Руководство по определению грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов (приложение 20)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ СКВОЗНЫХ ГЛАВНЫХ ФЕРМ ОДНОПУТНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ, РАСПОЛОЖЕННЫХ НА ПРЯМЫХ УЧАСТКАХ ПУТИ, ПОСЛЕ ИХ УСИЛЕНИЯ.

1. Определение грузоподъемности элементов сквозных главных ферм после их усиления производится по указаниям настоящего приложения с учетом требований, изложенных в основном тексте Руководства ¹.

2. Допускаемая временная нагрузка для элементов после их усиления определяется с учетом знака усилий от действия постоянных и временной вертикальной нагрузок.

При совпадении знака усилий от действия постоянных и временной вертикальной нагрузок (в расчетах на прочность, устойчивость и выносливость) несущая способность усиленного элемента определяется величиной расчетного сопротивления старого металла.

Для элементов, усиленных углеродистой сталью и имеющих двузначную линию влияния усилия (в случае, когда площади участков каждого знака близки по абсолютной величине), несущая способность может определиться величиной расчетного сопротивления нового металла (при проверке на сжатие растянуто-сжатого элемента с преимущественным растяжением). В этом случае необходимо дополнительно определить значение допускаемой временной нагрузки с учетом разных знаков усилий от постоянных и временной вертикальной нагрузок (т.е. при загружении временной вертикальной нагрузкой меньшей площади линии влияния).

 

¹ Определение грузоподъемности усиленных главных балок со сплошными стенками и балок проезжей части допускается выполнять по формулам основного текста Руководства (т.е. в предположении работы добавленного при усилении металла на постоянную нагрузку), но с учетом геометрических характеристик их сечений после усиления по формуле (1) настоящего приложения.

3. При определении грузоподъемности усиленных элементов постоянная нагрузка p определяется с учетом суммы веса основного металла и металла усиления независимо от способа усиления (с разгрузкой или без разгрузки от собственного веса).

4. Геометрическая характеристика усиленного элемента (G_y), см², независимо от способа усиления (с разгрузкой или без разгрузки от собственного веса) определяется по формуле

, (1)

где G₀ – расчетная площадь поперечного сечения элемента, его стыка или прикрепления до усиления, см²; - то же нового (добавленного при усилении) металла, см²; - коэффициент эффективности усиления, принимаемый при прикреплении нового металла высокопрочными болтами или сваркой равным единице; при прикреплении заклепками определяется в соответствии с указаниями п. 8 данного приложения.

При определении G₀ и следует пользоваться указаниями пп.1,8 и 4.2 (G_y вычисляется с учетом ослаблений или коэффициента для сечения элемента после усиления).

При расчете стыков и прикреплений элементов (листов, уголков и т.п.), усиленных без разгрузки от собственного веса, значение коэффициентов для заклепок (высокопрочных болтов) следует умножить на коэффициент

,

где R – основное расчетной сопротивление старого металла, МПа (см. п. 2.1); - напряжение в рассчитываемом элементе от постоянной нагрузки, МПа.

5. Допускаемая временная нагрузка по прочности и устойчивости элементов главных ферм после их усиления определяется по формулам (2) – (11) в зависимости от способа усиления, знака усилий и вида нагрузок (табл. П.20.1). При этом следует учитывать также указания пп.1.7, 1.8 и 4.2.

Формулы для определения допускаемой временной нагрузки, кН/м пути (тс/м пути), для элементов после их усиления (см. табл. П.20.1):

при расчетах на прочность

при расчетах на устойчивость

В формулах (2) – (11) приняты следующие условные обозначения:

G_у определяется по формуле (1);

R – основное расчетное сопротивление, соответственно, в формулах (9), (11) нового и в остальных формулах старого металла элемента (п.1.8), МПа (т/см²);

- коэффициент, учитываемый при расчете элементов, подвергшихся усилению без разгрузки от действия собственного веса:

. (12)

Остальные обозначения в формулах (2) – (11) см. пп. 1.7, 1.8 и 4.2.

1. Допускаемая временная нагрузка при расчете на выносливость, кН/м пути (тс/м пути), для элементов после их усиления определяется с учетом указаний пп.1.7, 1.8 и 4.2 по формулам:

при расчете элементов, усиленных с разгрузкой от собственного веса

, (13)

при расчете элементов, усиленных без разгрузки от собственного веса

, (14)

где G_у и определяются соответственно по формулам (1) и (12) при коэффициенте условий работы m=1.

Остальные обозначения в формулах (13) и (14) см. п.1.7.

2. Ноги портальных рам после усиления рассчитываются, как элементы главных ферм по формулам (2) – (11) и как элементы рам. В последнем случае допускаемая временная нагрузка , кН/м пути (тс/м пути), определяется с учетом указаний пп. 5.2-5.4 по формулам:

при усилении с разгрузкой от собственного веса при расчете на прочность

; (15)

то же при расчете на устойчивость

при ; (16)

при ; (17)

при усилении без разгрузки от собственного веса при расчете на прочность

; (18)

то же при расчете на устойчивость

при ; (19)

при ; (20)

В формулах (15) – (20) G_y и определяются соответственно по формулам (1) и (12); остальные обозначения см. в пп.5.2-5.4.

3. Коэффициент эффективности усиления

,

где l_Э – длина усиляемого элемента, см; - число заклепочных швов в стыках и прикреплениях по длине усиляемого элемента, принимаемое по табл. П.20.2; - функция, зависящая от среднего для швов одного стыка (прикрепления) коэффициента прикрепления нового металла (см. рисунок): , - приведенная расчетная площадь прикрепления нового металла усиления, см²: ; - площадь нетто нового металла усиления, см²; n_з – число заклепок, прикрепляющих новый металл; - приведенная площадь одной заклепки, определяемая согласно приложению 2, см².

Знак суммы распространяется на все стыки (прикрепления) элемента.

Примечание. При расчетах сжатых элементов на устойчивость коэффициент принимается равным единице.