4.5.3 Группы нагрузок в кратковременных расчетных ситуациях

(1) Правила, определенные в 4.5.1 и 4.5.2, применимы со следующими изменениями, приведенными в 4.5.3(2).

(2) Для проверок в кратковременных расчетных ситуациях нормативные значения, связанные с тандемной системой, должны быть приняты равными а все другие нормативные, часто встре­ча­ющиеся и квазипостоянные значения, а также горизонтальные силы являются такими, как опре­де­лено для устойчивых расчетных ситуаций без любого изменения (т. е. их не уменьшают про­пор­ци­онально весу тандемов).

Примечание — В кратковременных расчетных ситуациях, обусловленных обслуживанием дороги или моста, транспортный поток обычно концентрируется на уменьшенных областях без значительного уменьше­ния и длительные пробки являются частым явлением. Однако более значительное уменьшение потока может учитываться в тех случаях, когда движение самых тяжелых грузовиков напра­вляется в другую сторону при помощи соответствующих мероприятий.

4.6 Модели усталостной нагрузки

4.6.1 Общие положения

(1) Транспортный поток, идущий по мостам, обусловливает спектр напряжений, способных вызы­вать усталость. Этот спектр напряжений зависит от геометрии транспортных средств, осевых нагру­зок, интервала между транспортными средствами, состава транспортного потока и его динамических воздействий.

(2) В последующем изложении (4.6.2 – 4.6.6) определены пять моделей усталостной нагрузки от вертикальных сил.

Примечание 1 — Как правило, горизонтальные силы следует учитывать одновременно с вертикальными си­ла­ми в индивидуальном проекте, например, иногда может возникать необходимость рассматривать центро­бежные силы вместе с вертикальными нагрузками.

Примечание 2 — Использование различных моделей усталостной нагрузки определено в EN 1992 – EN 1999, причем дополнительная информация приведена ниже:

a) модели усталостной нагрузки 1, 2 и 3 предназначены для определения максимальных и минимальных напряжений, обусловленных возможным расположением нагрузки на мосту в рамках любой из этих мо­де­лей; во многих случаях в EN 1992 – EN 1999 используется алгебраическая разность этих напряжений;

b) модели усталостной нагрузки 4 и 5 предназначены для определения спектра диапазона напряжений, возникающих вследствие прохождения грузовиков по мосту;

c) модели усталостной нагрузки 1 и 2 предназначены для проверки возможности рассматривать уста­лостную долго­вечность как неограниченную, когда определен предел усталости при постоянной амплитуде на­пряжения. Поэтому они используются для стальных конструкций и могут не соответствовать дру­гим материалам. Модель усталостной нагрузки 1 в общем случае традиционна и автоматически описы­вает ре­зультаты для многорядного движения. Модель усталостной нагрузки 2 более точна, чем модель уста­лостной нагрузки 1, когда для проверок усталости можно пренебречь одновременным присутствием не­скольких грузовиков на мосту. В противном случае эта модель должна быть использована только тогда, когда она снабжена дополнительными данными. Национальное дополнение может определить условия ис­поль­зования моделей усталостной нагрузки 1 и 2;

d) модели усталостной нагрузки 3, 4 и 5 предназначены для оценки усталостной долговечности, исходя из кри­вых усталостной прочности, определенных в EN 1992 – EN 1999. Они не должны ис­поль­зоваться для проверки возможности рассматривать усталостную долговечность как неограниченную. По­этому они не являются количественно сопоставимыми с моделями усталостной нагрузки 1 и 2. Модель усталостной нагруз­ки 3 может также использоваться для непосредственной проверки расчетов, проведенных упро­щенными метода­ми, в которых влияние объема годового грузооборота и некоторых мостовых габаритов учитывается с помощью зависимого от материала поправочного коэффициента _e;

e) модель усталостной нагрузки 4 более точна, чем модель усталостной нагрузки 3 для ряда мостов и транс­портных потоков, когда можно пренебречь одновременным присутствием нескольких грузовиков на мос­ту. Если это не так, то эту модель следует использовать только в том случае, если она подтверждена до­пол­ни­тельными данными, указанными или определенными в национальном приложении;

f) модель усталостной нагрузки 5 является наиболее общей моделью, использующей реальные транс­портные данные.

Примечание 3 — Значения нагрузки, приведенные для моделей усталостной нагрузки 1–3, подходят для интенсивного движения, типичного для европейских магистралей или автострад (категория транспортного потока номер 1, определенная в таблице 4.5).

