Диссертация (1173116), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Эти модели нагрузок нельзяпринимать для большинства распространенных проверок, так как ониориентированы на неограниченную выносливость и используются длястальных пролетных строений.37Нагрузка по схеме FLM3 предназначена для оценки усталостнойдолговечности, исходя из кривых усталости, без вычисления накопленияповреждений. Она состоит из четырех осей по 120 кН на расстоянии 1,2 + 6,0+ 1,2 метра, однако допускается наличие второго транспортного средства стакой же геометрией, но нагрузкой на ось 36 кН на расстоянии не менее 40 м.Значениепересеченияинтерваламостанапряжений,нагрузкойFLM3,возникающихумноженноевнарезультатекоэффициентдинамического усиления (учитывающий неровность проезжей части) икоэффициентнагрузки,даетзначение“эквивалентного”интерваланапряжений.
Коэффициент нагрузки зависит от длины пролета, расчетногосрока эксплуатации, количества полос движения и ожидаемого объемадорожного движения. EN 1991-2 [67, 103] дает примерное количествотяжелого транспорта в год на крайнюю правую полосу движенияНаибольшее расчетное количество грузовиков для автострад составляет2 млнавтомобилейвгод.Полученный“эквивалентный”интервалнапряжений сравнивают со значением допустимого интервала напряженийна кривой S-N, соответствующего 2 млн приложениям нагрузки.Нагрузки по схемам FLM4 и FLM5 предназначены для точныхпроверок, основанных на законе накопления усталостных поврежденийПалмгрена-Майнера [116]. FLM4 включает в себя пять «эквивалентных»грузовиков, с помощью которых можно смоделировать реальный потокавтомобилей (каждый грузовик пересекает мост в отсутствии другихтранспортных средств). FLM5 основывается на прямом использованиизафиксированного потока автомобилей с использованием статистическихданных и экстраполяции.
С использованием моделей FLM4 и FLM5определяется спектр диапазона напряжений, возникающий вследствиепрохождения грузовиков по мосту, и проводятся требующиеся проверки.38В американских нормах AASHTO [95] расчет на выносливостьпроизводится на проектный трехосный грузовик, состоящий из одной оси35 кН и двух осей по 145 кН с расстояниями 4,3 метра и 9 метров междуними соответственно. Наибольшее расчетное количество грузовиков дляавтострад составляет примерно 1,5 млн автомобилей в год. Расчетпроизводится по формуле:(∆) ≤ (∆) , (7)где – нагрузочный коэффициент, равный 1,5;∆ – интервал напряжений от воздействия усталостной подвижнойнагрузки (трехосного грузовика);(∆) – предел усталости при постоянной амплитуде переменнойнагрузки.Структурно методика расчета по AASHTO близка к методике расчетана FLM3 согласно Еврокоду и российским нормам.1.4.3.
Нагрузка при расчете на выносливостьВажнымфактором,определяющимвыносливостьэлементаавтодорожного моста, является нагрузка, которая принимается в расчете.Нагрузка класса АК, принятая в настоящее время, в том числе и в расчете навыносливость, была обоснована в работах А.И. Васильева [10, 12, 13] иС.В. Бохановой [8]. В работах С.В. Бохановой [8] и В.С. Мыцика [62]выявлено,чтоэффектвоздействиянагрузок,принятыхсогласноамериканским и европейским нормам [68, 95, 105], отличается от эффектавоздействия нагрузки, принятого согласно СП [82], не более чем на 5%.Также показано, что возникающие в элементах несущих конструкцийвнутренние силовые факторы от воздействия осевых нагрузок современныхавтотранспортных средств в среднем не превышает воздействие тележки АК39при классе нагрузки К = 9, а максимальное воздействие не превышаетвоздействие тележки АК при классе нагрузки К = 11.
Следует отметить, что впостановлении Правительства РФ от 2011 года [66] максимальная нагрузкана одиночную ось грузового автомобиля не должна превышать 11,5 т.Исходя из рассмотренных документов можно сделать важный вывод одостаточности и адекватности нагрузки класса АК для моделированияреальной обращающейся грузовой нагрузки и расчета на выносливость, сучетом, что нагрузка А11 соответствует настоящему моменту, а нагрузкаА14, на которую ведется расчет, дает учет перспективы увеличения осевыхнагрузок.
В дальнейшем испытательные нагрузки назначались согласноСП [82].1.5.Выводы по главеПроблеманеобходимостиуточненияметодикирасчетанавыносливость в действующих в России нормах становится особенноактуальной в последнее время и требует конкретного решения. Следуетособо отметить, что уточнение методики расчета должно происходить набазе экспериментальных исследований. Несмотря на несомненную важностьи накопленный объем результатов исследований, расчет выносливости всовременных нормативных документах России практически не подвергалсяизменениям в течение последних 30 лет.
