Нагрузки, принимаемые при расчете мостов
Тема 2.4. Нагрузки и воздействия, принимаемые при расчете мостов
Мосты и аналогичные им искусственные сооружения подвергаются действию различных нагрузок, которые могут быть разделены на два основных вида: вертикальные —подвижная, или временная, постоянная; горизонтальные — ветровая, центробежная, тормозная, поперечные толчки и удары подвижной нагрузки. Кроме того, на искусственные сооружения может также оказывать действие давление грунта, изменение температуры, удары и давление льда, нагрузки от навала судов на опоры мостов, просадки опор, сейсмические воздействия, а также нагрузки, возникающие в процессе строительства сооружения и др.
Подвижная, или временная, — это нагрузка от проходящих по сооружению автомобилей, тракторов и других видов транспортных средств, а также пешеходов, а постоянная — от собственного веса моста и давления грунта-.
В расчетах учитывают нагрузки в различных возможных их сочетаниях, принимая при этом во внимание вероятность одновременного их действия. Основными сочетаниями считают одновременное действие: постоянной, временной (подвижной) вертикальной нагрузки, давления грунта, вызванного временной нагрузкой, и центробежной силы. Дополнительными считают сочетания, при которых одновременно с одной или несколькими нагрузками основных сочетаний действуют также одна или несколько остальных видов нагрузок, кроме сейсмических и строительных. Особым и называют сочетания, включающие нагрузки сейсмические пли строительные совместно с другими.
Подвижная вертикальная нагрузка. По проекту новых СНпПов нагрузка от автомобилей принимается в виде нормативной равномерно распределенной и одной двухосной тележки на каждой полосе движения по мосту (рис. 2.4, а). Класс нагрузки обозначается буквами АК, где вторая буква К заменяется цифрой, равной усилию на одну ось тележки в тонна-силах. Следовательно, на каждое колесо тележки приходится 0,5К.. Эта сила распределяется по поверхности покрытия на прямоугольной площадке со сторонами 0,2 м вдоль движения и 0,6 м поперек движения тележки. Равномерно распределенная нагрузка, которая выражает нагрузку от колонны автомобилей на одной полосе движения, имеет общую интенсивность к=0,1 К и располагается двумя продольными полосами на том же расстоянии, что и колеса в поперечном, сечении (см. рис. 2.4, а).
На каждой полосе нагрузки АК устанавливают только одну тележку в самое неблагоприятное положение по длине загружения независимо от числа участков загружения. Равномерно распределенную нагрузку устанавливают на всех участках линии влияния одного знака. По ширине моста полосы нагрузки АК располагают в пределах проезжей части параллельно продольной оси моста и в количестве не больше числа полос движения. Их нужно располагать в наиболее неблагоприятном положении, но не ближе чем на 1,5 м от оси нагрузки до края ближайшей предохранительной или разделительной полосы, а при отсутствии последней — от оси проезжей части. Расстояние между осями соседних полос нагрузки должно быть не менее 3 м.
Во время ремонта конструкции проезжей части прочность моста проверяют на одну полосу нагрузки АК, располагаемую в любом неблагоприятном положении по ширине моста, но не ближе 1,5 м от оси нагрузки до тротуара.
Расчеты показывают, что при пролетах вдоль линии загружения менее 1 м можно не учитывать равномерно распределенную нагрузку, так как она увеличивает усилия от давления тележки менее чем на 5%. При больших пролетах надо учитывать обе составляющие АК.
Автомобильная нагрузка может вызывать и дополнительное воздействие па сооружения в виде толчков, ударов, перегрузок и др. Совокупность этих динамических воздействий принято учитывать упрощенно умножением нагрузок или усилий от статического ее действия на динамический коэффициент, больший единицы, определяемый по установленным нормам. Динамический коэффициент вводят только при расчете железобетонных и металлических искусственных сооружений. Для деревянных же и каменных мостов, а также для труб под насыпями динамический коэффициент не учитывают. Нагрузку тротуаров и пешеходных мостов тоже принимают без динамического коэффициента.
Тяжелую колесную НК-80 или гусеничную НГ-60 нагрузку учитывают с введением динамического коэффициента.
Центробежная сила. При расположении сооружения на горизонтальной кривой радиусом 600 м и менее необходимо учитывать горизонтальную поперечную нагрузку, возникающую от центробежных сил, вызванных движением временной нагрузки по кривой. Величина центробежной силы зависит от радиуса горизонтальной кривой, класса временной вертикальной нагрузки и числа полос движения, а также длины загружения. Центробежную силу от нагрузки АК принимают в виде горизонтальной равномерно распределенной нагрузки, приложенной на высоте 1,5 м над поверхностных проезжей части моста и направленной в сторону выпуклости кривой. При загружении одновременно нескольких полос движения к центробежной нагрузке вводят такие же коэффициенткак н к вертикальной нагрузке.
