G.3 Конструкции, состоящие из единственного пролетного строения моста

(1) Первоначально, без учета комбинированной реакции конструкции и рельсовых путей на пере­менные воздействия, должны быть определены следующие значения:

— длина температурной плети L_T, следует проверить, что L_T £ maxL_T согласно G.2(2) и рисунку 6.17;

— жесткость K нижнего строения моста в расчете на один рельсовый путь согласно 6.5.4.2;

— продольное смещение верхнего края настила вследствие деформации пролета, мм:

d = QН, (G.2)

где Q — угол поворота пролета, рад;

H — высота между (горизонтальной) осью вращения (фиксированной) опоры пролетного стро­ения и поверхностью настила, мм.

(2) Для пар значений (разгруженный/нагруженный рельсовый путь) сопротивления продольному упру­гому сдвигу рельсового пути k = 20/60 кН на метр рельсового пути и k = 40/60 кН на метр рель­со­во­го пути при коэффициенте линейного температурного расширения a_T = 10E-6, 1/К, или a_T = 12E-6, 1/К, мак­си­мально допустимая длина температурной плети L_TP, м, приведена на рисунках G.1 – G.4.

Если точка (L_T, d), описывающая длину температурной плети и продольное смещение конца про­ле­та, вызванное вертикальными транспортными воздействиями, лежит ниже соответствующей или ин­тер­полированной кривой, относящейся к продольной жесткости K нижнего строения моста,то удов­лет­воряются максимально допустимые дополнительные напряжения рельсов, приведенные в 6.5.4.5.1(1), и максимальная допустимая деформация конструкции, описанная в 6.5.4.5.2(1) и выз­ванная тягой
и торможением, описанная в 6.5.4.5.2(2) и вызванная вертикальными транспортными воздействиями.

Если это условие не соблюдается, то в качестве альтернативного подхода может быть выполнен анализ в соответствии с требованиями 6.5.4.2 – 6.5.4.5 или предусмотрены устройства компенсации удлинения рельсов.

d(q×H), мм

(1) — максимально допустимая длина температурной плети L_TP, м

k — сопротивление продольному упругому сдвигу рельсовых путей, кН на метр рельсовых путей:

для разгруженных рельсовых путей

— k₂₀ = 20 кН на метр рельсовых путей и k₄₀ = 40 кН на метр рельсовых путей;

для нагруженных рельсовых путей

— k₆₀ = 60 кН на метр рельсовых путей;

K — жесткость нижнего строения моста в расчете на рельсовый путь и на метр настила (т. е. жесткость нижнего строения моста, разделенная на количество рельсовых путей
и длину на­с­тила), кН/м:

K₂ = 2E3 кН/м;

K₅ = 5E3 кН/м;

K₂₀ = 20E3 кН/м;

a_T — коэффициент линейного температурного расширения, 1/К;

d(qH) — горизонтальное смещение верхнего края настила вследствие кручения конца, мм.

Рисунок G.1 — Допустимая область напряжений в рельсах на мостах
со свободно опертым пролетным строением
при a_T = 10E-6,1/К; DT = 35, К; k₂₀/k₆₀ = 20/60, кН/м

(1) — максимально допустимая длина температурной плети L_TP, м

k — сопротивление продольному упругому сдвигу рельсовых путей, кН на метр рельсовых путей:

для разгруженных рельсовых путей

— k₂₀ = 20 кН на метр рельсовых путей и k₄₀ = 40 кН на метр рельсовых путей;

для нагруженных рельсовых путей

— k₆₀ = 60 кН на метр рельсовых путей;

K — жесткость нижнего строения моста в расчете на рельсовый путь и на метр настила
(т. е. жесткость нижнего строения моста, разделенная на количество рельсовых путей
и дли­ну настила), кН/м:

K₂ = 2E3 кН/м;

K₅ = 5E3 кН/м;

K₂₀ = 20E3 кН/м;

a_T — коэффициент линейного температурного расширения, 1/К;

d(qH) — горизонтальное смещение верхнего края настила вследствие кручения конца, мм.

Рисунок G.2 —Допустимая область напряжений в рельсах на мостах
со свободно опертым пролетным строением
при a_T = 10E-6,1/К; DT = 35, К; k₄₀/k₆₀ = 40/60, кН/м

d(q×H), мм

(1) — максимально допустимая длина температурной плети L_TP, м

k — сопротивление продольному упругому сдвигу рельсовых путей, кН на метр рельсовых путей:

для разгруженных рельсовых путей

— k₂₀ = 20 кН на метр рельсовых путей и k₄₀ = 40 кН на метр рельсовых путей;

для нагруженных рельсовых путей

— k₆₀ = 60 кН на метр рельсовых путей;

K — жесткость нижнего строения моста в расчете на рельсовый путь и на метр настила
(т. е. жесткость нижнего строения моста, разделенная на количество рельсовых путей
и дли­ну настила), кН/м:

K₂ = 2E3 кН/м;

K₅ = 5E3 кН/м;

K₂₀ = 20E3 кН/м;

a_T — коэффициент линейного температурного расширения, 1/К;

d(qH) — горизонтальное смещение верхнего края настила вследствие кручения конца, мм.

