Временные нагрузки от подвижного состава и пешеходов
Нормативные постоянные нагрузки определяются из геометрических размеров элементов пролетных строений (прогонов, связей, конструкции проезжей части, тротуаров, ограждений и т.п.).
Постоянная нагрузка распределяется равномерно между всеми главными балками (прогонами) пролетного строения. Согласно СП 35. 13330.2011 «Мосты и трубы» деревянные мосты проектируют и рассчитывают на временные нагрузки А11 и НК-80.
Нормативная временная нагрузка А11 представляет собой (рис. 1.1) равномерно распределенную нагрузку в виде полосы, интенсивностью 10,8 кН/м(1,1 т/м), и двухосную тележку с давлением на ось 110 кН (11 т).
Временная нагрузка А11:Р = 110 кН (11 т) – давление на ось тележки; ν = 11,1 кН/м (1,1 т/м) –интенсивность равномерно-распределенной нагрузки.
Одиночная тяжелая нормативная нагрузка НК-80 представлена в виде четырехосной тележки общим весом 785 кН (80 т) с давлением на каждую ось по 196 кН (20 т).
Рис. 1.2. Временная нагрузка А11:
Р = 110 кН (11 т) – давление на ось тележки;
ν = 11,0 кН/м (1,1 т/м) –интенсивность равномерно-распределенной нагрузки.
Рис.1.3. Временная нагрузка НК-80:
Р = 196 кН (20 т) – давление на ось тележки.
Проектирование мостового перехода
Проектирование схемы моста
Выбор схемы моста (разбивка моста на пролеты) является одной из сложных и ответственных задач инженерного проектирования сооружения. Схема моста влияет на его технико-экономические показатели, надежность и долговечность сооружения (пропуск ледохода и паводковых вод, условия эксплуатации и содержания), технологию строительства сооружения. Часто схема моста определяется экономическими, производственными, архитектурными или гидрологическими условиями. При проектировании схемы моста предлагается учесть следующие рекомендации.
При разбивке на пролеты следует иметь в виду, что наиболее рациональной по стоимости является такая схема моста, в которой большие пролеты располагаются в самых глубоких местах реки, а пойменные участки перекрываются меньшими пролетами. Это связано с тем, что стоимость опор в русле выше стоимости опор на поймах. Поэтому наименьшая стоимость балочного моста достигается при равенстве стоимостей пролетного строения (без проезжей части) и опоры.
Не следует располагать опоры моста в самом глубоком месте реки (фарватере), т.к. такая опора будет подвергаться наиболее сильному ледоходу и возможен значительный местный размыв дна, что приведет к увеличению стоимости опоры.
По горизонту высоких вод намечается примерная граница моста. Длина моста складывается из суммы отверстий моста( 
), суммарной толщины промежуточных опор ( 
и суммарной ширины деформационных швов( 
.
Согласно табл.5.2 [1], при наличии карчехода размеры возвышений низа пролетного строения над ГВВ должны быть не менее 1,0 м. минимальная отметка низа конструкции назначается из условия:
Мы знаем уровень проезжей части (УПЧ), однако уровень низа конструкции необходимо найти:
УНК=УПЧ – 
, УНК=193,4-0,65–0,28-1,8=190,67,
где — строительная высота пролетного строения; включает в себя высоту настила, прогона и дополнительных элементов.
Отметка низа свай опор:
где УЗО – уровень земли в месте установки опоры,
4,0 – глубина забивки свай.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Источник
Инженерные сооружения в транспортном строительстве
Главная > Конспект >Строительство
АК (автомобильная колесная)
Она представляет собой одну двухосную тележку с нагрузкой на ось Р и равномерно-распределенную колейную нагрузку, интенсивностью υ на обе колеи.
Значения P и υ зависят от класса К нагрузки АК .
В настоящее время существует всего лишь 2 класса нагрузки АК .
Класс — это безразмерное обозначение возможных параметров нагрузок от транспорта.
Нагрузка на ось Р = К тс
Интенсивность колеи υ = 0,1 . К тс/м
Например, для 8 класса:
нагрузка на ось тележки составляет Р = К = 8 т
υ = 0,1К = 0,1 . 8 = 0,8 тс/м
Само значение класса зависит от грузонапряженности дороги и материала моста.
К в настоящее время принимаем равное 11 для любых мостов, за исключением деревянных (К=8).
Размеры этой нагрузки и ее установка моделируют реальное угловое движение грузового потока по сооружению. Ширина колеи – 1 м 90 см, ширина колеса – 60 см, расстояние между гранями колес – 2 м 50 см. Расстояние между осями тележки вдоль движения – 1 м 50 см.
