Навантаження і впливи

Розрахунок мосту складається з двох частин. Перша частина – визначення зусиль, що виникають в елементах мосту від впливу всіх видів навантажень (статичний розрахунок). Друга частина – розрахунок перерізів на міцність, тріщиностійкість та жорсткість. Розрахунки треба виконувати не тільки на стадії експлуатації конструкції, але й на стадії її виготовлення (особливо для попередньо напружених конструкцій), транспортування і монтажу.

Для того щоб виконати статичний розрахунок конструкції необхідно визначити ті навантаження, які діятимуть на конструкцію на відповідній стадії її роботи.

Розглянемо можливі навантаження і впливи на конструктивні елементи мостів.

В загальному випадку на будь-яку конструкцію діють постійні та тимчасові навантаження.

До постійних навантажень відносяться власна вага конструкції та вага тих конструкцій, які на неї опираються. Наприклад, постійним навантаженням для балок пролітної будови мосту є власна вага балки плюс власна вага дорожнього полотна. Постійним навантаженням для опор мосту є власна вага опор плюс власна вага балок пролітної будови плюс власна вага дорожнього полотна. Для визначення постійних навантажень треба задатися опалубковими розмірами конструкції та конструкцією дорожнього полотна. Підрахувавши об’єм конструктивного елемента та знаючи об’ємну вагу матеріалу, можна визначити вагу конструктивного елементу.

До тимчасових навантажень відносяться такі, які діють на конструкцію визначений період часу. Для мостів – це вага автомобілів, людей, сніг, вітер тощо. Значення цих навантажень нормуються. Розглянемо більш детально кожний вид тимчасового навантаження, що може діяти на конструкції мосту.

Тимчасове вертикальне навантаження від автомобілів приймають у вигляді смуги рівномірно розподіленого навантаження необмеженої довжини. Кожна смуга складається з двох колій. Крім цього на кожній смузі знаходиться двовісний візок, розташування і ширина коліс якого співпадають з розташуванням і шириною колій. (рис. 2.22, а). Позначають таке навантаження буквами АК (А – означає автомобільне навантаження, К – клас навантаження, що чисельно дорівнює інтенсивності рівномірно розподіленого навантаження в кілоньютонах на метр). Тиск на кожну вісь двовісного візка дорівнює 10К, кН. Для всіх мостів на дорогах І, ІІ та ІІІ категорій та на великих мостах на дорогах ІV та V категорій значення К приймають рівним 11кН/м (навантаження А-11). Для малих і середніх мостів на дорогах ІV та V категорій К=8кН/м (А-8). При цьому розрахунок елементів проїзної частини малих і середніх мостів на дорогах ІV та V категорій треба виконувати на дію одного візка з тиском на вісь 110кН (рис 2.22, б).

Для кожного мосту число вантажних смуг має відповідати габаритові проїзду і не повинно перевищувати числа смуг руху на мості.

По ширині мосту вантажні смуги розташовують в межах проїзної частини паралельно до поздовжньої осі мосту. Для кожного конкретного конструктивного елементу мосту їх треба розташовувати так, щоб при вибраному розташуванні смуг в елементі виникали максимальні внутрішні зусилля. При цьому відстань від краю смуги безпеки до осі найближчої вантажної смуги приймають не меншою за 1,5м, а відстань між осями сусідніх вантажних смуг – не меншою за 3м.

Рис. 2.22. Схема тимчасового вертикального навантаження АК: а – смугове навантаження та двовісний візок; б – одновісний візок

Крім цього, при розрахунках на міцність треба розглядати випадок завантаження мосту двома смугами навантаження АК (на дорогах з односмуговим рухом – однією смугою), які максимально наближені до смуги безпеки. У цьому випадку ніяке інше тимчасове навантаження не враховують.

По довжині мосту вантажні смуги треба розташовувати з розривами так, щоб викликати в розглядуваному перерізі максимальне (мінімальне) зусилля. Візки також розташовують в найбільш невигідне положення, відповідно, над максимальними або мінімальними (в алгебраїчному відношенні) ординатами ліній впливу.

Якщо по ширині проїзної частини розташовують декілька вантажних смуг, то ту, яка розташована у самому невигідному положенні, вводять в розрахунок з коефіцієнтом , а усі інші вантажні смуги – з коефіцієнтом . Тиск від візків, розташованих на усіх смугах, вводять з коефіцієнтом .

Крім розрахунку на навантаження А-11 треба виконувати розрахунок на завантаження мосту одним важким трайлером НК-800, а крім розрахунку на автомобільне навантаження А-8 розрахунок на дію одного гусеничного навантаження НГ-600 (рис. 2.23).

Рис. 2.23. Схема тимчасових навантажень НК-800 та НГ-600 (розміри в м)

Динамічний характер прикладання тимчасового навантаження враховують наближено за допомогою динамічного коефіцієнта . Динамічний коефіцієнт приймають:

при розрахунку балкових і рамних пролітних будов

; (2.1)

при розрахунку аркових розпірних залізобетонних будов з наскрізною надарковою конструкцією

; (2.2)

для навантаження НК-800:

при м ; (2.3)

при м . (2.4)

При проміжних значеннях – по інтерполяції.

У формулах (2.1)...(2.4) – сумарна довжина ділянок завантаження.

Навантаження від людей. При розрахунку мостів з тротуарами одночасно з навантаженням АК враховують навантаження від юрби на тротуарах інтенсивністю

, (2.5)

де – сумарна довжина ділянок завантаження.

