина ексцентриситету прикла-дання рiвнодiючих навантажень, яка обчислена за формулою (12), виявиться бiльше одиницi
(е > 1), тобто рiвнодiюча виходить за межi ядра перерiзу, то допустиме навантаження на стоян за максимальним тиском корегуеться за методикою, що викладена в розрахунку визначення вантажошдшмальност стояна за положенням рiвнодiючих навантажень.
У разi розрахунку стояна на перевертання його завантажують, розташовуючи тимчасове навантаження тшьки на призмi зсуву (рис. 3), при цьому вщповщно до [4, дод. 5, табл. 2], до-вжина завантаження призми зсуву прийнята рiвною половит висот вiд тдошви шпал до перерiзу стояна, який розраховуеться. Лiнiя впливу рухомого тимчасового навантаження мае трикутний обрис iз вершиною в серединi (а = 0,5).
N
8
N1
Л/у
О/
Я 1
о,
\ \
£1г
Рис. 3. Розрахункова схема завантаження стояшв для розрахунку на перекидання:
1 - допустиме тимчасове вертикальне навантаження iнтенсивнiстю к ; 2 - лшя впливу вертикальних (нормальних) сил Кк; 6 - епюра бiчного тиску на стоян ввд навантаження на призмi зсуву; 7 - епюра бiчного тиску ввд власно! ваги грунту; 8 - епюра опору грунту засипання; Б - центр перекидання (обертання) стояна; d¡ - вiдстанi вiд центра обертання до вiдповiдних сил.
Тимчасове вертикальне навантаження у цьо-му раз1 визначаеться за формулою
X му =AldQ¡ + Кп-У ( + С )0,5Х^Г
к=-
^ м п-X м
+КПУВ2 • 0,5Х^ + ЕХу+
2М
8кпк Пк к у якш стосовно до стояна:
х°мк • ^ •^,
(13)
(14)
(15)
+т п'г
(18)
X мп = КиЧпГ +
Сумарний момент вщ постшних { тимчасо-х навантажень для вар1ант1в 1, 2 { 3 визнач; еться вщповщно за формулами (16), (17) 1 (18)
X м ПУ = X 4Лс2, + Кп У ( + С) 0,5Х^ +
У формулах (13)-(18) додатково позначено: ту - коефщ1ент умов роботи, прийнятий р1в-
ним 0,8 для нескельних основ { 0,9 - для скель-них; Пу - коефщент надшносп за призначен-
ням, р1вний 1,1; пр, пр, nQi, пг, щ - коефщ>
енти надшносп до утримуючих навантажень; пу, пК, пг - коефщ1енти надшносп до наван-
вих навантажень для вар1ант1в 1, 2 \ 3 визнача- тажень, що перекидають стоян; Ки, - р1внодь
юча 1 плече дп горизонтального тиску ваги грунту, що лежить нижче природно! поверхш землг
Розрахунок стояна на зсув по грунту вико-нуеться для т1е! ж схеми завантаження, що 1 на перекидання (рис. 3). Допустиме тимчасове на-вантаження визначаеться за формулою
+К Пу (В2 + С2 ) 0,5X^1 + ЕХ у dу +
+К4 п'г ; (16)
X МУ = X 4^ + Кпу (В1 + С1) 0,5X^1 +
к=
т
^ •X НП /-X N
N
+ЕХ у dу + К 4 п'г ;
(17)
8кпкПк ^^к у який у свою чергу
(19)
к
XoN =X0Fi , (20)
X NП = пУпР + Fhnr , (21)
де / - коефщент тертя по поверхнi грунту; X0N - сумарна площа лiнi! впливу тимчасо-
вого вертикального навантаження, яка прирiв-нюеться до зведено! площi лiнi! впливу горизонтального ^чного) навантаження на торець стояна вщ рухомого складу на призмi зсуву. Сумарне вертикальне зусилля вщ постiйних
i тимчасових навантажень X NП для варiантiв
1, 2 i 3 визначаеться вiдповiдно за формулами
(4), (5) i (6).
Визначення вантажопiдiймальностi двоко-лiйних промiжних опор несуттево вiдрiзняеться вiд розрахунку стояшв.
