ПЗ (1191596), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Балочные мосты также подразделяются на подтипы:

Разрезная система – состоит из ряда балок, причём одна балка перекрывает один пролёт. Система статически определима и может применяться при любых типах грунтов. Недостатки: большое количество деформационных швов и обязательное наличие двух опорных частей на каждой промежуточной опоре.

Неразрезная система – одна балка пролётного строения перекрывает несколько пролётов или сразу все. Таким образом, пролётное строение неразрезной системы рассчитывается как многоопорная статически неопределимая балка с использованием метода сил, метода перемещений или других методов расчёта статически неопределимых систем, применяемых в строительной механике. Неразрезная система хороша меньшим, чем в разрезной, количеством деформационных швов и меньшей строительной высотой. Недостаток такой системы – чувствительность к деформации основания.

Консольная система – состоит из двух типов балок. Одни балки опираются на две опоры и имеют консольные свесы. Другие балки называются подвесными, поскольку опираются на соседние балки. Соединение балок осуществляется при помощи шарниров. Достоинством консольной системы является её статическая определимость, а, следовательно, лёгкость расчёта и нечувствительность к грунтам. К недостаткам системы можно отнести большое количество и сложность устройства деформационных швов шарнирного типа, а также нарушение комфортности проезда в зоне шарниров. В настоящее время мосты такой системы сооружаются редко.

Температурно-неразрезная система – состоит из двухопорных балок, объединённых в цепь с помощью верхней соединительной плиты. Под действием вертикальных нагрузок такая система работает как разрезная, а под действием горизонтальных – как неразрезная. Её достоинством является меньшее количество деформационных швов, а недостатком – обязательное наличие двух опорных частей на каждой промежуточной опоре.

Во всех вышеперечисленных схемах мостов пролётные строения могут изготавливаться как в виде сплошных балок различного сечения, так и в виде решётчатых конструкций, т.е. ферм. Фермерные – как правило, железнодорожные мосты с пролётом свыше 50 м. Преимущества фермы – лёгкая конструкция, позволяющая перекрывать достаточно большие пролёты (обычно от 40 до 150 м). Фермы изготавливают из стандартного стального проката. Единственная в мире эксплуатируемая железобетонная мостовая ферма находится в г. Белово Кемеровской области на подъездных железнодорожных путях предприятия.

1.2.2 Распорные

Распорные отличаются от балочных тем, что нагрузки, передаваемые с пролётных строений на опоры, имеют не только вертикальную, но и горизонтальную составляющую, называемую в строительной механике распором. Выделяют несколько разновидностей распорных систем, довольно сильно отличающихся друг от друга:

Арочные – классический тип каменного моста, известный с глубокой древности: основными несущими конструкциями являются арки или своды. Арка – криволинейный брус, у которого поперечный размер меньше высоты. Свод – криволинейный брус, у которого ширина сечения значительно больше высоты.

Висячие – мост, в котором основная несущая конструкция выполнена из гибких элементов (канатов, цепей и др.), работающих на растяжение, а проезжая часть подвешена. Этот вид представляют все крупнейшие по длине и высоте пролёта мосты мира.

Вантовые – разновидность висячих мостов: роль основной несущей конструкции выполняет вантовая ферма, выполненная из прямолинейных стальных канатов. Ванты прикреплены к пилонам – высоким стойкам, монтируемым непосредственно на опорах. Пилоны в основном располагаются вертикально, но не исключено и наклонное их расположение. К вантам крепится балка жёсткости, на которой располагается мостовое полотно. Ванты располагаются под углом наклона к горизонтали не менее 30 градусов, так как в противных случаях в них возникают большие усилия, и жёсткость сильно уменьшается. Балку жёсткости лучше выполнять коробчатого сечения, поскольку это улучшает её работу на кручение от временных нагрузок и от действия ветра. Наиболее часто вантовая система применяется при перекрытии глубоких и/или широких рек и в городских условиях.

Рамная система – состоит из рам, стойки которых выполняют роль опор, а ригели – роль пролётных строений. По форме рамы могут быть Т – образными, П-образными, а также иметь две наклонные стойки и консольные свесы (специального названия не имеют). Достоинствами рамной системы являются небольшая строительная высота и увеличенное по сравнению с балочными системами подмостовое пространство. Всё это делает рамные конструкции удобными для путепроводов и эстакад. Также данная система может быть применена в горных условиях из-за того, что там в силу особенностей рельефа нельзя понизить уровень проезда. Недостатками рамной системы являются сложность строительства и чувствительность к деформации основания. Такие системы в настоящее время малоприменимы из-за дороговизны и специфичности.

Комбинированная схема – наиболее часто встречается балка с арочной подпругой; как правило, это городские мосты через большие реки.

1.2.3 Наплавные и понтонные мосты

Их особенность в плавучих пролетах или опорах, называемых понтонами. Эти схемы не предусматривают жесткого каркаса и жесткого крепления с берегом, поэтому зачастую являются временными.

Разновидностью понтонного моста является наплавной мост, который не имеет обособленных понтонов – плавучими являются сами пролётные сооружения. Основное применение понтонных мостов – организация временных переправ через водные преграды при аварии или во время ремонта постоянных мостов, в военном деле, при ликвидации последствий стихийных бедствий и других. Однако встречаются и постоянно функционирующие понтонные и наплавные мосты (например в Павлове, Бийске, Уренгое, Спасске, Байконуре).