Крім цього, тротуари міських мостів перевіряють на дію зосередженої вертикальної сили , яку вважають розподіленою на площі 15´10см. Тротуари інших мостів перевіряють на дію вертикальної сили .

Пішохідні мости розраховують на вертикальне рівномірно розподілене по усій поверхні проходу навантаження інтенсивністю .

При розрахунку конструктивних елементів мосту у кожному конкретному випадку враховують також такі тимчасові навантаження:

– при розташуванні мосту на кривій з радіусом виконують розрахунок на дію відцентрової сили;

– поздовжнє горизонтальне гальмівне навантаження;

– горизонтальне поперечне навантаження від бокових ударів, які можуть виникнути від навантаження АК;

– вітрове навантаження;

– льодове навантаження;

– навантаження від навали суден;

– горизонтальний тиск ґрунту на опори мосту;

– температурні впливи;

– сейсмічні навантаження.

Правила визначення та врахування цих навантажень при розрахунках більш детально описані в [1] та в іншій довідковій літературі.

Усі постійні та тимчасові навантаження в розрахунок вводяться з відповідними коефіцієнтами надійності щодо навантаження . Значення залежить від виду розрахунку та типу навантаження.

В розрахунках за другою групою граничних станів (утворення тріщин, розкриття тріщин, визначення прогинів та кутів повороту тощо) та в розрахунках на витривалість приймають рівним 1. В інших випадках значення приймають таким.

Для постійних навантажень:

– для вирівнювального, ізоляційного та захисного шару автодорожніх і міських мостів 1,3 (0,9);

– для покриття їздового полотна і тротуарів автодорожніх мостів 1,5 (0,9);

– те саме, міських мостів 2 (0,9);

– для тиску ґрунту на опори мостів 1,3 (0,8);

– для впливу повзучості і усадки бетону 1,1 (0,6);

– для впливу осідання ґрунту 1,5 (0,5);

– для інших постійних навантажень 1,1(0,9).

В дужках наведені значення для тих розрахункових випадків, коли помилка в сторону зменшення навантаження не іде в запас міцності.

Коефіцієнти надійності для навантаження АК різні для рівномірно розподіленого навантаження і для візка.

При розрахунку елементів проїзної частини тиск візка приймають з коефіцієнтом ; при розрахунку інших елементів мосту тиск візка вводиться з коефіцієнтом при сумарній довжині ділянок завантаження і при . Значення при визначають шляхом лінійної інтерполяції.

Коефіцієнт для рівномірно розподіленого автомобільного навантаження АК і для одиничної осі навантаження А-11 дорівнює 1,2. Для навантажень НК-800 і НГ-600 коефіцієнт дорівнює одиниці.

При розрахунку тротуарів і пішохідних мостів навантаження від юрби приймають з коефіцієнтом рівним 1,4. При розрахунку інших елементів, коли юрба на тротуарах враховується одночасно з автомобільним навантаженням на проїзній частині .

Усі вказані вище тимчасові навантаження враховуються у сполученні відповідно до табл. 2.1. При цьому постійні навантаження враховуються завжди.

Таблиця 2.1. Сполучення навантажень

Номер навантаження	Назва навантаження	Номери навантажень, що не враховуються у сполученні з даним
Постійні навантаження і впливи
	Власна вага конструкцій	–
	Вплив попереднього напруження	–
	Вплив тиску ґрунту	–
	Гідростатичний тиск	–
	Вплив усадки бетону	–
Тимчасові рухомі навантаження і впливи
	Вертикальні навантаження
	Вплив тиску ґрунту від тимчасового вертикального навантаження
	Горизонтальне поперечне навантаження від доцентрової сили	9,16,17
	Горизонтальні поперечні удари рухомого навантаження	8,10,11,16,17
	Горизонтальне поздовжнє навантаження від гальмування або сили тяги	9,12,13,16,17
Інші тимчасові навантаження і впливи
	Вітрове навантаження	9,13,17
	Льодове навантаження	10,13,17
	Навантаження від навали суден	10,11,12,14,15,16,17
	Вплив зміни температури	13,17
	Вплив морозного спучення ґрунту	13,16,17
	Будівельні навантаження	6...10,13,15,17
	Сейсмічні навантаження	8,16

Розрахунок на спільну дію основних силових факторів і небезпечних впливів навколишнього середовища виконують на сполучення навантажень і впливів 1...8, 14,16. Розрахунок за граничними станами другої групи виконують на сполучення навантажень і впливів 1...8,14 та 16. При розрахунках на тріщиностійкість додатково враховують навантаження 10, а при розрахунках на зміщення опор – 9,10,11,12,13,17.

Визначаючи зусилля від сполучення різних навантажень останні в розрахунок вводять з коефіцієнтом сполучень , який враховує вірогідність одночасної дії навантажень. Цей коефіцієнт для усіх постійних навантажень, основних тимчасових, а також супутніх або похідних, коли інші тимчасові навантаження не враховуються, приймається рівним 1. Коли ж інші тимчасові навантаження враховуються, то основні тимчасові навантаження множаться на коефіцієнт , а інші тимчасові навантаження множаться на коефіцієнт . Для вітрового навантаження при сполученні його з рухомим вертикальним навантаженням коефіцієнт . Будівельні навантаження вводяться завжди з коефіцієнтом .

Дата добавления: 2015-07-19