Тормозная сила. Горизонтальную распределенную нагрузку возникающую при торможении подвижной нагрузки на сооружении действующую вдоль его оси, принимают только от равномерного распределенной части к вертикальной нагрузки АК. Ее интенсивность принимается равной 0,5/с с каждой полосы движения с учетом коэффициента. Высота приложения продольной горизонтальной тормозной нагрузки над поверхностью проезжей част такая же, как в случае действия центробежной силы. Реальна сила торможения, передающаяся на пролетное строение, зависит от длины нагружения нагрузкой АК.
Горизонтальные поперечные воздействия временной нагрузки возникают главным образом при отклонениях в движении нагрузки от прямолинейного направления в плане. Нормативную горизонтальную нагрузку от поперечных ударов вызываемых колоннами автомобилей АК, принимают в виде равномерно распределенной, приложенной в уровне верха проезжей части с интенсивностью 0,04 К, где К — класс нагрузки АК.
Если проезжая часть обрамлена жесткими пли полужестким ограждениями, то для их расчета также принимают по норма: равномерно распределенную поперечную нагрузку или нагрузку виде сосредоточенных сил. Удары от нагрузок НК-80 пли НГ-60 не учитывают.
Ветровая нагрузка. Давление ветра считают нормальным к поверхности сооружения. Конструкцию пролетных строений и опор проверяют на давление ветра, дующего поперек оси сооружения а также на давление ветра вдоль оси сооружения, которое принимают в размере 60% от полной поперечной ветровой нагрузки дл сквозных ферм или 20% для балок со сплошной стенкой.
Нормативная интенсивность горизонтальной поперечной ветре вой нагрузки для всех элементов конструкции.
Давление льда. При подвижке льда на реке и во время ледохода на опоры моста действует давление льда. Эту нагрузку определяют на основе исходных данных по ледовой обстановке в районе расположения сооружения для периода времени с наибольшими воздействиями. Натурные наблюдения должны проводиться не менее 5 лет.
Горизонтальные нагрузки от навала судов. Опоры мостов рассчитывают на горизонтальное давление от возможного навала судов. Учет этой нагрузки необязателен, если опоры защищены от навала специальными устройствами, а также для деревянных опор мостов на водных путях V—VII классов. Величины нормативных нагрузок от навала судов принимают в зависимости от класса перекрываемого водного пути.
При этом давление, как правило, считают приложенным в уровне расчетного судоходного уровня посередине длины или ширины опоры.
При пересечении мостом водного пространства без течения нагрузки вдоль опоры как с верховой, так и с низовой стороны принимают одинаковыми по нормативам для низовой стороны.
Раздел 3. Основания и фундаменты.
Дата добавления: 2014-12-07 ; Просмотров: 11241 ; Нарушение авторских прав?
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Основы расчета мостов
Необходимость выполнения расчетов возникает при решении следующих задач:
1) определение необходимых размеров элементов для пропуска заданной нагрузки – задача проектирования конструкций;
2) определение возможности пропуска нагрузки по существующим конструкциям – задача проверки прочности элементов конструкции;
3) определение предельно возможной нагрузки для существующей конструкции – задача определения грузоподъемности конструкций;
Мосты и другие искусственные сооружения рассчитывают на действие постоянных и неблагоприятных сочетаний временных нагрузок. Расчеты выполняются по методу предельных состояний. Этот метод был создан Стрелецким Н.С., Гвоздевым А.А., Келдышем В.М., Евграфовым Г.К. и др.
Под предельными понимают состояния, за границами которых сооружение или его элементы не удовлетворяет требованиям эксплуатации.
Различают две группы предельных состояний:
1 группа – состояния, которые приводят до полной непригодности к эксплуатации конструкции, оснований или потери несущей способности сооружения в целом;
2 группа – состояния, которые затрудняют нормальную эксплуатацию сооружения или снижают его долговечность в сравнения с проектным сроком службы.
— при 1 группе – полная непригоднось к эксплуатации конструкций, или потеря несущейспособности;
— при 2 группе – непригоднось к нормальной эксплуатации, уменьшения проектной долговечности сооружения.
К 1 группе предельных состояний или аварийному разрушнию конструкций относятся:
— потеря несущей способности грунтов, основания (сдвиги, размывы и т.п.);
— потеря устойчивости положения;
— потеря устойчивости формы;
Ко 2 группе предельных состояния, осложняющих или затрудняющих нормальную эксплуатацию относятся:
— недопустимые деформации конструкции под статическими временными нагрузками;
— опасные колебания для конструкции или для людей;
— возникновение трещин или достижение трещинами предельного раскрытия или длины;
— другие признаки, которые угрожают содержанию и эксплуатации сооружения.