Розрахункова схема промiжно! опори (би-ка) за середнiм тиском (рис. 4) передбачае завантаження тимчасовим вертикальним на-вантаженням ушх прогшних будов, якi обпи-раються на опору. У розрахунок за середшм тиском вводять тшьки вертикальш постiйнi навантаження i тимчасове навантаження, розмiр якого знаходять за формулою (2), що у разi розрахунку промiжно! опори, для всiх трьох розглянутих варiантiв завантаження дорiвнюе
XoN =01 +02 = 0,5А1 + 0,5А2 . (22)
Сумарне вертикальне зусилля вщ постiйних i тимчасових навантажень для варiантiв 1, 2, 3 визначаеться вщповщно за формулами (23)-(25):
XNп = X А, + Кпу • 0,5[(( + С1 ) +
+ ( + С2)А2] + кПУ • 0,5[(В3 + С3)А1 +
+ (В4 + С4)А2] ; (23)
XNп =XА, +КПУ • 0,5[(В + С1 )А1 +
+ (В2 + С2)А2] , (24)
X^ =XА, +КПУ • 0,5[(( + С1) +
+ (В2 + С2 ) А2 ] + Кпу • 0,5 (В3А + В4А2 ) , (25)
де X Qi • nQi - власна вага частин тша опори вище розрахункового перерiзу з вiдповiдним кое-фiцiентом надшносп за призначенням; Р1, Р2, Р3, Р4 - сумарна iнтенсивнiсть постшних навантажень вiд ваги прогшних будов, оглядових при-стро!в, комункацш тощо; рр1, РР2, рр3, рр4 -
iнтенсивнiсть навантаження вщ ваги мостового полотна, розподiленого по довжиш прогiнно!
будови; пр, пр - коефiцiенти нацiйностi по на-
вантаженнях.
Рис. 4. Схема завантаження пром1жно!' опори для розрахунку за середшм тиском:
1 - допустиме тимчасове вертикальне навантаження штенсившстю к ; 2 - лш1я впливу вертикальних (нормальних) сил Nk
У cвoю чepгy
li = lpi + eki; l2 = lp2 + ek2 :
(2б)
дe eki;ek2 - дoвжинa кoнcoлeй пoздoвжиix бaлoк,
м; lpi, lp2 - вeличинa poзpaxyнкoвoгo пpoгoнy
пpoгiнниx будов, що oбпиpaютьcя нa oпopy.
Baнтaжoпiдйoмнicть пpoмiжниx oпop за максимальним тиском визнaчaють у поздов-жньому i пoпepeчнoмy нaпpямкax.
Пiд чac poзpaxyнкy у поздовжньому ш^я-мку та мaкcимaльний тиcк пpoмiжнy oпopy ж-oбxiднo пepeвipяти по двox poзpaxyнкoвиx cxe-мax, зaвaнтaжyючи тимчacoвим нaвaнтaжeнням oбидвa пpoгoни (pиc. 4) aбo один (бiльший) пpoгiн (pиc. 5). Дoпycтимe тимчacoвe нaвaнтa-жeння визнaчaють зa фopмyлoю (7), у якш E Nn визнaчaють тaк caмo, як i в poзpaxyнкy
зa cepeднiм тиcкoм, зa фopмyлaми (2З)-(25) вiдпoвiднo для тpьox вapiaнтiв нaвaнтaжeння.
Pиc. 5. Cxeмa зaвaнтaжeния пpoмiжнoï oпopи нa мaкcимaльний тиcк у поздовжньому нaпpямкy:
i - дoпycтимe тимчacoвe вepтикaльиe иaвaитaжeння iитeиcивиicтю k ; 2 - лiиiя впливу вepтикaльниx (^^Hanm^ cm Nk ; ц. т. - ^Krp вaги пepepiзy по тдошв1 фyндaмeитy
Плoщi лiнiй впливу нopмaльниx cил i згиш-льниx мoмeнтiв, визнaчaють зa фopмyлaми: • у paзi зaвaнтaжeння одного пpoгoнy
(27) (2S)
EMn =EA,eQ, + Kiny -0,5[(Bi + Ci)liei -
-(2 + C2)l2e2] + Kliy -0,5x
x[(B3 + C3)liei -(B4 + C4)l2e2~] + +slzimi
+(zIß+sv zv ) nv4v, (3i)
(29) EMn =EAe& + Ky -0,5[(Bi + Ci)le -
= -^2 + 0,iztßliZ . (30) -(B2 + C2)0,5l2e2] + slzlnln +
Cyмapний мoмeнт вiд пocтiйниx i тимчaco- / n nn o o\ /-,-,4
. +Sszsnsns +(sv zvß + svzv )nvnv ; (32)
