В ортотропных плитах под железную дорогу временная нагрузка распределяется через балласт. Ширина распределения принимается равной 2,7 + hб либо 2,7 + 2•hб. Где hб – толщина балласта. Распределение продемонстрировано на рисунке Рисунок 99.
Так, продольные рёбра оказываются трёх типов – первые, на которых нагрузка расположена абсолютно, вторые, на которых она расположена частично и последние, каковые выясняются вне территории действия временной нагрузки. В практике проектирования рёбра до которых может хоть частично добраться нагрузка делают однообразного сечения, а до которых она не доходит – меньшего. К расчёту принимают lрасп = 2,7 + hб, поскольку это даёт большее КПУ.
Из-за равномерного распределения нагрузки, КПУ на рассчитываемое ребро возможно выяснить как –
Рисунок 99. Распределение давления в железной дороге.
, где а – ход между осями рёбер, а lрасп – протяженность распределения временной нагрузки.
Так для примера на рисунке Рисунок 99 ход рёбер a = 0,4м, lрасп = 2,7 + hб = 2,7 + 0,35 = 3,05
В расчёте ортотропных плит под дорогу считается, что временная нагрузка передаётся через асфальт на плиту по углом в 45? (рисунок Рисунок 100).
Для получения КПУ продольного ребра нужно знать линию влияния давления этого элемента. Она возможно взята из пространственного расчёта либо из способа рычага.
Способ рычага присутствует тут как в классическом виде, так и в ещё более упрощённом.
Разглядим данный упрощённый способ. Так как в балочном ростверке мы разрезали продольные балки, то связи между ними возможно вовсе не учитывать. Тогда нагрузка на разглядываемое ребро будет только в том случае, в то время, когда нагрузка находится в точках 1-2-3, и КПУ в этих обстоятельствах равен единице. Для всех остальных положений нагрузки КПУ равен нулю. Вид линий влияния для таких рёбер указан на рисунке Рисунок 101.
Рисунок 100. Распределение давления под колесом А14.
Тогда ширина отпечатка колеса в уровне настила будет равна –
b = a + 2•hдо, где a – ширина колеса (для А14 a = 0,6м, для Н14 a = 0,8м), а hдо – толщина дорожной одежды.
Для таковой линии влияния КПУ будет равен площади линии влияния, дроблённой на ширину отпечатка колеса (рисунок Рисунок 101). Полученное значение нужно поделить пополам, поскольку мы находим КПУ не для одного колеса, а для полосы.
Для примера с этого же рисунка определим значения КПУ для А14 и Н14. Примем толщину дорожной одежды в 15см, тогда ширина отпечатка для А14 составит b = 0.6 + 2•0.15 = 0,9м, для Н14 — b = 0.8 + 2•0.15 = 1,1м
К случаю а) –
К случаю б) –
В будущем остановимся лишь на случае А14, так как случай для Н14 подобен, но не характерен по причине того, что для большепролётных мостов (в которых в большинстве случаев и устраивают ортотропные плиты) определяющей нагрузкой есть конкретно А14.
Рисунок 101. Распределение давления по первому способу. а) для полосовых рёбер, б) для рёбер корытного типа. Размеры в миллиметрах.
Определение нагрузки классическим способом рычага продемонстрировано на рисунке Рисунок 102.
Для случая а) на рисунке Рисунок 102, вся площадь линии влияния покрывается временной нагрузкой, тогда –
Загружение дало такое же КПУ как в первом способе.
Рисунок 102. Распределение давления по способу рычага. а) для полосовых рёбер, б) для рёбер корытного типа. Размеры в миллиметрах.
Для случая б)
Площадь линии влияния под отпечатком колеса –
Как видно из сопоставления, и тут мы взяли фактически то же самое число. Отличие в КПУ возможно взять лишь в том случае, если площадь линии влияния под отпечатком временной нагрузки намного меньше неспециализированной площади линии влияния. Для этого нужно включить в распределение нагрузки пара соседних рёбер, как минимум по два с каждой стороны. На рисунке Рисунок 103 видно, для полосовых рёбер кроме того такое включение не даёт изменение в КПУ.
Рисунок 103. Линия влияния давления при включении пяти рёбер в работу.
КПУ для этого случая будет равен
Выстроив конечноэлементную модель проезжей части и прогнав единичную нагрузку поперёк оси моста, возможно взять распределение упрочнений между всеми рёбрами конструкции.
Пример таковой линии влияния дан на рисунке Рисунок 104. Площадь линии влияния под колесом для этого случая оказалась равна –
Налицо большое уменьшение КПУ и как следствие упрочнений в ребре. Вместе с тем необходимо не забывать, что в приопорной территории (над поперечной балкой в нашем случае) лилия влияния будет строиться по способу рычага, а рассмотренный метод действуют лишь в пролете. Исходя из этого, в случае, если рёбра имеют переменное сечение, то нужно определять упрочнение использую два различных КПУ для различных сечений (либо способом рычага в запас). В случае, если же рёбра установлены постоянного сечения, то громаднейшее упрочнение у них появляется над опорой и тут снова подходит лишь способ рычага.
Рисунок 104. Линия влияния давления при включении всех рёбер в работу.