Отпечаток колеса тележки – прямоугольный и размер (ширина) прямоугольника (20 см). Для колеи длина отпечатка равна длине ПЧ .
Нагрузка АК , установленная на каждую полосу движения, не может быть больше этих нагрузок, чем полос движения. Следовательно, каждый ряд движения загружен одной тележкой и колейной нагрузкой. Причем колейная нагрузка устанавливается в ряду движения по всей длине моста, а тележка в ряду движения – в любом месте по длине моста.
Поскольку нагрузка АК моделирует реальный транспортный поток, то и тележку, и колейную часть устанавливают как можно ближе к ограждению, но соблюдая правила движения.
А по правилам эксплуатации на мосту выделяют в пределах ширины габарита Г 2 полосы безопасности и ПЧ из одной или нескольких полос. Транспорт двигается по ПЧ , не заезжая на полосы безопасности. При этом возникают границы или пределы, в которых может двигаться нагрузка:
— не ближе 1,5 м от края ПЧ до оси нагрузки.
Между соседними (смежными) полосами нагрузки должно быть не менее 3 м.
Но в процессе эксплуатации возникают различные чрезвычайные ситуации. Например, ремонт, ДТП, мероприятия по содержанию дорог и т.д.
В этих случаях можно использовать для движения полосы безопасности. СНиП выделяет эти случаи, как 1-ый и 2-ой случаи установленной нагрузки АК поперек моста . Причем, поскольку в 1-ом случае идет нормальная эксплуатация моста – по тротуару ходят люди, а во 2-ом случае движение пешеходов запрещено, из всех полос движение разрешено только туда и обратно (2 ряда). Для однополосных мостов – 1 ряд.
Очень редко загружены полностью все ряды движения по всей длине моста одновременно. И, учитывая низкую вероятность этого, СНиП рекомендует в расчетах принимать полную загруженность только 1 ряда, но этот ряд устанавливается поперек моста самым невыгодным образом, остальные ряды полностью загружены только тележками, а колейной частью – на 60%. Это учитывается коэффициентом S 1 , на который умножают все P, υ.
Кроме нормальных штатных функций инженерных сооружений, возможны случаи, когда по дорогам, а следовательно, и по сооружениям проходят нагрузки, отличающиеся от стандартных, причем в большую сторону. Например, провоз сверхтяжелых, больших по размеру грузов. Транспорт, перевозящий эти грузы, проезжает только с разрешения управления дорог и, как правило, медленно, по середине дороги и в одиночном порядке.
В результате многолетней работы и анализа существующей дорожно-транспортной техники установлено, что предельные размеры и массы этих внегабаритных, сверхтяжелых нагрузок могут быть приведены к каким-то среднестатистическим показателям. Поэтому на пропуск таких нагрузок инженерные сооружения проверяют при проектировании; при эксплуатации сооружения на их пропуск по неаварийным (нормальным) сооружениям, не требующим особого разрешения. А все, что выходит за пределы ниже рассматриваемых нагрузок, уже требует разрешения ГИБДД, и т.д.
Внегабаритные сверхтяжелые нагрузки, на которые проверяют мосты, путепроводы, эстакады и трубы, запроектированные под нагрузку АК . К таким нагрузкам относятся НГ-60 и НК-80 . Они примерно копируют соответственно гусеничное транспортное средство и четырехосную прицепную платформу общим весом 80 т.
НГ-60 – нагрузка гусеничная 60 т
НК-80 – нагрузка колесная 80 т
На НГ проверяют мосты, запроектированные под нагрузку А-8 , а НК-80 – под нагрузку А-11 .
И, кроме того, деревянные мосты ввиду низкой прочности их проезжей части проверяют проезжую часть на давление единичной оси.
Рассмотрим размеры и вес этих нагрузок.
НГ-60 – пропускается по оси сооружения (по середине) очень медленно, перегрузок не допускается и движение для пешеходов на это время перекрыто.
Длина гусеницы – 5 м
Между центрами гусениц – 2,6 м
Интенсивность – 12 т/м на 1 м
НК-80 – одиночная, колесная, четырехосная, пропускается медленно по середине сооружения, пешеходной нагрузки нет.
На каждую ось – 20 т
Ширина колеса – 0,8
Одиночная ось аналогична по своим параметрам одной оси тележки нагрузки А-11.
Рассмотренные нагрузки от транспорта были представлены в статическом, неподвижном положении, но эти нагрузки, двигаясь по сооружениям, создают динамичные воздействия и могут отклоняться от своих средних нормативных значений, т.е. для этих нагрузок существуют соответствующие коэффициенты динамичности и надежности, оценивающие и динамические воздействия, и отклонения от нормативного значения.