Расчет конструкций должен гарантировать их от возможности наступления любого из двух групп предельных состояний.
где Nmax – зависит от нагрузки, действующей на конструкцию, расчетной схемы и размеров конструкции.
Фmin – зависит от прочности материалов, формы и геометрических размеров поперечного сечения элемента конструкции.
Нагрузки, характеристики прочности материалов конструкции, геометрические размеры не является строго определенными величинами, а им характерна статистическая изменчивость. Статистический характер прочности материала и нагрузок учитывается путем введения нормативных и расчетных значений на основе анализа кривых распределения.
Нормативные значения временных нагрузок установлены ДБН В.2.3-14:2006. Для постоянных нагрузок по проектным размерам и средним значениями удельного веса материала.
Расчетные нагрузки равняются:
где Pn – нормативная нагрузка;
γf – коэффициент надежности по нагрузке.
При одновременном действии нескольких нагрузок расчет выполняют с учетом их сочетания путем введения коэффициента сочетания η, который учитывает уменьшение вероятности одновременного появления расчетных нагрузок, его принимают по п.5.3 ДБН В.1.2-15:2009.
Расчет по 1 группе предельных состояний выполняют на действие расчетных нагрузок, а по 2 группе – на действие нормативных, то есть γf= 1,0.
Механические свойства материалов также статистически изменчивы. Основными характеристиками сопротивления материалов являются нормативные сопротивления Rn, устанавливаемые нормами проектирования:
;
где 
– среднее значение сопротивления.
= 
,
– коэффициент изменчивости прочности материала;
— среднее квадратичное отклонение
;
Х – принимается из условия удовлетворения обеспеченности не менее 0,95.
Расчетное сопротивление R материалов равняется:
;
где 
— нормативное значение;
— коэффициент надежности по материалом ( 
)
Факторы, которые не учитывают непосредственно в расчетах, но способные повлиять на несущую способность или деформативность (например, солнечная радиация и т.п.) учитывают коэффициентом условий работы.
Дата добавления: 2016-01-07 ; просмотров: 2524 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Что имеет главное значение при расчете и строительстве мостов вес или масса
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГРУЗОПОДЪЁМНОСТИ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1. РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет путей сообщения».
2. ВНЕСЕН Управлением эксплуатации автомобильных дорог Федерального дорожного агентства Министерства транспорта Российской Федерации.
4. ИМЕЕТ рекомендательный характер
1 Область применения
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
В настоящей книге Рекомендаций использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ Р 52289-2004 Национальный стандарт Российской Федерации. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств;
ГОСТ Р 52290-2004 Национальный стандарт Российской Федерации. Технические средства организации дорожного движения. Знаки дорожные. Общие технические требования;
СП 35.13330.2011. Свод правил. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*;
ГОСТ 27751-2014. Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения.
3 Термины и определения
В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:
временная вертикальная нагрузка: Произвольное транспортное средство (средства), расположенное в пределах ездового полотна мостового сооружения.
воздействие от нагрузки: Усилия, напряжения, деформации, перемещения в конструкции (элементе конструкции), возникающие от действия внешних нагрузок (постоянных, временных, температурных и пр.).
грузоподъемность: Характеристика (показатель) технического состояния мостового сооружения, соответствующая максимальному воздействию временной вертикальной нагрузки, при котором не наступает предельное состояние первой группы ни в одной из основных несущих конструкций сооружения.
Примечание. Грузоподъемность сооружения в целом определяется грузоподъемностью наиболее слабой из основных несущих конструкций.
дефект в мостовом сооружении (дефект): Каждое отдельное несоответствие в мостовом сооружении установленным требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
допустимый класс нагрузки: Мера экстремально допустимого воздействия временной вертикальной нагрузки определенной структуры, которое не вызывает наступление предельного состояния первой группы в несущих конструкциях при нормальной эксплуатации сооружения.
Примечания:
1. Для эталонных нагрузок по схемам АК и НК допустимые классы нагрузки выражаются безразмерными величинами и как отношение величины экстремального воздействия от эталонной нагрузки к воздействию от аналогичной единичной эталонной нагрузки класса К=1.
2. Для нагрузок от колонн автомобилей допустимый класс нагрузки соответствует допустимой массе отдельного автомобиля из состава колонны.
класс грузоподъемности: Мера грузоподъемности сооружения (конструкции, элемента конструкции), выраженная значением допустимого класса или массы рассматриваемой временной вертикальной нагрузки.
конструкция: Часть мостового сооружения, состоящая из конструктивно объединенных элементов, выполняющая определенные функции (несущие, ограждающие, защитные и (или) другие).
