Определение грузоподъемности мостов

Грузоподъемность моста — максимальная временная вертикаль­ная подвижная нагрузка определенного вида (например, в виде автомобиля или равномерно распределенной нагрузки с тележ­кой), воздействие которой является безопасным для несущих эле­ментов моста с учетом его фактического состояния при расчете по первой группе предельных состояний.

Необходимость определения грузоподъемности мостов возни­кает в следующих ситуациях:

• установление на мостах знаков ограничения массы автомоби­
лей, пропускаемых по мостам в составе колонны таких же авто­
мобилей с дистанцией 10 м;

• установление возможности пропуска по неповрежденному
мосту сверхнормативного по массе и распределению ее по осям
транспортного средства;

• установление возможности пропуска по поврежденному мос­
ту обычного или тяжеловесного транспортного средства.

Применительно к автомобильной нагрузке грузоподъемность определяют для условия движения нескольких рядов колонн, число которых соответствует числу полос движения в самом невыгод­ном положении в пределах ездового полотна для рассматриваемо­го сечения конструкции.

Расстояние между осями соседних рядов колонн автомобилей должно быть при этом не менее 3,0 м. Установку автомобильной нагрузки по схеме АК на пролетном строении принимают по СНиП 2.05.03-84*.

Применительно к тяжеловесному одиночному транспортному средству грузоподъемность определяют для принимаемого его по­ложения в пределах фактической ширины проезжей части.

В настоящее время существуют различные способы определе­ния грузоподъемности, они могут быть сведены к трем:

1) определение грузоподъемности при непосредственном пе­рерасчете сооружения с учетом его фактического состояния;

2) определение возможности пропуска нестандартных нагру­
зок путем сравнения эквивалентных нагрузок, на которые проек­
тировался мост, с эквивалентными нагрузками, создаваемыми
пропускаемым транспортным средством;

3) определение возможности пропуска транспортного средства
путем сопоставления класса нагрузки по его воздействию на наи­
более слабый элемент сооружения с классом этого элемента по
грузоподъемности.

Третий способ самый удобный, так как предполагает наличие в банках данных о мостах классов элементов по их грузоподъемно­сти. Однако так как работы по классификации автодорожных мо­стов приостановлены и заранее подготовленных необходимых дан­ных о классах грузоподъемности мостов нет, то при решении прак­тических задач определения грузоподъемности проще пользовать­ся первым или вторым способом.

Все упомянутые способы основываются на использовании не­равенства

/;_р<#_пр-5_п, (26.4)

где /'„р — усилие в том же элементе моста от пропускаемой на­грузки; М_пр — предельное значение усилия, которое может вос­принять наиболее слабый элемент моста по его несущей способ­ности; ^ — усилие в том же элементе моста от постоянной на­грузки.

Физический смысл неравенства (26.4) — пропуск временной нагрузки по мосту возможен, если усилие от нее Г_вр в его наибо­лее слабом элементе не превышает возможности этого элемента Дт_Р - ^п по восприятию полезной временной нагрузки.

При полном перерасчете предельная несущая способность М_пр элемента определяется по нормам проектирования с учетом его действительных размеров и фактического состояния.

Усилие в нем от воздействия конкретного сверхнормативного транспортного средства Г_вр определяется по формуле, общей для разных видов усилий:

„ (26.5)

где г| — коэффициент поперечной установки пропускаемой на­грузки, вычисляемый при загружении ею поперечной линии ее влияния, построенной с учетом конструктивной формы пролет­ного строения и системы поперечных связей в нем (см. подразд. 5.2, 8.4, 12.1); (1 + (л.) — динамический коэффициент для пропус­каемого транспортного средства, принимаемый по СНиП 2.05.03-84*; Р_! — нагрузки на оси транспортного средства; у_! — ординаты одного знака продольной линии влияния усилия в элементе или сечении.

Усилие в том же элементе от воздействия постоянной нагрузки»У_П определяется из условия равномерного распределения посто­янной нагрузки между одинаково и совместно работающими эле­ментами по формуле

5_П = дш/л, (26.6)

где # — равномерно распределенная нагрузка по длине пролета от собственного веса; со — суммарная площадь всех участков про­дольной линии влияния усилия в рассматриваемом элементе; п — количество одинаково и совместно работающих элементов при восприятии постоянной нагрузки (количество ферм или балок в поперечном сечении пролетного строения).

Чаще всего грузоподъемность моста определяется грузоподъ­емностью поперечных сечений его пролетного строения. Для не­разрезных и разрезных пролетных строений неравенство (26.4) для поперечных сечений имеет следующий вид:

М_вр<М_пр-М_п, (26.7)

где М_вр — изгибающий момент в наиболее опасном сечении про­летного строения от пропускаемой нагрузки; М_пр — предельное значение изгибающего момента в том же сечении (наиболее на­пряженной балки пролетного строения), которое оно может вос­принять по его несущей способности с учетом его фактического состояния; М_п — изгибающий момент в том же сечении пролет­ного строения от постоянной нагрузки.