Коэффициент надежностиﻻ f для нагрузки:
АК ﻻ f = 1,5 при расчетах проезжей части
ﻻ f = 1,5 при λ = 0
λ – длина загружения, промежуточное значение, определяемое интерполяцией.
Для колейной нагрузки АК ﻻ f всегда равняется 1,2.
Для НГ-60 и НК-80 ﻻ f = 1 (перегрузка не допускается).
Динамический коэффициент (1 + μ ), показывая степень динамики развития, зависит:
— от самой временной нагрузки;
— от конструкции (вид, схема);
— от длины загружения
(металл, железобетон — хорошо проводят волны
дерево, камень, грунт – плохо проводят)
Перечисленные факторы нашли свое отражение в эмперических формулах для определения динамического коэффициента. (п.2.22 *СНиП)
1 + μ = 1 + 15/(37,5+ λ)
Для железобетонных балочных пролетных строений, рамных конструкций, для железобетонных сквозных и стоечных опор (тонкостенных):
1 + μ = 1 + (45 – λ)/135
1 + μ = 1 – предельное минимальное значения
Для железобетонных труб, подземных переходов 1 + μ = 1
Для деревянных конструкций 1 + μ = 1,1
К нагрузке НК-80 1 + μ = 1,3 при λ НГ 1 + μ = 1,1
Длина загружения λ — длина той части линии влияния, которая определяет участие элемента в работе, например, длина пролетов, длина элементов.
Для неразрезных конструкций – длина положительных участков линии влияния. Например, от транспорта представ. нереал., отвлеч. нагрузки,
в связи с ростом грузоподъемности и скорости движения, в настоящее время пересматриваются классы нагрузки АК.
У нагрузки № 7, кроме транспортной составляющей, присутствует и нагрузка, создаваемая людьми – пешеходами, проходящими по искусственным сооружениям, т.е. существует нагрузка от пешеходов.
На эту нагрузку рассчитаны:
1. Пешеходные мосты (все элементы).
2. Автодорожные и городские мосты и прочие сооружения.
Рассчитаны тротуары и остальные элементы, кроме тротуаров.
Нагрузка от пешеходов принимается в зависимости от рассчитываемого элемента: чем больше вероятность загружения этого элемента, тем больше нагрузка.
Различают следующие нагрузки от пешеходов:
Вертикальная, равномерно распределенная по площади, интенсивностью 400 кг/м 2 . На эту нагрузку рассчитаны полностью пешеходные мосты, а для остальных мостов – только элементы тротуаров.
Равномерно распределенная вертикально по площади, интенсивностью
p = 400 – 2 . λ кг/м 2
p = 3,92 – 0,0196 λ кПа
На эту нагрузку рассчитаны все мосты и путепроводы (кроме пешеходных и тротуаров). Это нагрузка зависит от длины загружения моста (тротуара пешеходами), причем интенсивность снижается с увеличением длины тротуара, что объясняется другими нагрузками, учитываемыми совместно.
Тротуар – пространство, отведенное для передвижения людей.
Вертикальная и горизонтальная нагрузка на перила:
а) городских мостов – равномерно распределенная нагрузка, интенсивностью 100 кг на погонный метр перил;
б) автодорожных мостов – сосредоточенная сила 130 кг
Это одна единственная из всего перечня, входящая в № 7, которая имеет горизонтальную составляющую. Все остальные – вертикальную.
Эта нагрузка вызвана возможностью опирания людей на перила. Направлена от моста в сторону реки.
Вертикальная сосредоточенная, но по площади 15 х 10 см
— для городских мостов – 1 т;
— для всех остальных — 350 кг.
Ограждения для тротуаров – перила.
При переходе от нагрузки, распределяемой по площади, к нагрузке погонной, необходимо интенсивность нагрузки умножать на ширину рассчитываемого элемента, и тогда найдем погонную нагрузку.
Нагрузка от пешеходов, как и любые временные нагрузки, создает динамичность воздействия и может отклоняться от нормативного значения.
ﻻ f = 1,4 — для нагрузки № 1
1,2 – при учете пешеходной нагрузки, совместно с другими
ﻻ f = 1 — ко всем остальным (№№ 3, 4)
Все остальные временные нагрузки, создаваемые нагрузкой № 7, являются горизонталями и производными от нее. К ним относятся 8-11.
№ 8 – давление грунта от подвижного состава
Методика расчета этой нагрузки изложена в приложении
№ 9 – центробежная нагрузка на мосты, расположенная на кривых R ≤ 600 м.