виx нaвaнтaжeнь для вapiaнтiв i, 2, 3 визнaчa- s s s a ^vvr- vvyviv^
ет^я вiдпoвiднo зa фopмyлaми (3i)-(33):
EQN =0i = 0,5 li,
EQM =0iei + 0,iztßliZ ; y paзi зaвaнтaжeння двox ^отошв E^N =0i +02 = 0,5li + 0,5l 2,
X Мп = X Аедг + КПу • 0,5 [((1 + С) АЛ --(В2 + С) А2е2 ] + КПу • 0,5 [В3А1е1 - В4А2е2 ] +
+5121п1 П + + (2Пв + )пгПу . (33)
У формулах (27) - (33) введет додатковi по-значення: е1, е2, е^ц - горизонтальнi вiдстанi
(плечi) вщ ц. т. перерiзу до вiдповiдних наванта-жень; 2г, , 2О, 21, 25 - вертикальнi плечi на-вантажень до рiвня перерiзу, що розраховуеться;
, - поздовжш вiтровi навантаження на про-гiнну будову i на опору; 5 - льодове наванта-
ження; - навантаження вщ навалу суден; пх, пк - коефщенти нацiйностi по вщповщ-
п1, п5, пк
них навантаженнях; п, П;, - коефiцiенти сполучень тимчасових навантажень; Ьу, Ь - ве-личини повних довжин прогiнних будов, м.
Iншi лiтернi позначення т ж самi, що i в розрахунках опори за середшм тиском.
У разi розрахунку в поперечному напрямку тимчасовим вертикальним навантаженням за схемою завантаження промiжно! опори в поперечному напрямку завантажують обидва прогони (рис. 6). Розмiр допустимого тимчасового вертикального навантаження визначають за формулою (7), як i у разi розрахунку в поздовж-ньому напрямку.
Со, 5 V, 5 V
(N,+N2)
Б у; ЭЭ в
Рис. 6. Схема завантаження пром1жно!' опори на максимальне навантаження в поперечному напрямку:
1 - допустиме тимчасове вертикальне навантаження штенсившстю к ; 2 - лш1я впливу вертикальних (нормальних) сил Nk ; ц. т. - центр ваги перер1зу по шдошв1 фундаменту
Стосовно до розрахунку опори в попереч-
Сумарний момент вщ постiйних i тимчасо-
ному напрямку величини моментiв i площ лши вих навантажень для варiантiв 1, 2, 3 визнача-
впливу тдраховують за такими формулами:
еться вщповщно за формулами (36)-(38).
X0N =0 + 02 = 0,5А1 + 0,5А2 , (34) XMп =XAIeQI + КПу • 0,5[((1 + С) +
XoM =01 • ек + с0 • 2С -^(А1 + А2), (35)
де 2С - плече вщцентрово! сили с0 .
X визначають так само, як i в розрахунку за середшм тиском, за формулами (23)-(25) вщповщно для трьох варiантiв завантаження.
+ (В2 + С2)А2]ек + Кпу • 0,5 х
х [(В3 + С3 ) А1 + (В4 + С4 ) А2 ] ек + 5121п1 П
+5525п5П + (2^С + ^2П + 502<0 ) ПуПУ
; (36)
EMn =E AfQ. + KПy -0,5[(( + Ci)li +
+ (B2 + C2 )l 2 ] ek + Slzlnl n + Sszsnsns +
С С o o
+ (Sv Zv + S v Zv + SvZv ')nvrvЛ, (37)
E Mn =E AfQ. + KП y - 0,5 [(Bi + Ci ) +
+ (2 + C2 )l2 ] ek + Kly - 0,5 x
x[ B3li + B4l2 ] ek + Slzlnl П + Sszsns П
+ (znC + siZvn + svozvo))n ,(3S)
nC nC
дe sv , zv - пoпepeчнe вiтpoвe нaвaнтaжeння нa pyxoмий cклaд, що знaxoдитьcя нa пpoгiннiй будов^ i плeчe дaнoгo нaвaнтaжeння, м.
Iншi пoзнaчeння вeличин тi ж caмi, що й у фopмyлax (27) i (33), зa винятком того, що нaвaнтaжeння дiють у пoпepeчнoмy нaпpямкy до oci мости.
Пepeвipкy положення рiвнодiючих постш-ниx i тимчacoвиx нaвaнтaжeнь виконують для e^^mprnTO зaвaнтaжeниx oпop з мeтoю з'яcoвyвaння пoлoжeння piвнoдiючoï вiднocнo ядpa пepepiзy.