Примечание 4 — Значения моделей усталостной нагрузки 1 и 2 могут модифицироваться в инди­ви­ду­альном проекте или с помощью национального приложения при рассмотрении других категорий транспортного потока. В этом случае изменения, внесенные в модели, должны быть пропорциональными. Для модели усталостной нагрузки 3 такое изменение зависит от процедуры проверки.

(3) Для проверок усталости категория транспортного потока на мосту должна быть определена посредством:

— количества медленных полос движения;

— количества N_obs автомобилей большой грузоподъемности (максимальная полная нагрузка от транспортного средства превышает 100 кН), наблюдаемого или оцененного в расчете на 1 год и на од­ну медленную полосу движения (т. е. полосу движения, используемую в основном грузовиками).

Примечание 1 — Категории и значения транспортного потока могут быть определены в национальном при­ложении. Показательные значения для N_obs приведены в таблице 4.5 для медленной полосы движения при ис­пользовании моделей усталостной нагрузки 3 и 4. На каждой быстрой полосе движения (т. е. полосе движе-ния, используемой в основном легковыми автомобилями) может быть дополнительно учтено 10 % N_obs.

Таблица 4.5(n) — Показательное количество автомобилей большой грузоподъемности, ожидаемое в расчете на 1 год и на одну медленную полосу движения

Транспортная категория		Nobs в расчете на 1 год и на одну медленную полосу движения
1	Дороги и автострады с двумя или большим количеством по­лос движения для каждого направления с высокой ин­тен­сивностью потока грузовиков	2,0  106

Окончание таблицы 4.5(n)

Транспортная категория		Nobs в расчете на 1 год и на одну медленную полосу движения
2	Дороги и автострады со средней интенсивностью потока гру­зовиков	0,5  106
3	Главные дороги с низкой интенсивностью потока грузовиков	0,125  106
4	Проселочные дороги с низкой интенсивностью потока грузо­виков	0,05  106

Примечание 2 — Данных таблицы 4.5 недостаточно, чтобы характеризовать транспортный поток для про­верок усталости. Как правило, следует рассматривать и другие параметры, например:

— процентное содержание различных типов транспортных средств (см. таблицу 4.7), зависящее от типа транспортного потока;

— параметры, определяющие распределение нагрузки транспортных средств или осей каждого типа.

Примечание 3 — Нет общего соотношения между категориями транспортного потока при проверках усталости и классами нагрузки и соответствующими коэффициентами , приведенными в 4.2.2 и 4.3.2.

Примечание 4 — Не исключаются промежуточные значения N_obs, но маловероятно, что они будут иметь су­щественное влияние на усталостную долговечность.

(4) Для оценки общих результатов воздействия (например, на главные балки) все модели уста-лостной нагрузки должны быть размещены по центру на полосах загружения моста подвижной на­грузкой, определенных в соответствии с принципами и правилами, приведенными в 4.2.4(2) и (3). Медленные полосы движения должны быть обозначены при расчете.

(5) Для оценки результатов локального воздействия (например, на плиты) модели должны быть расположены по центру на полосах загружения моста подвижной нагрузкой, которые, как предполага­ют, могут быть расположены в любом месте на проезжей части. Однако если поперечное рас­положение транспортных средств для моделей усталостной нагрузки 3, 4 и 5 является существенным для изучаемых воздействий (например, для ортотропных плит), то следует учитывать статистическое распределение поперечного положения транспортных средств в соответствии с рисунком 4.6.

Рисунок 4.6 — Частотное распределение поперечного положения центровой линии транспортного средства

(6) Модели усталостной нагрузки 1–4 включают усиление динамической нагрузки, соответ­ствующее дорожным покрытиям хорошего качества (см. приложение B). Дополни­тельный динами­чес­кий коэффициент усиления _fat должен учитываться в зоне деформационных швов и опре­де­ляться для всех нагрузок по формуле

, (4.7)

где  D — расстояние, м, от рассматриваемого поперечного сечения до деформа­цион­ного шва (рисунок 4.7);

_fat  — дополнительный динамический коэффициент усиления;

D — расстояние от рассматриваемого поперечного сечения до деформационного шва.

_fat

Рисунок 4.7 — Представление дополнительного динамического коэффициента усиления

Примечание — Как правило, допускается применять _fаt = 1,3 для любого поперечного сечения в пределах длины участка 6 м от температуры деформационного шва. Значение дополнительного дина­мического коэффициента усиления может быть изменено в национальном приложении. Рекомендуется использовать формулу (4.7).