Достоинством понтонных мостов является их транспортабельность (как по воде, так и по суше в разобранном состоянии), быстрота монтажа. К недостаткам относятся создание проблем для судоходства, малая несущая способность, зависимость от ветра, волн и уровня воды, невозможность эксплуатации в период ледохода и ледостава. При неправильной эксплуатации понтонные мосты могут «уплыть», как это было в 2005 году в городе Новокузнецке с мостом через реку Кондому.

1.2.4 Разводные

Особый тип мостов – разводные мосты. В разведённом состоянии мост не мешает проходу судов. Своими разводными мостами знаменит Санкт-Петербург, где все мосты через Неву, кроме Большого Обуховского моста, являются разводными.

Особые конструкции разводных мостов:

– мосты, разводимые поднятием средней части:

– первый тип: пролёт поднимается в горизонтальном положении вверх (например, железнодорожный мост в Ростове-на-Дону);

– второй тип: пролёт или пролёты поднимаются, поворачиваясь вокруг одного из шарниров (например, Дворцовый мост в Санкт-Петербурге);

– поворотные мосты: у таких мостов средняя часть шарнирно укреплена на стоящей в середине реки опоре. Мост разводится поворотом средней части на 90°, таким образом средняя часть становится параллельна руслу реки. Примером такой конструкции служит Варваровский мост в украинском городе Николаеве, поворотный пролёт которого имеет длину 134 м, и мост в Валенсии, по которому проложена трасса для гонок Формулы-1.

1.3 Информационно-расчётные системы

Комплекс графических и текстовых документов, определяющих технологию изготовления изделия, которые содержат данные для организации производственного процесса, называется технологической документацией. В машиностроении государственными стандартами установлена Единая система технологической документации (ЕСТД), являющаяся составной частью единой системой технологической подготовки производства (ЕСТПП).

ЕСТД определяет взаимосвязанные правила и положения о порядке разработки, оформления, комплектации и обращения технологической документации, разрабатываемой и применяемой всеми машиностроительными и приборостроительными предприятиями. Основное назначение стандартов ЕСТД - установление на всех предприятиях единых правил оформления и ведения технологической документации. ЕСТД обеспечивает стандартизацию обозначений и унификацию документации на различные виды работ, предусматривает возможность обмена между предприятиями технологическими документами без их переоформления, что обеспечивает стабильность комплектности документации, исключающую их повторную разработку предприятиями.

Основные технологические документы (ГОСТ 3.1102-81) подразделяют на документы общего и специального назначения. К первым относятся технологические документы, применяемые отдельно или включенные в комплекты документов на технологические процессы, независимо от характера технологических методов изготовления или ремонта изделия.

В настоящий момент существует не так много крупных расчётных систем, обеспечивающих работу инженера при расчёте мостовых конструкций.

Среди таких комплексов наиболее известны LUSAS (Великобритания), GT STRUDL (США), MIDAS/CIVIL (Корея) и RM BRIDGE (Австрия). Хороший модуль для расчёта мостов имеется также в программном комплексе SOFISTIK (Германия).

Рисунок 3 – Программный комплекс GT STRUDL

Программный комплекс MIDAS/CIVIL появился в России в 2003 году и быстро завоевал популярность среди специалистов по проектированию и расчёту мостов. Корейские программисты создали очень дружественную оболочку (интерфейс), которая позволяет строить конечно-элементные расчётные модели сооружений с минимальными затратами труда.

Рисунок 5 – Программный модуль RM

Рисунок 4 –Программный модуль LUSAS

Сущность поставленной задачи

Сущность поставленной задачи заключается в разработке программного модуля для расчёта прочности мостовых опор. Программный модуль предназначен для выполнения необходимых вычислений, выбора материала, примерного построения конструкции для наглядности. Сведения выполненных расчётах должны записываться в текстовых документ для дальнейшего редактирования и составления технической документации.

Программа должна обладать простым и дружественным интерфейсом, понятным и легким для освоения.

Постановка задачи

Требуется разработать программу, используя языки программирования, такие как C++ и Phyton, а также необходимые графические редакторы, для повышения качества интерфейса.

Первичные документы

Первичными документами в данной задаче будут являться документация аналогичных программ, как отечественных, так и зарубежных. Методические пособия, научная и техническая литература.

Требования, предъявляемые к системе

Следует выделить наличие удобного и функционального интерфейса. Необходимо наличие наглядного представления результатов работы и стабильно низкое потребление ресурсов компьютера.

Требования, предъявляемые к ПО

Программный модуль поддерживает платформы Windows XP- Windows10.

2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ

Рассмотрим проверочный расчет пакетного пролетного строения. В соответствии с действующими нормами проектирования и пакетное пролетное строение из двутавровых балок рассчитывается по двум предельным состояниям:

– по первому предельному состоянию проверяется его прочность и выносливость;

– по второму предельному состоянию проверяется принятое сечение на жесткость, для чего должен быть определен упругий прогиб пролетного строения в середине пролета от временной статической нагрузки и сопоставлен с допускаемыми техническими условиями упругим прогибом.

Характеристики

Список файлов ВКР