Определение схемы продольных связей и размеров сечения их элементов

Продольные связи между продольными балками, распо­лагаемые в уровнях верхнего и нижнего поясов, прикрепля­ются к последним высокопрочными болтами с помощью го­ризонтальных фасонок. При таком соединении целесообраз­но принимать треугольную решетку связей изодиночных уголков. Применение крестовой решетки вызовет необходи­мость соединения диагоналей в местах их пересечения с по­мощью соединительных фасонок.

Угол наклона диагоналей связей целесообразно прини­мать в 40...50° (предельные значения от 30 до 60°). На рисунке 3.3 показаны варианты расположения диагоналей свя­зей. В варианте 1 принята одна диагональ на участке 0,25 l_m, в варианте 2 — две диагонали. Если углы β₁ и β₂ лежат в указанных ранее пределах, то вопрос о том, какой вариант расположения диагоналей принять, решается исходя из срав­нения расхода металла. Для этого нужно, принимая предель­ную гибкость, определить сечение диагоналей из одиночных равнополочных уголков (расчет на силовые воздействия в кур­совом проекте разрешается не производить).

По схеме, приведенной на рисунке 3.3, необходимо опреде­лить геометрические длины диагоналей по обоим вариантам.

Свободная длина элементов продольных связей из оди­ночных уголков принимается равной расстоянию между крайними болтами прикрепления их концов. Радиус инерции сечения принимается для уголка минимальным /2, п. 4.54/. Для равнополочного уголка минимальный радиус инерции принимается относительно оси у₀ — у₀ (рисунок 3.4). На рисунке 3.4 приведена конструкция узла нижних продольных связей и показана искомая свободная длина l_{ef, д}для диаго­нали (аналогично определяется свободная длина распорки).

1 - с одним уголком в четверти панели; 2 – с двумя уголками в четверти панели

Рисунок 3.3 – Варианты схемы продольных связей

Геометрическая длина для распорок будет равна 1,90 м, что соответствует расстоянию между осями продольных балок /2, п. 4.117/.

Рисунок 3.4 – Нижний узел продольных связей

Свободная длина диагонали l_{ef, д}определится но формуле

(3.5)

где l_г.д — геометрическая длина диагонали; b_f — ширина пояса продольной балки; r — максимально возможное рас­стояние от края пояса до последнего болта прикрепления диагонали, принимаемое по табл. 89 /2/ (см. Приложение Н) равным 1,5 d (d — диаметр болта).

Свободная длина распорки l_ef,p определится по формуле

(3.6)

 

где l _г,р — геометрическая длина распорки, принимаемая равной 1,90 м по п. 4.117 /2/.

Гибкость элементов продольных связей согласно табл. 76^* /2/ не должна превышать 130. Из этого условия и опреде­ляется их сечение. Минимальный радиус инерции сечения вычисляется по формуле

(3.7)

где l_ef —свободная длина диагонали или распорки, опреде­ляемая по формулам (3.5) и (3.6) соответственно; λ_max — максимальная гибкость элемента связей, принимаемая рав­ной 130.

По сортаменту равнополочных уголков (ГОСТ 8509—93) определяется сечение с наименьшей площадью, имеющее минимальный радиус инерции, не менее определенного по фор­муле (3.7). Минимальные размеры уголков для конструкций в железнодорожных мостах по табл. 85 /2/ — 80×80×8. Если размер полки уголка из расчета по гибкости окажется более 125 мм, следует принять другую схему решетки продольных связей, по которой можно получить размеры полки не более 125 мм. При размере полки уголка более 125 мм в прикрепле­нии необходимо предусматривать не одну, а две риски для болтов, располагаемых в шахматном порядке. Это усложнит конструкцию узла, показанного на рисунке 3.4, и увеличит коли­чество болтов (их ставят не менее двух по каждой риске со­гласно п. 4.155 /2/), а также размер фасонки.

Если размеры сечений диагоналей продольных связей по обоим вариантам (см. рисунок 3.2) приемлемы, то окончатель­ное решение следует принять по результату сравнения рас­хода металла.

Конструкция узла соединения элементов продольных свя­зей с поясом продольной балки, показанная на рисунке 3.4, мо­жет служить основой при конструировании аналогичных уз­лов (когда есть только одна распорка или только две диаго­нали и т. п.). Из-за разности толщин поясов продольной и поперечной балок под горизонтальными фасовками нижних продольных связей ставятся прокладки (их толщина не мо­жет быть менее 4 мм согласно табл. 85 /2/).

При мостовом полотне с железобетонной безбалластной плитой верхние продольные связи между продольными бал­ками не ставятся (их заменяет плита). В качестве верхних связей могут оставаться лишь верхние распорки поперечных связей.

Конструкция мостового полотна приведена в Указаниях /6/ и на рисунках 3.5 и 3.6.

В курсовом проекте расчет элементов продольных и по­перечных связей между продольными балками разрешается не производить. Прикрепление этих элементов в узле следует показывать минимальным, согласно п. 4.155 /2/.

 

Рисунок 3.5 - Мостовое полотно на мостовых брусьях с костыльным креплением рельсов: слева - охранный уголок прикреплен лапчатым болтом; справа - охранный уголок прикреплен костылями

1 - безбалластная железобетонная плита; 2 - контруголок; 3 - путевой рельс со скрепле­ниями; 4 - опорная деревянная прокладка; 5 - арматурная сетка; 6 - цементно-песчаная подливка; 7 - высокопрочная шпилька крепления плиты;

8 - овальное отверстие для шпильки и нагнетания раствора под плиту

 

Рисунок 3.6 - Мостовое полотно на безбалластных железобетонных плитах