Методики расчета и снижение металлоемкости ортотропной плиты пролетных строений металлических мостов

• Автор: Тряпицын, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ МОСТОВ С ОРТОТРОПНОЙ ПЛИТОЙ
1.1. Методы расчета на прочность ортотропной плиты как самостоятельного элемента конструкции

1.1.1. Метод ортотропной плиты пространственная схема

1.1.2. Методы коэффициента поперечной установки на основе модели балочного ростверка плоская схема

1.2. Учет пространственной работы ортотропной плиты в составе пролетного строения

1.3. Расчет на выносливость

1.4. Расчет на устойчивость

1.4.1. Расчет на общую устойчивость плиты

1.4.2. Расчет на местную устойчивость элементов ортотропной плиты

1.4.3. Влияние начальных несовершенств и поперечной нагрузки на несущую способность листа плиты между ребрами по критерию устойчивой прочности.
1.5. Учет упругопластической стадии работы при расчете на прочность, жесткость, устойчивость и выносливость элементов ортотропной плиты
1.6. Совершенствование конструкции ортотропной плиты пролтных строений металлических мостов
1.7. Трещиностойкость и совместная работа дорожной одежды с ортотропной плитой
1.8. Выводы по главе.
ГЛАВА 2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСЧЕТА ОРТОТРОПНОЙ ПЛИТЫ И ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ В ЦЕЛОМ
2.1. Научные предпосылки методики расчта металлического моста с ортотроп
ной плитой и постановка задачи е совершенствования.
2.2. Разработка нового прима определения коэффициента поперечной установ
2.3. Сравнение результатов расчтов
2.4. Выводы по главе.
ГЛАВА 3. СНИЖЕНИЕ МЕТАЛЛОМКОСТИ ОРТОТРОПНОЙ ПЛИТЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МОСТОВ.
3.1. Постановка задачи.
3.2. Снижение металломкости ортотропной плиты при варьировании количе
ства продольных рбер жсткости.
3.3. Снижение металломкости ортотропной плиты при варьировании толщины
покрывающего листа плиты. Исследование влияния уменьшения толщины листа на изгибную жсткость пролтного строения в целом и орто
тропной
плиты как самостоятельного элемен
3.4. Выводы по главе.
ГЛАВА 4. УЧТ ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНЫХ НЕСОВЕРШЕНСТВ ПОГИБИ НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ПЛАСТИНЧАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МОСТОВ С ОРТОТРОПНОЙ ПЛИТОЙ.
4.1. Постановка задачи.
4.2. Разработка методики учта влияния начальных несовершенств погиби на несущую способность пластинчатых элементов.
4.3. Анализ результатов расчтов по предложенной методике.
4.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Объектом исследования принято однопролетное строение Ьр ,4 м моста с ортотропной плитой из стали базовой марки ХСНД по проекту Р КМ1 габаритом Г6,5. Пролтное строение рассчитывалось МБР и МКЭ на временные нагрузки АК и НК с учетом собственного веса пролетного строения. Высота пролетного строения Н,6 см, расстояние между поперечными балками 3. Расчты МБР выполнялись согласно СНиП 4. Расчеты МКЭ выполнялись с помощью программного комплекса ЛИРА 9. Количество КЭ модели достигало 0 тысяч. Продолжительность расчета одного варианта на ПК с тактовой частотой 2Гц доходила до часов. Научная новизна работы заключается в следующем. В МБР разработан новый прием определения коэффициента попе
речной установки КПУ для главной балки. Для продольных рбер введн коэффициент распределения внешней нагрузки и внутренних усилий КРНУ. Для вычисления КПУ и КРНУ необходимы линии влияния опорных реакций и изгибающих моментов в многопролтной балке на упругих опорах, получаемые методами строительной механики или с помощью справочников, и поверхности влияния внутренних усилий в главных балках и в продольных рбрах, получаемых МКЭ. КПУ КРНУ принят равным квадрату отношения максимальных ординат поверхности и линии влияния изгибающих моментов в сечениях главной балки и продольного ребра, либо квадрату максимальной ординаты линии влияния опорной реакции в балке на упругих опорах. Установлен местный характер пространственной работы продольного ребра, что не учитывается, ни в МБР, ни в МОП, когда оно размазывается по верхнему поясу главной балки. Выявлены новые закономерности работы мостов больших и малых I пролтов. Установлена закономерность влияния толщины листа настила на жсткость балочных автодорожных мостов с главными балками открытого сечения. Получены зависимости прогиба листа плиты между рбрами от расстояния между ними и толщины листа при нагрузке НК. Предложены методика оценки снижения несущей способности листа плиты между рбрами при начальных несовершенствах и методика назначения допусков на начальные несовершенства погибь при изготовлении в зависимости от проектных сжимающих напряжений. Показано, что лист плиты между рбрами практически всегда будет работать в закритической стадии. Задание начальной погиби необходимо в листе плиты толщиной, меньшей мм, рекомендованной СНиП 4, для обеспечения прочности дорожной одежды в надрберной зоне в автодорожных мостах с оптимизированной ортотропной плитой. Для этого предложено создавать искусственно начальную погибь с реализацией пластических деформаций в тонком листе плиты между рбрами при изготовлении. Величину погиби предложено назначать равной величине линейно упругого прогиба листа плиты между рбрами, эквивалентной величине прогиба этого листа при учте геометрической и физической нелинейности установлено Платоновым 9, от подвижной нагрузки. В этом случае пластинка будет работать как мембрана, прогибы будут малыми, не превышающими половины трети толщины листа установлено на основе решения уравнений Кармана, полученного Забавниковым Б. И. , и лист плиты толщиной, например, 4мм, будет таким же жстким, как и лист толщиной мм, рекомендованной СНиП 4. Практическая ценность работы заключается в возможности использования разработанных методик расчта и результатов исследования для совершен
ствования проектирования, обеспечения наджности и экономичности строительства и эксплуатации металлических мостов с ортотропной плитой. Эффект снижения металломкости ортотропной плиты достигает , что составляет 6,7 веса исследованного пролтного строения. Получены варианты рациональных решений ортотропной плиты и рекомендации по области их применения. При этом происходит смена напряженнодеформированного состояния с изгибного на мембранное. В результате выпученный между рбрами лист толщиной мм в усовершенствованной конструкции ортотропной плиты будет жстче листа толщиной мм. Предложенные методика оценки снижения несущей способности сжатого листа плиты между рбрами при наличии начальных несовершенств и методика назначения начальных несовершенств погиби этого листа ортотропной плиты при е изготовлении.