Определение грузоподъемности элемента решетки главной фермы

Грузоподъемность элементов главных ферм определяют по их сечениям на проч-ность и выносливость, а по стыкам и прикреплениям – только на прочность.

Элементы, работающие на сжатие, классифицируют кроме того по устойчивости. Расчет выполняется на действие постоянных нагрузок и временных вертикальных

нагрузок от подвижного состава. При определении грузоподъемности поясов (при рас-

четных пролетах более 55 м), кроме того, учитываются нагрузки от поперечного ветра и торможения (последняя только для грузовых поясов) с соответствующими коэффициен-тами сочетания.

В расчетах на выносливость давление ветра и торможение не учитываются.

Расчет на прочность

Допускаемая временная нагрузка, кН/м пути, определяется по формулам [2]:

– для поясов главных ферм расчетным пролетом 55 м и менее, а также для раскосов независимо от длины расчетного пролета:

–для поясов главных ферм расчетным пролетом66м и более(с учетом ветровой итормозной нагрузок):

где ε_k, ε_p – доля вертикальной нагрузки от подвижного состава или постоянной нагрузки, приходящаяся на одну ферму; принимается равной 0,5;

n_k, n_v – коэффициенты надежности к вертикальной нагрузке от подвижного состава (приложение ) и ветровой нагрузки (принять 1,5);

Ω_k , Ω_р – площади линий влияния осевых усилий в элементах главных ферм, загру-жаемые соответственно вертикальной нагрузкой от подвижного состава и постоянной нагрузкой, м (приложение );

χ₁ – коэффициент размерности, равный 0,1 при расчетах в системе СИ; m – коэффициент условий работы, принимается равным 1;

R – основное расчетное сопротивление металла , МПа (приложение );

G – расчетная площадь элемента, см², при расчете на растяжении и сжатие принима-ется G = F_бр – F, где F_бр – площадь сечения брутто, F – площадь заклепочных отвер-стий согласно заданию;

р = n_p1 p₁+ n_p2 p₂ – постоянная нагрузка при расчетах на прочность и устойчивость, кН/м пути, здесь р₁ – масса металла пролетного строения, кН/м пути (приложение );

n_p1 – коэффициент надежности для р₁, принимается равным 1,1; р₂ – масса элементов мостового полотна, кН/м пути (приложение 5); n_p2 – коэффициент надежности для р₂, принимается равным 1,2;

η_k , η_v – коэффициенты сочетания к временной вертикальной и ветровой нагрузкам, принимаются 0,95 и 0,5 соответственно;

ξ_т – коэффициент, учитывающий влияние тормозной нагрузки в рассчитываемом элементе грузового пояса;

S_v – осевое усилие в элементе пояса фермы от нормативной ветровой нагрузки, кН.

14

Коэффициент, учитывающий влияние тормозной нагрузки в рассчитываемом эле-менте грузового пояса:

где η_т – коэффициент сочетания к тормозной нагрузке, принимается равным 0,8;

L_т = (l_p – a_i) –длина участка проезжей части,с которого передается тормозная на-грузка на рассчитываемый элемент грузового пояса главной фермы, м; l_p – расчетный пролет пролетного строения, м; a_i – расстояние от ближайшего конца фермы до узла, где начинается рассчитываемый элемент пояса, м;

(1+µ) – динамический коэффициент к эталонной нагрузке, рассчитанный по формуле (2).

где q^H_V1 , q^H_V2 – нормативная погонная интенсивность ветровой нагрузки, для района Са-марской области в работе можно принять 3,6 и 4,9 кН/м соответственно;

a_v –расстояние от левого конца горизонтальной ветровой фермы(от узлаB1дляверхнего пояса и от узла Н0 для нижнего пояса) до правого узла рассчитываемого эле-мента, м;

l_v –расчетный пролет ветровой фермы(полная длина верхнего или нижнего пояса),м;В – расстояние между осями главных ферм, в работе принять равным 5,8 м;

S_v – осевое усилие в поясе от горизонтальной составляющей ветрового усилия в наклонной ноге портальной рамы, в работе можно принять равным 100 кН;

сos α₀ – для горизонтальных элементов поясов принять 1;

α₀ – угол наклона рассчитываемого элемента пояса к горизонту, град.

Расчет на устойчивость

Допускаемая временная нагрузка, кН/м пути, определяется по формулам [2]:

– для поясов главных ферм расчетным пролетом 55 м и менее, а также для раскосов независимо от длины расчетного пролета

15

– для поясов главных ферм расчетным пролетом 66 м и более (с учетом ветровой и тормозной нагрузки)

где m – коэффициент условий работы в расчете на устойчивость; для элементов П-образного сечения (сечения №4 и №5) пролетных строений норм проектирования 1884 и 1896 гг. принимается равным 0,95, для всех остальных сечений принимать равным 1,0; G – расчетная площадь элемента, см², при расчете на устойчивость принимается без учета ослабления заклепочными отверстиями G = F_бр, где F_бр – площадь сечения брутто;

φ – коэффициент продольного изгиба, принимать по приложению 10. Остальные обозначения те же, что и в формулах (2.1) и (2.2).

В формулы (2.3) и (2.4) подставляются абсолютные значения абсолютные значения Ω_k , Ω_р и S_v. Знак «минус» принимается в случае, когда Ω_k и Ω_р имеют один знак, а «плюс»

– при разных знаках. Правила загружения линий влияния приведены в приложении 8.

Расчет на выносливость

Допускаемая временная нагрузка, кН/м пути, определяется по формуле [2]:

где G – расчетная площадь элемента, см², при расчете на выносливость принимается так же, как и в формуле (2.1);

р^/ = р₁ + р₂ – суммарная интенсивность нормативной постоянной нагрузки при расче-тах на выносливость, кН/м пути; здесь р₁ – масса металла пролетного строения, кН/м пути (приложение 7); р₂ – масса элементов мостового полотна, кН/м пути (приложение 5);

Ω_р, Ω_k – принимаются по приложению 8; для раскосов проверяется два значения Ω_k (положительное и отрицательное), при этом в формуле (2.4) знак «+» принимается, если Ω_р и Ω_k имеют разные знаки;

Θ – коэффициент, учитывающий понижение динамического воздействия подвижной нагрузки при расчете на выносливость; определяется по формуле [2]:

Θ=(44+ λ)/(51+ λ),

где λ – длина загружения линии влияния, м (приложение 8); γ_в – коэффициент понижения основного расчетного сопротивления при расчете на

выносливость, принимаем согласно приложения И [2].

Определение классов элемента фермы

Классы элемента фермы определяются для каждого из расчетов по формулам (2.1)–(2.5) и заносятся в таблицу сравнения классов (табл. 2), приведенную ниже.

Определение класса подвижного состава

В задании № 2 необходимо определить класс перспективного подвижного состава грузоподъёмностью 151 т (или габарита Тпр) принимается по приложению и тяжеловесного транспортера, который следует в составе поезда.  

Таблица классификации 28-осного транспортера с грузом 400 т, условия пропуска ко-торого определяются в данном задании, приведена в приложении 9. Классы транспортера К₀ определяются по указанной таблице методом линейной интерполяции для тех же значений длин загружения λ и положений вершины линии влияния α, при которых определялись классы элемента. Полученные классы К₀ заносят в таблицу сравнения классов (табл. 2).