Примечания:
1. В мостовом сооружении конструкции делят на основные, обеспечивающие основные функциональные свойства мостового сооружения, и неосновные (вспомогательные), обеспечивающие, например, защиту и безопасность только в экстремальных ситуациях, удобство содержания в период эксплуатации и другие вспомогательные функциональные свойства.
2. Из множества основных конструкций выделяют несущие конструкции, основной функцией которых является восприятие воздействий от постоянных и временных нагрузок.
контролируемый режим движения: Режим движения, при котором пропуск транспортных средств по сооружению осуществляется по специальному разрешению в сопровождении представителей службы эксплуатации и/или ГИБДД и, как правило, в одиночном порядке.
мостовое сооружение: Искусственное сооружение, состоящее из одного или нескольких пролетных строений и опор, предназначенное для пропуска различных видов транспорта и пешеходов, а также водотоков, селей, скота, коммуникаций различного назначения, порознь или в различных комбинациях над естественными или искусственными препятствиями.
Примечание. К искусственным препятствиям относятся искусственные водоемы, водные каналы, автомобильные и железные дороги, другие инженерные сооружения, а также территории предприятий, городские территории, через которые проходит автомобильная дорога.
неконтролируемый режим движения: Режим движения, при котором регулирование пропуска транспортных средств осуществляется техническими средствами организации дорожного движения.
основная несущая конструкция: Конструкция сооружения, предназначенная для восприятия воздействий от постоянных и временных нагрузок, наступление предельного состояния первой группы (по ГОСТ 27751-2014) в которой приводит к утрате работоспособного состояния (жесткости и устойчивости) сооружения в целом.
опора моста: Несущая конструкция мостового сооружения, поддерживающая пролетные строения и передающая нагрузки от них на основание.
опорная часть: Несущая конструкция мостового сооружения, передающая нагрузку от пролетного строения на опоры и обеспечивающая угловые и линейные, либо только угловые перемещения пролетного строения.
основание опоры: Массив грунта, в котором размещены собственно строительные конструкции фундамента опоры.
пролетное строение: Несущая конструкция мостового сооружения, перекрывающая все пространство или часть его между двумя или несколькими опорами, воспринимающая нагрузку от элементов мостового полотна, транспортных средств и пешеходов, и передающая ее на опоры или поддерживающие конструкции.
сталежелезобетонная конструкция: Единая несущая конструкция со стальными и железобетонными элементами, совместно воспринимающими воздействия от нагрузки.
Примечание. Применительно к сталежелезобетонным пролетным строениям автодорожных мостов конструктивным железобетонным элементом является железобетонная плита проезжей части, объединённая с металлическими несущими элементами главных балок (ферм).
условная несущая способность: Величина максимального воздействия на элемент от временных проектных нагрузок, определяемая в соответствии с указаниями тех норм проектирования, по которым конструкция была запроектирована.
ширина проезда: Расстояние в свету между ограждениями безопасности ездового полотна мостового сооружения.
элемент конструкции: Составная часть сложного технического объекта, рассматриваемая как единое целое, не подлежащее дальнейшему разукрупнению, имеющая самостоятельные характеристики, используемые при расчетах, и выполняющая определенную частную функцию в интересах сложного объекта, который по отношению к элементу представляет собой систему.
Примечание. Элементами могут быть балка, плита, диафрагма, ригель и т.д.
эталонные автомобильные нагрузки: Временные вертикальные нагрузки заданной структуры.
4 Принципы оценки грузоподъемности методом классификации
4.1 Основные понятия грузоподъемности
4.1.2 Грузоподъемность сооружения определяется несущей способностью его основных несущих конструкции (элементов конструкций). Расчет несущей способности элементов мостового сооружения следует производить с учетом их фактических геометрических размеров, прочностных и деформативных свойств материалов (бетона, арматуры, стали, древесины и др.), влияния имеющихся дефектов и повреждений.
4.1.3 Эталонную нагрузку АК принимают в виде равномерно распределенной нагрузки с интенсивностью К кН/м (0,1К, тс/м) и одной двухосной тележки с нагрузкой на ось 10К кН (1К, тс) для каждой полосы движения (рисунок 4.1.1, а).
Одиночную эталонную нагрузку НК принимают в виде четырехосного колесного транспортного средства с нагрузкой на ось 18К кН (1,8К тс/м), (рисунок 4.1.1 б).
При расчете элементов конструкций эталонные нагрузки, в единицах которых определяется грузоподъемность, устанавливают на ездовом полотне в наиболее невыгодное положение для рассчитываемого элемента:
— для тележки при расчете элементов проезжей части мостов
при расчете прочих несущих элементов мостов