Вне поля зрения исследователей всееще остаются некоторые пробелы в понимании работы железобетонныхэлементов на действие многократно повторяющихся нагрузок. Факторы,определяющие выносливость бетона, арматуры и железобетонных мостовыхконструкций в целом, изучены не вполне комплексно, мал объемэкспериментальных и теоретических исследований. Имеющиеся результатыисследований в этой области по большей части не нашли свое отражение вметодике расчета на выносливость в нормативных документах. Методикарасчета на выносливость была перенесена практически в неизменном виде из40ТУПМ [87] в СН [72, 73, 74], а оттуда в СНиП [75, 76, 77, 78] и СП [82].Отдельно необходимо отметить, что в СН [73, 74] в железобетонныхконструкциях,рассчитываемыхнавыносливость,недопускалосьиспользование стали 35ГС, а для стали 25Г2С запрещалось использоватьконтактную сварку перекрещивающихся стержней.
Расчет на выносливостьжелезобетонных плит проезжей части автодорожных мостов не применялся идопускалось использование сварных каркасов в автодорожных мостах.Впервые расчет железобетонных плит проезжей части автодорожных мостовна выносливость был введен лишь в 1991 г. в ходе актуализации ранеедействовавшего СНиП [75, 76] на основе рассмотренных выше исследованийЦНИИС [29, 30] и позднее был перенесен без изменений в СП [82]. Методикарасчета, принятая еще в ходе разработки ТУПМ [87] для железобетонныхэлементов железнодорожных мостовых конструкций, не была адаптированадля автодорожных мостов и не претерпела сколько-нибудь значительныхизменений. Исследований, посвященных работе железобетонной плитыпроезжей части на выносливость, недостаточно, а проведенные испытанияимеют существенные недостатки.
В итоге это привело к необходимостипрактически двукратного увеличения площади рабочей арматуры в плитахжелезобетонных балок с вязаными сетками и трехкратного увеличения приприменении сварных сеток.Незначительноеколичествоработпоизучениювыносливостиарматурных стержней со сварными соединениями, отсутствие современныхисследований,атакженедостаточнообоснованныепонижающиекоэффициенты, принятые в действующих нормативных документах, привелик отказу от применения сварных сеток в железобетонных плитах проезжейчастибалокавтодорожныхмостов,изготовленныхназаводе,чтоотрицательно сказалось на производительности труда из-за возврата квязаным каркасам или увеличении расхода рабочей арматуры класса А40041(АIII) в случае применения сварки согласно действующим нормативнымдокументам.42Глава 2.
Экспериментальные исследования выносливости арматурныхстрежней с крестообразными соединениями, выполненными заводскойконтактной точечной сваркойЦель экспериментальных исследований – определение степени влиянияна прочность и выносливость железобетонных плит проезжей частиавтодорожных мостов применения сеток из арматуры класса А400 (АIII),стали марки 25Г2С с крестообразными соединениями с арматурой классаА240 (АI), стали марки Ст3, выполненными заводской контактной точечнойсваркой по типу К1-Кт по ГОСТ [21]. Для этого в филиале ЦНИИС «НИЦМосты»авторомбылипроведенымноговариантныестатическиеидинамические испытания.Экспериментальные исследования проходили в два этапа. На первомэтапе испытывались образцы стержневой арматуры с привареннымистержнями гладкой арматуры и без нее.
На втором этапе – натурные образцыплиты проезжей части с сетками, выполненными с использованием сварныхкрестообразных соединений, а также с вязаными сетками.Исследования включали в себя статические и динамические испытанияобразцов. Статические испытания служили контрольными для динамическихи всегда проводились до разрушения образцов. Динамические испытаниявключали в себя испытания на выносливость образцов арматурных стержнейи полноразмерных образцов железобетонной плиты проезжей части.Испытаниянавыносливостьпредставляютсобойциклическоеприложение многократно повторяющейся нагрузки на образец вплоть доразрушенияилидостиженияпринятогочислацикловзагружения,называемого “базой испытаний”.
Важнейшими показателями испытаний навыносливостьявляютсясобственнобазаиспытаний,коэффициентасимметрии цикла ρ и частота изменения прикладываемой нагрузки.43База испытаний – это число циклов изменения нагрузки, до достижениякоторого ведутся испытания на выносливость. Во всех проведенных в ходеданной работы испытаниях была принята база в 2 млн циклов изменениянагрузки.Всуществующихнормативныхдокументах,посвященныххарактеристикам и испытаниям арматуры класса А400 (AIII) [24], а также вГОСТах на испытания бетона [18] и арматурных стержней классов А500с иВ500с [24, 27] в качестве базы испытаний на выносливость рекомендованы 2млн циклов изменения нагрузки. Авторы многих исследований дляиспытаний арматурных стержней класса А400 (AIII) используют базу в 2 млнциклов, исходя из природы повторяющихся нагрузок на мостовыеконструкции и их срок службы [16, 31, 44].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