Фaктичний eкcцeнтpиcитeт пoлoжeння piв-нoдiючoï визнaчaетьcя тiльки в пepepiзi по ш-дoшвi фyндaмeнтy як у поздовжньому, тaк i в пoпepeчнoмy нaпpямкy зa тими жe cxeмaм зa-вaнтaжeння (див. p^. 4-б), що й у poзpaxyнкax зa мaкcимaльним тиcкoм. Beличинa e^^rnp^ cитeтy визнaчaетьcя зa фopмyлoю (i2 ). Зта-чeння вeличин, що вxoдять у фopмyлy (i2), ви-знaчaють зa фopмyлaми, якi нaвeдeнi вищe.
Якщо вeличинa eкcцeнтpиcитeтy e < i, тоб-то piвнoдiючa нe виxoдить зa мeжi ядpa œpepi-зу, то poзтягнeння в нaймeнш зaвaнтaжeнoï гpaнi нe винитае, a в пepepiзi по пiдoшвi нe cпocтepiгaетьcя «вщлитння» Гpyнтy i вecь ш-pepiз зaзнaе cтиcнeння (вepxня eпюpa нa pиc. 7). У цьому випaдкy yтoчнювaти raac oпopи зa мa-кcимaльним тжком нeпoтpiбнo.
Якщо ж eкcцeнтpиcитeт e > i (piвнoдiючa виxoдить зa мeжi ядpa пepepiзy), то в мeнш нa-вaнтaжeнiй гpaнi винитае poзтягнeння, a cтиc-нeння зaзнaе тiльки чacтинa пepepiзy довжиною yc (нижня eпюpa нa pиc. 7). У цьому випaдкy клac зa мaкcимaльним тиcкoм нeoбxiднo уточ-нити, пepepaxyвaвши його з ypaxyвaнням тшьки cтиcнyтoï чacтини плoщi пoпepeчнoгo пepepiзy oпopи. Poзмip cтиcнeнoï чacтини oпopи
Ус = y'
y О ( e -i)
(39)
P^. 7. Пoлoжeння piвнoдiючиx нaвaитaжeнь i eпюpи нaпpyжeнь по пiдoшвi фyндaмeнтy: 1 - ядpo пepepiзy; 2 - eпюpa иopмaльииx иaпpyг по тдошв1 фyидaмeитy npn eкcцeитpиcитeтi piвнoдiючиx иaвaитaжeиь e <i; 3 - eпюpa иopмaльииx иaпpyг по тдошв1 фyидaмeитy npn eкcцeитpиcитeтi piвнoдiючиx иaвaитaжeиь e >i
e
Знаючи розмiр стиснуто! частини основи, визначають площу стиснутого поперечного перерiзу АС i вiдповiдний йому рацiус ядра пе-рерiзу р.
Значення вiдкорегованного допустимого на-вантаження за максимальним тиском по пiдошвi фундаменту з урахуванням виходу рiвнодiючих уах навантажень за меж ядра перерiзу визначають за формулою (29), тдставляючи в не! значення р, яке визначене за формулою (44).
X Nп i X Мп визначають так само, як i в
розрахунку за максимальним тиском в поздов-жньому напрямку по пiдошвi фундаменту, за формулами (25)-(27) i (34)-(36) вщповщно для трьох варiантiв завантаження опори.
Розрахунок опори на перекидання прова-диться на одну комбiнацiю тимчасових навантажень у подовжньому напрямку i на двi комбiнацi! в поперечному; допустиме навантаження в цьому розрахунку визначаеться за формулою (13).