Заменив в неравенстве (26.7) значения М_вр и М_п с использова­нием эквивалентной временной нагрузки #_ври реальной постоян­ной нагрузки #с.в.р) а также соответствующих площадей линий вли­яния изгибающего момента, в рассматриваемом сечении получим зависимость

4врЮ_тах ^ Мтр - 0с.в.р «>/«, (26.8)

из которой получаем предельное значение эквивалентной времен­ной нагрузки

Я*р ^ (^Мпр - 0св.р ю/«)/Ютах, (26.9)

где со_тах — суммарная площадь участков одного знака линии вли­яния изгибающего момента в рассматриваемом сечении.

При этом эквивалентная нагрузка должна вычисляться с уче­том их положения в поперечном направлении и с учетом динами­ческого ее воздействия.

Для разрезного пролетного строения с пролетом Ь ввиду того, что со = со_тах = 1?/8, выражение (26.9) приобретает вид

<7_вр<(8М_пр/Х²-<7_с,_рАО. (26.10)

Формулы (26.9) и (26.10) позволяют определить грузоподъем­ность неразрезных и разрезных пролетных строений из любых ма­териалов при условии строгого определения М_пр с учетом их фак­тического состоянии.

В том случае, когда не представляется возможным произвести строгое определение М_пр, но известна расчетная нагрузка, на ко­торую проектировался мост, то представляется возможным при­нять в качестве М_пр расчетное значение изгибающего момента в наиболее напряженном сечении от проектной эквивалентной вре­менной нагрузки д_экв и проектного значения собственного веса <7с.в.п) выразив его через ее эквивалентную нагрузку ^_экв и д_свп для неразрезного пролетного строения в виде

а для разрезного в виде

С учетом этих значений формулы (26.9) и (26.10) приобретают следующий вид:

4вр ^ (Рэкв + (&.в.п -?с.в.р)/л). (26.12)

Формулы (26.11) и (26.12) содержат легко вычисляемые зна­чения расчетных р_экв и пропускаемых #_вр эквивалентных нагрузок для наиболее напряженного сечения рассматриваемой балки про­летного строения и легко определяемую разницу между значени­ями проектного и реального собственного веса, возникающую за счет возможного увеличения толщины асфальтобетонного покры­тия в ходе эксплуатации моста. В таком виде их можно использо­вать для определения возможности пропуска нагрузок по пролет­ным строениям, соответствующим проектам и не имеющим по­вреждений и дефектов. Если они имеют повреждения и их соб­ственный вес увеличен за счет увеличения толщины покрытия, то представляется возможным это учесть введением коэффициен­та а! < 1 для учета снижения несущей способности рассматрива­емого сечения и вычисления увеличения собственного веса <7с.в.п- <7с.в.р- Формулы для определения возможности пропуска транс­портных средств по пролетным строениям приобретают в связи с этим следующий окончательный вид:

#_вр < (а^эк,, + (#_с._в._п - 4с.в.р)ю/(ясо_тах); (26.13)

?вр ^ (оСьРэкв + («с.в.п -?с.в.р)/л). (26.14)

Следует при этом помнить, что эквивалентные нагрузки для расчетных сечений следует вычислять с учетом различного поло­жения проектной и пропускаемой нагрузки в поперечном сече-

нии пролетного строения и соответствующих значении динами­ческих коэффициентов.

Следует использовать следующий порядок вычисления эквива­лентной нагрузки любого ее вида:

• строится продольная линия влияния изгибающего момента
для расчетного наиболее напряженного сечения балки пролетно­
го строения;

• строится поперечная линия влияния нагрузки на рассматри­
ваемую балку с учетом конструктивной формы поперечного сече­
ния пролетного строения и системы поперечных связей (см. под-
разд. 5.2, 8.4, 12.1);

• при невыгодном положении нагрузки в поперечном сечении
пролетного строения вычисляется при загружении поперечной
линии влияния коэффициент поперечной установки;

• при невыгодном положении нагрузки в продольном направ­
лении пролетного строения с учетом вычисленного значения ко­
эффициента поперечной установки и принимаемого динамиче­
ского коэффициента вычисляется максимальное значение изги­
бающего момента;

• вычисляется значение эквивалентной нагрузки делением мак­
симального значения изгибающего момента на максимальную
однозначную площадь его линии влияния.

В заключение следует отметить, что формула (26.13) может быть использована для определения возможности пропуска нагрузки по мосту любой системы при условии, что компоненты этой фор­мулы вычисляются для наиболее нагруженного элемента этого моста.

Дата добавления: 2015-08-17