Ви є тут

Тріщиностійкість залізобетонних балкових конструкцій автодорожніх мостів в умовах малоциклових навантажень

Автор: 
Полюга Роман Ігорович
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2006
Артикул:
3406U004247
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РОЗДІЛ 2
Дослідження режимів експлуатації мостів на автодорогах України
2.1 Пропуск великовагових транспортних засобів через мостові споруди та їх
вплив на конструкції прогонових будов
В інженерній практиці використовується термін “великовагове навантаження”
(ВВН), що трактується як транспортний засіб, сумарна маса якого більша, ніж
маса найважчого одиничного навантаження (один автомобіль, одне колісне чи
гусеничне навантаженя). На даний час в Україні згідно [118] транспортний засіб
чи автопоїзд з вантажем або без вантажу вважається великоваговим, якщо його
вага становить більше 380 кН, або на одиничну вісь припадає більш ніж 100 кН;
спарену – 180 кН; потрійну – 220 кН.
Автопоїзди вагою до 600 кН, як правило, складаються з 2-3-х осного сідлового
тягача та 3-4-х осного півпричепа. Що стосується спеціальних автопоїздів, то
такі транспортні засоби виконують в залежності від потреб виробництва в вигляді
самохідних пневмоколісних і гусеничних кранів (рис. 2.1, а - г), тягачів з
причіпним неділимим візком (рис. 2.1, д, е), одного чи кількох тягачів з
вантажопідйомними площадками, самостійними чи об’єднаними в одну платформу
(рис. 1, ж).
Самохідні важкі машини на пневмоколісному ходу (рис. 2.1, а-в), як правило,
колійні з короткою базою (3,5 – 7 м) і великим тиском на колеса, що викликає не
тільки великі загальні зусилля, а й місцеві в елементах прогонових будов,
особливо плиті проїзної частини. Гусеничні крани самостійно пересуваються по
мостах тільки при від’ємних температурах, коли вони не пошкоджують покриття
проїзної частини. У півпричепів (рис. 2.1, д) і причепних трейлерів з неділимим
площадками вантажопідйомністю до 600-700 кН можна змінювати довжину зчіпного
пристрою, тим самим сприяючи зменшенню зусиль в елементах моста. Причепні
трейлери великої вантажопідйомності можуть бути виконані з роздільними візками
(рис. 2.1, е), що дозволяє збільшувати віддаль між вузлами опирання візків.
Найбільш важкі вантажі перевозять транспортними засобами з великою кількістю
коліс вздовж і впоперек платформи. Велика кількість коліс по ширині трейлера
дозволяє краще розподіляти навантаження між між основними несучими елементами
прогонових будов, і, відповідно, максимально використовувати несучу здатність
всіх головних балок і елементів проїзної частини.
Рис. 2.1. Великовагові та великогабаритні транспортні засоби
Загалом схема передачі тиску різноманітних транспортних засобів на конструкцію
моста суттєво впливає на розподіл зусиль в елементах прогонових будов. Для
прикладу розглянемо однопрогонову балку, навантажену зосередженим навантаженням
, що прикладене по середині прогону в одному випадку (рис. 2.2, а), і
рівномірно розподіленим навантаженням по всій довжині прогону в другому (рис.
2.2, б), які викликають однакові згинальні моменти посередині прогону
відповідно та .
Рис. 2.2. Епюри згинальних моментів в балці при різних схемах завантаження: а –
при зосередженому навантаженні, б – при розподіленому навантаженні
Після розв’язку нескладного рівняння виявиться, що або . Отже, на балку можна
вкласти масу рівномірно розподіленого вантажу в два рази більшу, ніж маса
зосередженого вантажу.
Розглянутий приклад справедливий для однієї балки. В прогонових будовах з метою
раціонального використання матеріалів в більшості випадків балки об’єднані між
собою і навантаження сприймає весь поперечний переріз. На рис. 2.3 приведені
два випадки завантаження прогонової будови транспортними засобами різної ширини
– вузьким (рис. 2.3, а) та широким (рис. 2.3, б). Прогини (відповідно, і
згинальні моменти) балок виражені в долях прогину центральної найбільш
завантаженої балки. Транспортний засіб повинен бути завантаженим такою масою,
щоб в найбільш завантаженій балці згинальний момент був близьким до граничного
. Рис. 2.2 свідчить, що в першому випадку всі балки прогонової будови
сприймають згинальний момент , а в другому - . Отже, при постійній величині
несучої здатності окремої балки прогонова будова з таких балок може сприймати
різну сумарну масу вантажу, величина якої залежить не тільки від конструкції
споруди, а й від умов опирання і місця розміщення вантажу по довжині та ширині
моста.
Рис. 2.3. Епюри прогинів головних балок в середині прогону при проході: а –
вузького транспортного засобу, б – широкого транспортного засобу
Найскладнішим питанням при пропуску ВВН є визначення смуги руху по ширині
моста. В роботі [119] описано, що з цією метою були виконані наступні роботи:
міст шириною Г-14+2х2,25м, виконаний з прогонових будов довжиною 32,96 м згідно
типового проекту №149/62 Союздорпроекта, був розрахований на ЕОМ з допомогою
просторової моделі, а потім випробуваний. Результати теоретичних розрахунків з
достатньою точністю співпали з експериментальними даними. Для аналізу роботи
несучих елементів прогонової будови був розглянутий рух по ньому двох відносно
легких трейлерів, дані яких приведені в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1
Результати розрахунку несучої здатності балок при пропуску ВВН
трей-
лера
Схема ВВН
Марка тягача
Вага, кН
Згинальний момент в середині прогону М, кНм
Еквівалентне навантаження qекв, кН/м
КрАЗ-256Б
500
3482,6
26,68
КрАЗ-256Б
509
3561,0
27,27
Результати аналізу засвідчили, що для обох трейлерів при будь-якому положенні
навантаження по ширині моста головні балки мають значні запаси несучої
здатності. Якщо проаналізувати зусилля в діафрагмах, то трейлер №1 може
рухатись по прогоновій будові в будь-якому місці по ширині моста, трейлер №2
може рухатись тільки по осі, так як при інших положеннях в діафрагмі виникають
зусилля, що значно перевищують граничні. З цього випливає, що навіть легкі
трейлери однакової маси, а