У разi розрахунку на перекидання в подовжньому напрямку (рис. 8) у формулi (13): ту - коефщент умов роботи, прийнятий рiв-
ним 0,8 для нескельних грунтiв i 0,9 - для ске-льних; пу - коефщент нацiйностi за призна-ченням, рiвний 1,1;
XoM0 - ^ ^оМу =
"у
т
= А-0,1д-21. -Р--уй101, (40)
пу
X МП =( ^ 2УПР + 5У0 2-0 ) И^ . (41)
Утримуючий момент постшних i тимчасових навантажень для варiантiв 1, 2, 3 визначаеться вщповщно за формулами
X МП = X + Кпу 0,5 [(В1 + С1) 0,5^1 +
+ (В2 + С2)А2й2] + Кпу • 0,5х
х[(В3 + С3 )А1й1 + (В4 + С4 )А2й2 ] , (42)
X МП = X Ай& + Кпу 0,5 [( + С )0,5А1й +
+(В2 + С2 )2 ], (43)
XMIП = X+ Кпу • 0,5[(В1 + С,)^ + + (В2 + С2) А2й2] + КПУ 0,5[В3А1й1 + В4А2й2]. (44)
Рис. 8. Розрахункова схема завантаження промгжно!' опори на перекидання в поздовжньому напрямку: 1 - допустиме тимчасове вертикальне навантаження штенсившстю к ; 2 - лш1я впливу вертикальних (нормальних) сил Nk; точка Б - центр перекидання (обертання) опори; 4 - вщсташ вщ центра обертання до ввдповвдних сил
У формулах (48)-(50) коефщенти надшнос-т до утримуючих навантажень (nQi, пр, пр )
приймають менше одиницi, iншi позначення пояснеш ранiше. Центр перекидання опори -точка Б - показана на рис. 8; вiдстанi вщ центра перекидання до вiдповiдних вертикаль-них сил позначенi через di. Розрахунок на пе-рекидання в поздовжньому напрямку рекомен-дусться виконувати при рiвному або бшьш 12 м; для масивних опор меншо! висоти перекидання мало вiрогiдне.
У разi розрахунку в поперечному напрям-
ку (рис. 9) у загальну розрахункову формулу (45) для ощнки вантажопiдйомностi в поперечному напрямку пiдставляють:
Х^ -^Х^ = ^ -^; (45)
IМ П =(
. П П , ПС ПС 0 0. = 1 5,, г, + 5,, г, + Я,,г, )Х
)
ХПуЦу + 51г1п1 П + ^^ЛП . (46)
1
Со ] 5 V," 5
П „ПС V
Рис. 9. Розрахункова схема завантаження пром1жно! опори на перевертання в поперечному напрямку:
1 - допустиме тимчасове вертикальне навантаження штенсившстю к ; 2 - лшш впливу вертикальних (нормальних) сил Кк; Б - центр перевертання опори; d - вщсташ вщ центра обертання до в1дпов1дних сил; ц. т. - центр ваги перер1зу по тдошв1 фундаменту
Утримуючий момент вiд постшних i тимча-сових навантажень для варiантiв 1, 2, 3 визнача-ються вiдповiдно за формулами (47)-(49).
ХМП = 14dQi + Кпу 0,5 [(£1 + С1) + + (В2 + С2 ^^ + Кп У 0,5 Х
х[(В3 + С3)Х1 + (В4 + С4)Х2]^; (47) ХМП =1 ^ + КПУ 0,5 [(В1 + С1 ) +
+ (В2 + С2 ) X2 ] dl; (48)
Хмп =1 + Кпу 0,5 [(В1 + С ) + + (В2 + С2 )^2 ] dl + +КПУ • 0,5[В3Х1 + В4Х2]d1. (49)
Так само як i в розрахунку на подовжне перекидання, коефiцieнти надiйностi до утримуючих навантажень (nQi, Пр, Пр) приймають
меншими одинищ, а коефщенти надiйностi до навантажень, що перекидають опору, пу, п, п - бiльшими за одиницю.
Пepeвipкy опор на пepeкидaння в попepeч-ному нaпpямкy peкомeндyeтьcя робити при zc
бiльш 10 м для опор шд пpогiннi 6удови з Издою повepxy i zc бiльшe 18 м для опор тд про-гiннi будови з Издою понизу.
Як приклад зacтоcyвaння мeтодики, що про-понyeтьcя, визначимо вантажошдйомнють cto-яна (pиc. 10).
Pозpaxyнковa cxeмa cтоянa для pозpaxyнкy за мaкcимaльним тиcком нaводилacя paнiшe (див. pиc. 2).
Виxiднi даш тaкi: вeличинa pозpaxyнкового прогону прогшно! будови li = Ài = 12,8 м; дов-
жина зaвaнтaжeння тша cтоянa À y = 2,8 м; зава-нтaжeння призми зcyвy ÀЗ = 4,2 м; трикутно! чacтини лiнiï впливу ÀA = 12,8 м; пpямокyтноï д^нщ лiнiï впливу Àn = 7,0 м.
У загальному випадку raac cтоянa визнача-eтьcя за формулою:
k
Pиc. 10. Cxeмa двоколшного cтоянa
Z = 6751 кН. A = 52,47 м2;
р = 0,917 м; Z M A-A = 32974 кНм;
K=
kH (1 + ц)'
À = Ài +Ày +À3 = 19,
м.
