Классификация по грузоподъемности пролетного строения железнодорожного моста

Размещено на http://www.allbest.ru

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«петербургский государственный

университет путей сообщения ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I»

Кафедра «Мосты»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Содержание и ремонт мостов»

на тему: “Классификация по грузоподъемности пролетного строения железнодорожного моста”

Санкт-Петербург 2023

Содержание

1. Исходные данные

2. Определение геометрических характеристик заданного сечения

3. Определение класса элемента

3.1 Расчет по прочности

3.2 Расчет на выносливость

Библиографический список

1.Исходные данные

Необходимо провести расчет нижнего пояса Н3-Н4 (растянут), состоящего из 4 уголков 100х100х10, 2 вертикальных листов 620х12 и 2 горизонтальных листов 720х10.

2.Определение геометрических характеристик заданного сечения

Геометрические характеристики элементов, их стыков и прикреплений (G) вводятся в расчеты с обязательным учетом их ослабления коррозией или другими повреждениями.

Для элементов, работающих на осевое усилие, параметр G принимается равным расчетной площади поперечного сечения F0. Если элемент работает работает на изгиб, то при расчете на нормальные напряжения параметр G равен расчетному моменту сопротивления сечения W0.

Рис. 1 Поперечное сечение нижнего пояса главной фермы

Данные равнобокого уголка 100х10 из сортамента:

Центр тяжести сечения:

Момент инерции относительно оси Х:

Момент инерции относительно оси Y:

Площадь поперечного сечения верхнего пояса фермы равна:

где - площадь сечения уголка;

- плошадь сечения горизонтального листа;

- плошадь сечения вертикального листа;

- площадь сечения брутто;

- площадь сечения нетто;

- диаметр заклепок;

- толщина листа;

- количество отверстий, ослабленных заклепками.

Результаты сведены в таблицу 1.

Площадь поперечного сечения для элементов, ослабленных отверстиями под заклепки, при расчетах на прочность определяется по сечениям нетто, а при расчетах на устойчивость - по сечениям брутто.

Таблица 1

3. Определение класса элемента

Для каждого несущего элемента пролетного строения определяется максимальная интенсивность временной вертикальной равномерно распределенной (погонной) нагрузки k, воздействие которой безопасно для рассматриваемого элемента. Такая нагрузка называется допускаемой временной нагрузкой и выражается в единицах некоторой условной эталонной нагрузки, число таких единиц называют классом элемента по грузоподъемности K.

Класс элемента по грузоподъемности:

где, - допускаемая временная нагрузка, кН/м;

- эквивалентная нагрузка, кН/м;

1+м - динамический коэффициент от воздействия на рассматриваемый элемент условного эталонного поезда.

Динамический коэффициент равен:

где, л - расчетный пролет фермы, м.

Рис. 2 Линия влияния нижнего пояса Н3-Н4

Ордината линии влияния:

Нижний пояс - элемент главной фермы, который работает на осевое усилие (растяжение). Соответственно, расчет будет проводиться на прочность и выносливость.

В качестве эквивалентной нагрузки принята нагрузка С1. С помощью интерполяции при л = 64 м ( л - длина загружения линии влияния) и она будет равна кН/м.

Расчет ведется по методу классификации.

3.1 Расчет по прочности

Допускаемая временая нагрузка при расчете на прочность:

где, - доля временной вертикальной нагрузки от подвижного состава или постоянной нагрузки,приходящейся на одну ферму, ;

- площадь линии влияния осевых усилий в элементах ферм, загружаемые соответственно временной вертикальной нагрузкой от подвижного состава и постоянной нагрузкой, м2;

- расчетная площадь элемента, ;

R - расчетное сопротивление металла, МПа (R = 1850 кг/см2=185 МПа);

- сумма постоянных нагрузок при расчете на прочность, здесь кН/м;

- коэффициент надежности для нагрузки от подвижного состава;

m - коэффициент условий работы (m = 1,0 согласно [1]);

- коэффициент размерности, равный 0,1 при расчетах в системе СИ согласно [1] .

Суммарная интенсивность постоянных нагрузок:

где - коэффициент надежности для постоянной нагрузки к весу металла и мостового полотна соответственно, равные согласно [1];

- нормативная равномерно распределенная нагрузка от собственного веса пролетного строения и мостового полотна соответственно.

Площадь линии влияния:

Коэффициент надежности для нагрузки от подвижного состава при л = 64 м (50 ? л ?150):

.

где, л - длина загружения линии влияния согласно [1], м.

Так как производится расчет на прочность, то площадь поперечного сечения определяется по сечениям нетто (G= Fнт=313,76 см2).

Тогда допускаемая нагрузка:

А класс элемента равен:

3.2 Расчет на выносливость

пролетный грузоподъемность выносливость мост

Отличие расчета на выносливость от расчета на прочность состоит в том, что расчетное сопротивление металла в проверяемом сечении принимают с понижающим коэффициентом, а также учитывают снижение динамического воздействия подвижного состава в расчетах.

Допускаемая временная нагрузка при расчете на выносливость:

где, - доля временной вертикальной нагрузки от подвижного состава или постоянной нагрузки,приходящейся на одну ферму, ;

- площадь линии влияния осевых усилий в элементах ферм, загружаемые соответственно временной вертикальной нагрузкой от подвижного состава и постоянной нагрузкой, м2;

- расчетная площадь элемента, (G= Fнт=313,76 см2);

R - расчетное сопротивление металла, МПа (R = 1850 кг/см2=185 МПа);

- коэффициент понижения основного расчетного сопротивления;

- параметр, учитывающий понижение динамического воздействия подвижной нагрузки при расчетах на выносливость (принят по таблице с помощью интерполяции для длины загружения )

Сумма постоянных нагрузок:

Определение коэффициента понижения расчетного сопротивления производится методом последовательных приближений, при этом исходное значение принимается по таблице. Для этого необходимо знать коэффициент режима нагружения, равный для продолжительности эксплуатации более 100 лет, и эффективный коэффициент концентрации напряжений для рассматриваемого сечения . При отношении методом интерполяции находим коэффициент .

Тогда допускаемая временная нагрузка при расчете на устойчивость равна

А класс элемента составит

Библиографический список

1. «Руководство по определению грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов» -М.: Транспорт, 2019 г.

2. «Руководство по пропуску подвижного состава по железнодорожным мостам» -М.: Транспорт, 2015 г.

3. «Руководство по определению грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов» -М.: Транспорт, 1987 г.

4. Карапетов Э.С., Мячин В.Н. «Определение грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов и условий пропуска по ним поездов». Учебное пособие. -СПб.: ПГУПС, 2013 г.

5. СП 35.13330.2012. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы.

Размещено на Allbest.ru