Резервы грузоподъемности составных балок металлических мостов и их реализация

• Автор: Польшин, Максим Вячеславович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 97 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ СОСТАВНЫХ БАЛОК МОСТОВ И ЗАДАЧИ ПО ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ.

1.1. Анализ современных методов прочностных расчетов балок.

1.2. Поиск резервов грузоподъемности.

1.3. Цель и задачи данной работы

2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ РАСЧЕТОВ СОСТАВНЫХ БАЛОК С УЧЕТОМ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕТАЛЛА

2.1. Обоснование допускаемых пластических деформаций

2.2. Определение зон пластических деформаций в сечениях балок.

2.3. Вероятностная оценка реализации несущей способности прокатных элементов, находящихся в зоне пластического деформирования.
3. НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ ПО НОРМАЛЬНЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ СОСТАВНЫХ БАЛОК С УЧЕТОМ СТАТИСТИЧЕСКОГО РАЗБРОСА ПРЕДЕЛОВ ТЕКУЧЕСТИ ВХОДЯЩИХ В НИХ ПРОКАТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
3.1. Общие сведения о физических характеристиках металла мостовых конструкций.
3.2. Вероятностная оценка расчетных сопротивлений для композиции прокатных элементов, расположенных в зоне пластического деформирования
3.3. Построение эпюр предельных напряжений при расчете на прочность по нормальным напряжениям и при образовании пластического шарнира
3.4. Определение предельных расчетных моментов по прочности и образованию пластического шарнира.
4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ СОСТАВНЫХ БАЛОК НА ПРОЧНОСТЬ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ ПО НОРМАЛЬНЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ.
4.1. Обоснование и суть методики расчета составных балок на прочность грузоподъемность
4.2. Сравнение несущей способности составных балок, полученных по разным методикам
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Описание экспериментальных балок и расчетные данные по ним
5.2. Методика и выполнение эксперимента.
5.3. Результаты испытаний балок и их анализ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Однако грузоподъемность мостов, построенных по старым нормам, по сравнению с современными отличается в меньших соотношениях, чем расчетные нагрузки, поскольку в старых нормах допускаемые напряжения были значительно занижены по сравнению с принятыми в более поздних нормах. В настоящее время около % всех эксплуатируемых металлических мостов (по массе металла) запроектированы по нормам г. Эти мосты, рассчитаны под нагрузку Н7, Н8 и С. Около % от общего количества металлических пролетных строений мостов по массе металла - клепаные. Следует отметить, что наиболее слабым звеном в металлических мостах являются пролетные строения. Опоры, особенно массивные, обладают более высоким запасом прочности. Одной из важнейших задач эксплуатации мостов является безопасность пропуска нагрузок путем обеспечения необходимой грузоподъемности и надежности, которые по мере развития различных повреждений снижаются. Наибольшее распространение среди эксплуатируемых металлических мостов имеют мосты с клепаными пролетными строениями, изготовлеными по типовым проектам -гг. Масса металла этих пролетных строений составляет: рассчитанных под Н7 - т, под Н8 - т. Кроме того, в эксплуатации находятся клепаные пролетные строения, изготовленные по нормам , , гг. В указанных пролетных строениях наиболее распространенными элементами являются составные клепаные балки (балки проезжей части, главные балки), которые в связи с наличием различных повреждений и с устройством мостового полотна на железобетонных плитах, имеют недостаточную грузоподъемность, определенную по действующим нормам [], для пропуска перспективных нагрузок, а иногда и обращающихся. Проблему по обеспечению требувхмой грузоподъемности балок можно решить путем их усиления. Кроме того, серьезным источником повышения расчетной грузоподъемности металлических пролетных строений мостов является использование их внутренних резервов, путем совершенствования расчетных моделей и методов расчета. Разработки, выполненные в МИИТе [,,-] показывают, что расчетную грузоподъемность по прочности составных элементов металлических пролетных строений и заклепочных соединений можно повысить на 5- % по сравнению с получаемой по действующему «Руководству по определению грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов» []. Используя эти резервы, можно значительно повысить грузоподъемность балок, а также сократить затраты нового металла и объем усиления. Балки рассматриваемых пролетных строений являются составными, сплошностенчатыми, в сечениях поясов которых до семи совместно работающих прокатных элементов, соединенных между собой заклепками. В настоящее время оценка грузоподъемности составных балок эксплуатируемых мостов по прочности (по нормальным напряжениям) выполняется методом классификации согласно “Руководству по определению грузоподъемности металлических пролетных строений. Расчет по нормальным напряжениям практически ведется в упругой стадии работы с допущением ограниченной пластической деформации в фибровых зонах главных и продольных балок со сплошной стенкой, что учитывается при расчете на прочность путем увеличения момента сопротивления на % (с=1,1). Па рис. Ти. Рис. В составных балках, вследствие значительного статистического разброса пределов текучести прокатных элементов, входящих в зону пластического деформирования, полная реализация несущей способности по их пределам текучести не происходит, а следовательно и не полностью используются резервы по прочности по нормальным напряжениям. Значительный шаг в повышении расчетной несущей способности сплошностенчатых балок сделан профессором A. A. Потапкиным [,]. Он предложил определять их несущую способность при допущении в предельном состоянии ограниченной пластической деформации в фибровых зонах. Проведенные им исследования и внесенные предложения по усовершенствованию расчетов на прочность легли в основу дополнений к расчету на прочность по нормальным напряжениям в СНиП 2-* []. Суть нововведений заключается в том, что расчет предлагается вести в упругопластической стадии с допуском ограниченной пластической деформации ер в фибровых зонах. На рис. X - коэффициент, учитывающий влияние ограниченной пластической деформации ? Х= — > (1.