Рисунок G.3 — Допустимая область напряжений в рельсах на мостах
со свободно опертым пролетным строением
при a_T = 12E-6, 1/К; DT = 35, К; k₂₀/k₆₀ = 20/60, кН/м

(1) — максимально допустимая длина температурной плети L_TP, м

k — сопротивление продольному упругому сдвигу рельсовых путей, кН на метр рельсовых путей:

для разгруженных рельсовых путей

— k₂₀ = 20 кН на метр рельсовых путей и k₄₀ = 40 кН на метр рельсовых путей;

для нагруженных рельсовых путей

— k₆₀ = 60 кН на метр рельсовых путей;

K — жесткость нижнего строения моста в расчете на рельсовый путь и на метр настила
(т. е. жесткость нижнего строения моста, разделенная на количество рельсовых путей
и дли­ну настила), кН/м:

K₂ = 2E3 кН/м;

K₅ = 5E3 кН/м;

K₂₀ = 20E3 кН/м;

a_T — коэффициент линейного температурного расширения, 1/К;

d(qH) — горизонтальное смещение верхнего края настила вследствие кручения конца, мм.

Рисунок G.4 — Допустимая область напряжений в рельсах на мостах
со свободно опертым пролетным строением
при a_T = 10E-6,1/К; DT = 35, К; k₄₀/k₆₀ = 40/60, кН/м

(3) Воздействия в продольном направлении моста на опоры пролетного строения, вызванные тя­говыми усилиями и силами торможения, колебаниями температуры и деформацией пролета под вер­ти­кальными нагрузками от транспортных средств, должны быть определены по формулам, при­ве­ден­ным в таблице G.1. Эти формулы действительны для одного рельсового пути. Для двух рель­совых путей или большего их количества с жесткостью опоры K_U воздействия на неподвижные опоры про­летного строения могут быть определены, если принять жесткость опоры равной K = K_U/2 и умно­жить результаты расчета по формуле для одного рельсового пути на 2.

Таблица G.1 — Воздействия на неподвижные опоры пролетного строения в продольном направлении моста¹⁾

Вид нагрузки	Предел применимости	Непрерывные сварные рельсы	С одним устройством компенсации удлинения рельсов
Торможение5)	L ³50 м1)	2)	2)
L £30 м4)

Окончание таблицы G.1

Вид нагрузки	Предел применимости	Непрерывные сварные рельсы	С одним устройством компенсации удлинения рельсов
Температура	20 £ k £ 40	3)	800 + 0,5L + 0,01K/L 3) для L ³60; 20L для L £40 Интерполированные значения для 40 < L < 60
Кручение конца	Мост с ездой по­верху		То же, как для непрерывного сварного рельса
Мост с ездой понизу и мост с ездой посередине		То же, как для непрерывного сварного рельса
1) Если устройства компенсации удлинения рельсов имеются на обоих концах пролета, все тяговые усилия и тормозные силы воспринимаются неподвижными опорами пролетного строения. Воздействия на неподвиж­ные опоры пролетного строения, возникающие вследствие колебаний температуры, и кручение конца пролета, возникающее вследствие вертикального отклонения, зависят от конфигурации конструкции и соответствующей длины температурных плетей. 2) Сила торможения, приложенная к неподвижным опорам пролетного строения, ограничена максимальным значением в 6000 кН на один рельсовый путь. 3) Сила, приложенная к неподвижным опорам пролетного строения и вызванная колебаниями тем­пе­ра­ту­ры, имеет предельное значение 1340 кН, если устройства компенсации удлинения рельсов имеются для всех рельсов на одном конце пролета. 4) Для значений L в диапазоне 30 < L < 50 м для оценки воздействия тормозных сил может использоваться ли­нейная интерполяция. 5) Формулы для тормозных сил учитывают влияние тяговых усилий.

В таблице:

K — жесткость опоры, как определено выше, кН/м;

L — зависит от конфигурации конструкции и типа переменного воздействия:

— для свободно опертого пролетного строения с неподвижной опорой на одном конце

L = L_T;

— для неразрезного пролетного строения с несколькими пролетами и неподвижной опорой на одном конце:

для «торможения»

L = L_Deck (общая длина пролета);

для «температуры»

L = L_T;

— для «кручения конца настила вследствие вертикальных нагрузок от транспортных средств»:

L — длина пролета, примыкающего к неподвижной опоре;

— для непрерывного пролетного строения с несколькими пролетами и неподвижной опорой
в промежуточном положении:

для «торможения»

L — L_Deck (общая длина пролета);

для «температуры»

— воздействия, возникающие вследствие колебаний температуры, могут быть опре­делены как алгебраическая сумма опорных реакций двух статических расположений, полученных пу­тем разделения пролетного строения на участки с фикси­ро­ванн­ными опо­рами, что­бы каждое пролетное строение имело неподвижную опору в про­ме­жу­точ­ном опорном по­ложении;

— для «кручения конца настила, обусловленного вертикальными нагрузками от транспортных средств»:

L — длина самого длинного пролета при неподвижной опоре;

b — отношение расстояния между нейтральной осью и поверхностью настила к высоте.