Принимаем с каждого ряда движения в виде равномерно распределенной нагрузки с учетом коэффициента S i , направлена от центра кривой и приложена на 1,5 м выше ПЧ .
Для R от 0 до 250 м
где: К – класс нагрузки
λ — длина нагружения
P – сила, равная 0,45 т
М – момент, равный 110 т.с/м
Полученные значения интенсивности центробежной нагрузки должны быть в пределах
R х К (тс/м) ≥ ύ h > 0,05 х К (т.с/м)
Нагрузка № 10 – поперечные толчки и удары. Учитывается только от нагрузки АК .
Возникает вследствие внезапного резкого изменения траектории движения транспортного средства и учитывается
Как горизонтальная поперечная нагрузка, направленная поперек сооружения в уровне ПЧ.
2. При расчете ограждений как горизонтальной и продольной нагрузки.
В одном слое это представляет собой равномерно распределенную, интенсивностью 0,04 К т.с/м, или сосредоточенную силу 0,6 К.
На эту нагрузку (на большую из них) рассчитаны пролетные строения, опоры и прочие элементы моста.
Во втором слое при расчете ограждения эта нагрузка зависит от вида ограждения. Для железобетонных сплошных ограждений ее принимают в виде горизонтально-поперечной нагрузки, равной 1,2 К тс. Распределена на длине 1 м и приложена на высоте 2/3 ограждения от уровня ПЧ.
Для металлических барьерных ограждений эта нагрузка прикладывается на стойки в виде продольной и поперечной нагрузки и приложенной в уровне верха ограждения.
— поперек сооружения – 0,45 К тс
— вдоль проезда — 0,25 К тс
Расстояние между стойками – 2,5-3 м
Если металлический брус ограждения непрерывный, то нагрузку, которая действует вдоль, можно распределить на 4 рядом расположенные стойки.
Поперечная нагрузка 0,6 К тс, приложенная горизонтально по длине 0,5 м в уровне верха бордюра.
Из этого перечня нагрузок видно, что эти нагрузки отображают реальное движение транспортного средства (нагрузка АК ).
1 сл. – эта нагрузка возникает при изменении траектории движения, но автомобиль или нагрузка не наезжает на ограждение.
2 сл. – эта нагрузка прямо возникает при наезде на ограждение. И на нее другие элементы, кроме самих ограждений, не просчитывают.
Нагрузки НГ-60, НК-80 и одиночная ось не учитываются по двум причинам:
1 причина – они двигаются с медленной скоростью, следовательно резких изменений траектории быть не может.
2 причина – они очень велики.
Нагрузка № 11 – тормозная нагрузка или сила тяги – горизонтальная, продольная нагрузка. Ее принимают с одного направления нагрузки с учетом коэффициента C 1 (коэффициент, учитывающий вероятность полного нагружения).
Нагрузка принимается равной 50% от веса колейной части нагрузки АК . Приложена в уровне 1,5 м от ПЧ, но существуют исключения для балочных разрезных конструкций:
— для устоев в уровне ПЧ;
— для промежуточных опор – в уровне верха подферменной площадки.
Вдоль моста направлена в любую сторону.
Прочие временные нагрузки
1. (12) Ветровая нагрузка
Направлена перпендикулярно сооружению, к его боковой поверхности, наиболее возможной. Представляет собой равномерно-распределенную горизонтальную нагрузку.
Для мостов за площадь обычно принимается фасад моста, начиная от ГМВ. Продольную нагрузку на мост принимают равной 20% от поперечной.
Интенсивность ветровой нагрузки определить довольно сложно. (п.2.24).
Но для предварительных расчетов с достаточной точностью можно принять при проектировании индивидуальных, нетиповых конструкций.
60 кг на 1 м 2 – при загружении нагрузкой № 7
100 кг на 1 м 2 – при незагружении (при отсутствии нагрузки № 7).
2. (13) Ледовая нагрузка
Действует только на опоры мостов. Порядок расчета – см. приложение10.
Приложена горизонтально, по периметру опоры.
На 0,3 t ниже уровня воды, при котором рассматривается эта нагрузка.
t – расчетная толщина льда, равная 0,8 от max за зимний период.
При расчете ледовой нагрузки возникает 2 варианта:
1. Наибольшая прочность льда при первой подвижке льда. Высота приложенной нагрузки относительно дна минимальна.
2. Прочность льда минимальна при высоком ледоходе. И отметка наивысшая относительно льда.
Нагрузка от льда возникает или при остановке ледяного поля или при разрушении льдины об опору.
Определив эти 2 нагрузки, к дальнейшим расчетам берут наименьшее из этих значений.
Источник
