Розрахунок міцності та стійкості ортотропної плити проїзної частини

1 Метод розрахунку ортотропної плити має враховувати спільну роботу листа настилу, ребер, що підкріплюють його, і головних балок.

2 Ортотропну плиту допускається умовно розділяти на окремі системи – поздовжні та поперечні ребра з відповідними ділянками листа настилу (див. рис.).

Рисунок – Коробчаста прогонова будова

а – поздовжній розріз; б – план; в – поперечний розріз; г – ребро нижньої плити;
1, 2, 3,...і – номер поперечного ребра верхньої плити

Зусилля в ортотропній плиті при роботі на згин між головними балками

3 Згинальні моменти в поздовжніх ребрах ортотропної плити слід визначати за формулою

, (1)

де – згинальний момент в окремому поздовжньому ребрі повного перерізу, що включає прилеглі ділянки листа настилу загальною шириною, рівною відстані між поздовжніми ребрами (див. рис. в), розглянутому як нерозрізна балка на жорстких опорах; момент визначається від навантаження, розташованого безпосередньо над цим ребром;

–згинальний момент в опорному перерізі поздовжнього ребра при згині ортотропної плити між головними балками, що визначається при завантаженні поверхні впливу навантаженням, що прикладається у вузлах перетинання поздовжніх і поперечних ребер.

Навантаження, передане з поздовжніх ребер на вузли перетинання з поперечними ребрами, слід визначати за допомогою лінії впливу опорної реакції нерозрізної багатопрогонової балки на жорстких опорах.

У межах крайніх третин ширини ортотропної плити автопроїзду та в ортотропній плиті одноколійних залізничних прогонових будов з їздою поверху слід приймати .

Ординати поверхні впливу для обчислення згинального моменту вопорному перерізі поздовжнього ребра над „середнім" поперечним ребром 1 (див. рис. а) слід визначати за формулою

(2)

де – прийняті відповідно до табл. 1 (із множенням на ) ординати лінії впливу згинального моменту в опорному перерізі поздовжнього ребра над „середнім" поперечним ребром 1 при розташуванні навантаження над поперечним ребром і;

– прогон поздовжнього ребра (див. рис. б);

– прогон поперечного ребра (див. рис. в);

– координата положення навантаження, що відраховується від початку поперечного ребра.

Таблиця 1

Номер поперечного ребра i	Ординати впливу при z
	0, 1	0, 2	0, 5	1, 0
		0, 0507	0, 0801	0, 3105	0, 1757
		-0, 0281	-0, 0400	-0, 0516	-0, 0521
		0, 0025	-0, 0016	-0, 0166	-0, 0348
		0, 0003	0, 0016	0, 0015	0, 0046
		-0, 0001		0, 0014	0, 0025
				0, 0001	0, 0012

В табл. 1 зазначено:

– параметр, який характеризує згинальну жорсткість ортотропної плити та який визначається за формулою

де – момент інерції повного перерізу поздовжнього ребра відносно горизонтальної осі (див. рис. в);

– відстань між поздовжніми ребрами;

– момент інерції повного перерізу поздовжнього ребра – із суміжною ділянкою настила шириною 0, 2 , але не більше – відносно горизонтальної осі (див. рис. в).

Примітка. В табл. 1 прийнято таку нумерацію поперечних ребер : ребра 2–6 розташовані на відстані одно від одного в кожну сторону від „середнього" поперечного ребра 1(див.рис. а).

4 В залізничних прогонових будовах лист настилу ортотропної плити проїзної частини треба розраховувати на згин, при цьому прогин листа настилу не перевіряється.

При влаштуванні колії на баласті найбільші значення згинальних моментів у листі настилу над поздовжніми ребрами слід визначати за формулами

– у зоні під рейкою

; (3)

– у зоні по осі прогонової будови

, (4)

де – навантаження на одиницю довжини, прийняте згідно з 2 обов'язкового додатку Л.

Розрахунок елементів ортотропної плити за міцністю

5 Для перевірки міцності елементів ортотропної плити необхідно отримати в результаті розрахунку у припущенні пружних деформацій сталі у перетинах I, II, III і точках зазначених на рисунку, нормальні напруження в листі настилу, поздовжніх і поперечних ребрах, а також дотичні напруження в листі настилу від згину ортотропної плити між головними балками й і спільної роботи її з головними балками прогонової будови і .

6. Перевірку міцності розтягнутого при згині ортотропної плити крайнього нижнього волокна поздовжнього ребра треба виконувати в зоні від’ємних моментів нерозрізних головних балок у перерізі 1-1 посередині прогону середнього поздовжнього ребра (див. рис. а – точка А)за формулами

; (5)

, (6)

де – розрахунковий і нормативний опори металу поздовжнього ребра;

– коефіцієнт умов роботи, приймається відповідно до табл. 4.12;

– коефіцієнти умов роботи; для автодорожніх і міських мостів, а також для автодорожнього проїзду суміщених мостів їх треба приймати відповідно до табл. 2; для залізничних і пішохідних мостів, а також для залізничного проїзду суміщених мостів m₁= 1/ c; при цьому перевірка згідно з формулою (6) не виконується;

– коефіцієнт впливу власних залишкових напруг, прийнятий = 0, 9 – для крайнього нижнього волокна поздовжнього ребра, виконаного зі смуги, прокатного кутника або прокатного тавра, і – для поздовжнього ребра у вигляді зварного тавра;

ψ, c – коефіцієнти, які визначаються згідно з 4.26 і 4.24.

Таблиця 2

	Величини коефіцієнтів і для смугових ребер
	0, 55	1, 40
0, 25	0, 40	1, 50
0, 45	0, 25	1, 60
0, 65	0, 13	1, 60

Примітка. Коефіцієнти і для проміжних значень треба визначати лінійною інтерполяцією.

7. Перевірку міцності стиснутого при місцевому згині ортотропної плити крайнього нижнього волокна поздовжнього ребра необхідно виконувати в зоні додатних моментів нерозрізних головних балок в опорному перерізі ІІ-ІІ середнього поздовжнього ребра (див. креслення а – точка В) за формулою

ψ σ _xc+ c₂ × σ _xp / c ≤ R_ym, (7)

де ψ, c – коефіцієнти, визначувані згідно з 4.26 і 4.24;

– коефіцієнт впливу власних залишкових напружень, приймається - для крайнього нижнього волокна ребра, виконаного зі смуги, прокатного кутника або прокатного тавра, і – для ребра у вигляді зварного тавра;

– коефіцієнт умов роботи, приймається відповідно до табл. 4.12.

8. Перевірку міцності крайнього нижнього волокна поперечної балки треба виконувати в перерізі III-III посередині її прогону (див. креслення в – точка З) за формулою

σ _yp / c≤ R_ym, (8)

де æ – коефіцієнт, визначуваний за формулами (4.6) і (4.7);

– коефіцієнт умов роботи, прийманий відповідно до табл. 4.12.

9 Розрахунок міцності листа настилу належить виконувати в точках (див. рис. б)за формулами:

, (9)

(10)

де ;

– коефіцієнт умов роботи, прийнятий відповідно до табл. 4.12;

– коефіцієнт, рівний 1, 15 при і 1, 10 при ;

– коефіцієнт умов роботи, приймається рівним 1, 05 при перевірці міцності листа настилу в точці А₁ ортотропної плити автодорожніх і міських мостів і 1, 0 – у всіх інших випадках.

При виконанні цієї перевірки допускається приймати за розрахункові завантаження, при яких досягає максимальної величини одне з діючих у даній точці ортотропної плити напружень або .