У paзi pозpaxyнкy за формулами [1]:
"A-A
= 4,884 м;
e0 = 0,634 м;
Допycтимe тимчacвe вepтикaльнe наванта-жeння на шдошву фyндaмeнтa за макотмаль-ним тжком визнaчaeтьcя за формулою (7) у якш m = 1,2 (для нecкeльниx гpyнтiв), n = 0,72 ; W = 48,1 м3; R = 3,29 МЛа (при R0 = 15 т/м2,
k = 0,02 м-1; k2 = 1,5 ; у = 2,0 т/м3; d = 1,95 м; b = 5,5 м; та з вpaxyвaнням коeфiцieнтa 1,5 для Грунту, що eкcплyaтyeтьcя пeвний тepмiн чacy) [1]; sk = 1,856 (s, = 1,0 - для пepшоï коли;s, = 0,856 - для другоИ коли); nк = 1,130; П, = 0,8. Для стояна, що клacифiкyeтьcя,
Z M цт =-4280 кН-м; zh = 2,8 м; ф = 35°;
пг = 1,4; Fh-zh- nr = 6240,5 кН-м;
Z Mп = -4280 + 6240 = i960 кН-м.
поздовжшм вггровим нaвaнтaжeнням знe-важаемо.
= 9,2 м2, Z^M = 0,32
м
ei = 0,05 м;
Ày-e2 = 3,78 м2;
(ßÀi +Ày ) 0, izt • Z = 10,46 м2,
дe ß = i,0 ; Z = 0,799 (при À = 19,8м). Для бага-токолiйниx cтоянiв при нecимeтpичномy наван-тaжeннi
Q F =^F1
Qf 2 +Q
F 3 •
Плeчi cил, що дiють на cтоян моcтy, нaвeдe-нi на pиc. 11.
амп
КР1 = 2,31 м; Лср2 = 6,08 м;
= 7,235 м;
г2 = 3,04 м; г3 = 4,195 м
Ьср = 2,505 м; О^ = 16,713 м2;
Ор 2 = 19,05 м2;
ЁОср = 9,61 м2; 1О М = 12,446
Тимчасове вертикальне допустиме наванта-ження к = 157,52 кН/м.
Еталонне навантаження к н = 17,36 кН/м.
Динамiчний коефiцieнт при тепловознш тязi 1 + ц = 1,305.
Клас стояна при розрахунку за методикою [1] К = 6,95 .
У разi розрахунку з урахуванням коефщен-та, який враховуе нерiвномiрнiсть ди постiйних i тимчасових навантажень
IЫП = 6568,5 кН; IМ = 32974 кН-м;
Рис. 11. Схема розповсюдження тиску на стоян
Допустиме вертикальне навантаження на стоян к =185,21 кН/м.
Еталонне навантаження кн = 17,36 кН/м. Динамiчний коефщент при тепловознiй тязi: 1 + ц = 1,305 .Клас стояна К = 8,18 .
Як видно iз наведених розрахунюв враху-вання коефiцieнта розподiлення навантажень сприяе уточненню вантажошдйомносп опор двоколiйних мостiв i И пiдвищенню.
Методика, яка викладена в цш роботi, може бути рекомендована для включення до складу втизняного нормативного документу з визна-чення вантажошдйомносп опор мостiв.
О р3 = 35,196 м2;
м
еА-А = 5,02 м;
е0 = 0,77 м;
IМцт = -5060 кН-м; IМП = 1180 кН-м.
Поздовжшм вiтровим навантаженням зне-важаемо, оскшьки його величина надто мала.
Б1БЛЮГРАФ1ЧНИИ СПИСОК
1. Руководство по определению грузоподъемности опор железнодорожных мостов. - М.: Транспорт, 1995. - 143 с.
2. Белозерова Е. А. Исследование влияния расчетных параметров на класс устоев / Е. А. Белозерова, К. И. Солдатов, В. И. Соломка // Буд1вництво: Зб. наук. пр. Д11Ту, - Д., 2002. -Вип. 10.- С. 83-87.
3. Солдатов К. И. К вопросу о классификации опор железнодорожных мостов / К. И. Солдатов, С. В. Лепицкий // Буд1вництво: Зб. наук. пр. ДПТу. - Д., 2000. - Вип. 8. - С. 82-88.
4. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2001. - 214 с.
Надшшла до редколеги 06.05.04.
