ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

_____________________________________________________________

Кафедра "Мосты"

Контрольная работа

по дисциплине

«Содержание, реконструкция и модернизация мостов»

Тема: «Определение грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов и условий пропуска по ним поездов»

Выполнил студент Г. В. Колесников

подпись, дата

Факультет Транспортное строительство Группа IV–ТC – 504

Руководитель ассистент Е. С. Цыганкова

подпись, дата

Санкт ─ Петербург

2019

Содержание

Задание 3

Описание исходных данных 4

Определение геометрических характеристик заданного сечения 4

Построение линии влияния 5

Определение класса элемента 6

Расчет на прочность по нормальным напряжениям 6

Расчет на устойчивость 7

Определение класса нагрузки 8

Сравнение класса нагрузки и класса элемента 10

Задание

Описание исходных данных

Необходимо провести расчет элемента сжатого пояса главной фермы В3ꞌ-4ꞌ, состоящего из 2 вертикальных листов, 2 горизонтальных листов и 6 уголков и оценить возможность пропуска поездной нагрузки в виде локомотива ТЭ136 с 8-осными вагонами в составе с нагрузкой 25 т/ось.

Определение геометрических характеристик заданного сечения

Схема сечения представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема сечения раскоса

Расчетная площадь нетто поперечного сечения элемента

Элемент	Схема сечения	Состав сечения	Fбр, cм2	Ослабление заклепками
				dз, см	nз, шт	ΔFнт, см2	Fнт, см2
Р1|-0		2ВЛ 580х14	162,4	1,9	10	26,6	135,8
		2ГЛ 680х10	136		8	15,2	120,8
		6L 100х100х12	136,8		10	22,8	114
		Сумма	435,2				370,6

Построение линии влияния

Линия влияния приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Линия влияния для раскоса

Справа:

Слева:

Определение класса элемента

Класс элемента вычисляется по формуле:

где	Кп(у,в)	−	допускаемая нагрузка при расчете на прочность (устойчивость, выносливость), кН/м;
	Кн	−	эталонная нагрузка, кН/м;
	1 + μ	−	коэффициент динамики для эталонной нагрузки.

Определим коэффициент динамики по формуле:

где

λ

−

длина линии влияния, м.

Эталонная нагрузка для λ = 100 и α = 0,4 путем интерполяции равна 12,04 кН/м.

Расчет на прочность по нормальным напряжениям

Допускаемая по прочности временная нагрузка определяется по формуле:

где	εк, εр	−	доля временной вертикальной нагрузки от подвижного состава и постоянной нагрузки ;
	Ωк, Ωр	−	площади линий влияния, загружаемые соответственно временной и постоянной нагрузками;
	Fнт	−	площадь сечения нетто, см2;
	R	−	расчетное сопротивление металла элемента, МПа
	Σnipi	−	сумма постоянных нагрузок, умноженных на коэффициент надежности, кН/м;
	nк	−	коэффициент надежности для нагрузки от подвижного состава;
	m	−	коэффициент условий работы (m = 1).

Для λ = 88 путем интерполяции n_к = 1,069;

Найдем допускаемую нагрузку:

Класс элемента равен:

Расчет на устойчивость

Допускаемая временная нагрузка на изгибаемые балки по устойчивости:

где		−	коэффициент занижения расчетного сопротивления;
	Fбр	−	площадь сечения брутто, см2;
		−	параметр, учитывающий снижение динамического коэффициента.

Допускаемая нагрузка равна:

Класс элемента равен:

Определение класса нагрузки

Класс элемента вычисляется по формуле:

где	К0	−	эквивалентная нагрузка от подвижного состава, кН/м
	Кн	−	эталонная нагрузка, кН/м
	1+ μ	−	коэффициент динамики для эталонной нагрузки
	1+ μ0	−	коэффициент динамики для поездной нагрузки

Найдем коэффициент динамики для поездной нагрузки:

Эквивалентная нагрузка от подвижного состава находится путем загружения линии влияния и вычисляется по формуле:

где	Fi	−	нагрузка от i-й оси, кН;
	yi	−	ордината линии влияния под Fi;
	Ω	−	площадь линии влияния.

Самым невыгодным загружением будет связка из 8-осных вагонов, т.к. расстояние между осями в их тележках меньше, чем расстояние в тележках локомотива, а нагрузка на ось у них больше, чем у локомотива. Загружение линии влияния приведено на рисунке 3.

Рисунок 3 –Загружение линии влияния раскоса

Универсальные полувагоны перспективные 8-осные габарита Т с распределенной нагрузкой 12,5 тс/м(L=16,08м)

Определяем класс нагрузки для расчета на прочность по нормальным напряжениям и устойчивость:

Сравнение класса нагрузки и класса элемента

Элемент	Наименование проверки	Класс элемента К	Класс нагрузки К0	Результат проверки
Раскос	По нормальным напряжениям	4,96	8,26	Не вып.
	По выносливости	4,78	8,26	Не вып.

Заключение: условия по прочности и по выносливости не выполняются. Раскос главной фермы Р0-1’ не допускает возможность пропуска по мосту временную расчетную нагрузку в виде локомотива ФД21+ 8-осные вагоны с нагрузкой 25 тс. Отношение К₀/К=1,73. Усиление приведет к значительному увеличению собственного веса конструкции и не позволит нормально увеличить класс элемента. Рекомендуется полная замена.