Значения для сечений балки жесткости
|
Тип сеч. |
|
|
|
|
Тип сеч. |
|
|
|
|
|
А1 |
1/3 |
4…6 |
0,13 |
1,0 |
Д1 |
1/7 |
8,0 |
– |
2,0 |
|
А2 |
1/6 |
4,5…5,5 |
0,13 |
1,0 |
Д2 |
1/10 |
7,0 |
– |
2,0 |
|
Б1 |
1/3 |
4,5…6 |
0,12 |
2,0 |
Д3 |
1/15 |
6,0 |
– |
2,0 |
|
Б2 |
1/6 |
6,5…7,5 |
0,12 |
2,0 |
Е1 |
– |
– |
0,17 |
1,0 |
|
В1 |
1/7 |
7,5 |
– |
2,0 |
Е2 |
– |
– |
0,17 0,18 |
1,0 |
|
В2 |
1/5…1/6 |
8,0 |
– |
2,0 |
Е3 |
– |
– |
0,14 |
1,0 |
|
В3 |
1/8 |
6,5 |
– |
2,0 |
У1 |
– |
9,0 / 16,0 |
– |
1,5 / 2,5 |
|
В4 |
1/9…1/10 |
5,0 |
– |
2,0 |
У2 |
– |
13,0 / 23,0 |
– |
1,5 / 2,5 |
|
Г1 |
1/4 |
5,0 |
0,13 |
2,0 |
У3 |
– |
12,0 / 21,0 |
– |
1,5 / 2,5 |
|
Г2 |
1/7 |
6,0 |
0,13 |
2,0 |
У4 |
– |
15,0 / 24,0 |
– |
1,5 / 2,5 |
Рис. 6.8 Типы сечений балок жесткости: 1 – обтекатели из легких металлов; 2 – крыло обтекателя; 3 – днище
Определение частот крутильных колебаний для висячих и вантовых мостов производится по выражениям [6]:
– для висячих мостов
(6.27)
–
для вантовых мостов (при
)
(6.28)
– для висячих и вантовых мостов с одной несущей фермой, расположенной в плоскости вертикальной оси симметрии проезжей части
(6.29)
Здесь
i
= 1, 2, 3 – форма колебаний; В
– ширина моста, м; l
–
длина пролета, м;
–
погонная масса пролетного строения,
т/м;
= 2107
т/мс2
–
модуль упругости материала (металла)
балки;
–
момент инерции балки жесткости в
вертикальной плоскости, м4;
– распор в висячей системе от постоянных
нагрузок, тм/с2;
G
= 0,4
–
модуль сдвига для материала балки
жесткости, т/мс2;
– крутильный
момент инерции поперечного сечения
балки жесткости, м4;
r
– радиус инерции сечения балки жесткости
с проезжей частью, м;
– продольная сила в балке жесткости,
которую принимают постоянной по всему
пролету (знак «+» для безраспорной
системы, знак «–» для распорной), тм/с2;
–
количество панелей в основном пролете;
– жесткость упругой опоры, заменяющей
прикрепление ванты,т/с2,
где
– средняя арифметическая величина
коэффициента жесткости из величин,
определяемых по формуле
;
– коэффициент жесткости опоры, ближайшей
к середине пролета;
= 1,7107
т/мс2;
– площадь сечения ванты, м2;
–
длина
ванты, м;
–
угол наклона ванты к горизонтали.
Учитывая,
что определение величин
весьма громоздко, можно допустить
приблизительную оценку
с помощью условия
(6.30)
где
– частота
вертикальных собственных колебаний,
определяемая по п. 6.1.4;
= 1…3 – параметр, зависящий от типа
сечений балки жесткости (табл. 6.1).
Кроме того, для висячих мостов можно также использовать оценки, гарантирующие аэродинамическую устойчивость, в виде следующих критериев [4, 7]:
– критерии Д. Штейнмана
1) высота балки жесткости в осях между поясами, м
;
(6.31)
2) изгибная жесткость балки жесткости, кНм2
(6.32)
3)
;
(6.33)
– критерий Р. Аммана
(6.34)
Здесь
– центральный (главный) пролет, м;в– ширина моста между подвесками, м;
– высота пилона, м;
– частота вертикальных собственных
колебанийi-й
формы,с–1;
погонная
масса пролетного строения, т/м;
= 9,81 м/с2;В– ширина моста, м;
– стрела провиса кабеля в основном
пролете, м;
– момент инерции балки жесткости в
вертикальной плоскости,м4.
В случае невыполнения условий (6.22), (6.32)–(6.34) необходимо откорректировать параметры моста.
Для полного расчета моста на действие
ветровой нагрузки необходимо проверить
его работу в горизонтальной плоскостина статическое воздействие ветра.
Интенсивность ветровой нагрузки на
боковую поверхность моста (балки
жесткости)
определяется по СНиП [10, п. 2.24] и данным
[4]. Производится проверка прочности
балки жесткости на изгиб в горизонтальной
плоскости по выражению
(6.35)
а также на максимальный прогиб [6]
(6.36)
При невыполнении условия (6.36) устанавливаются
ветровые оттяжки, увеличивается ширина
моста (увеличение
).
6.2.3. Рекомендации по повышению аэродинамической устойчивости
Приведенные ниже рекомендации направлены на уменьшение колебаний и подразделяются по эффективности их применения при различных видах колебаний следующим образом:
a) для снижения вертикальных колебаний
–
повышение жесткости пролетного строения
;
–
увеличение погонной массы пролетного
строения
;
б) для снижения горизонтальных колебаний
– увеличение ширины моста в;
– постановка ветровых горизонтальных предварительно напряженных оттяжек;
в) для снижения крутильных колебаний
– применение жестких пространственных конструкций коробчатого типа;
г) для снижения изгибно-крутильных колебаний
– применение балок жесткости улучшенной обтекаемости или устройство обтекателей из легких металлов для обычных решений балок жесткости (см. рис. 6.8).
Для повышения аэродинамической устойчивости могут также применяться различные конструктивные меры, основанные на аэродинамических эффектах:
а) устройство перфорации в сплошностенчатых балках жесткости, в настиле полотна проезда, в стойках пилонов замкнутого сечения;
б) устройство разделительного бордюра по оси проезжей части;
в) устройство интерцепторов Бэрда (для висячих трубопроводов) в виде крыльев, ребер, спиралей, кожухов с перфорацией.