Классификация мостов и нагрузок

Мосты до 1875 г. строили без каких-либо общепринятых норм, а начиная с 1875 г.— по нормам, которые изменялись в последующем (в 1884, 1896, 1907, 1923—1925, 1931, 1947, 1956, 1962, 1966 гг.). Нагрузки реальных поездов, а вместе с ними и нормативные непрерывно возрастали. Совершенствовались методы расчета и конструирования мостов, изменялись допускаемые напряжения

поЗ,5к поЗ,0к поЗ,5к поЗ,0к по1,0и

Рис. 208. Нормативная нагрузка НК-1930

на материалы. Фактические запасы на рост нагрузок оказались неодинаковыми, тем более если учесть изменения в состоянии самих конструкций. В результате этого грузоподъемность эксплуатируемых мостов и отдельных их элементов весьма разнообразна.

С другой стороны, разнотипны и обращающиеся нагрузки, далеко не однородные по воздействию на мосты.

Поэтому, чтобы определить обычными методами расчета возможность пропуска нагрузок по какому-то мосту, потребовалось бы всякий раз выполнять эти расчеты заново для каждого вида обращающейся нагрузки, что длительно и непрактично. Работа значительно упрощается при классификации мостов по грузоподъемности нагрузок — по воздействию на мосты.

Сущность классификации состоит в том, что для грузоподъемности мостов и для воздействия нагрузок принята за единицу измерения одна и та же единичная нагрузка. Для каждого старого моста однажды определяют, скольким единицам (или, как говорят, какому классу) этой единичной нагрузки соответствует грузоподъемность моста. Так и для каждой обращающейся нагрузки, например, для поезда с тепловозом ТЭЗ, определяют, какому классу, т. е. скольким единицам той же единичной нагрузки соответствует воздействие данной нагрузки на мосты различных длин.

В итоге грузоподъемность каждого моста и воздействие различных поездных нагрузок выражены соизмеримо — в одних и тех же единицах.

Следовательно, для определения возможности пропуска той или иной нагрузки достаточно только сравнить по имеющимся данным класс нагрузки с классом моста, не производя каких-либо расчетов.

Классификацию старых мостов, выполняемую с 1931 г., производят по нормативной нагрузке НК1930(при К=1) и при допускаемых наибольших напряжениях 1700 кгс/см².

Схема нагрузки НК-1930 (рис. 208) напоминает как бы реальный поезд, состоящий из двух локомотивов (по девять осей) и вагонов. Допустим, что стрелки по рис. 208 соответствуют осям локомотива, цифры между ними—расстояниям в метрах, цифры под стрелками — давлению осей в тоннасилах, вертикальная штриховка— давлению вагонной нагрузки также в тонна-силах, но не на ось, а на 1 пог. м пути. Тогда при классе К-6 получим давление на оси локомотива по 21 и 18 тс, а давление от вагонов — по 6 тс/м, что близко к давлению обращающихся нагрузок.

Нагрузке НК-1930 соответствуют допускаемые напряжения (наибольшие—1700 кгс/см²). Они ниже нормативного сопротивления (2400 кгс/см²), принимаемого для нагрузки СК (стр. 20) при расчете новых мостов по предельным состояниям. Однако эта разница (700 кгс/см²) при расчете по допускаемым напряжениям служит общим коэффициентом запаса, в то время как при расчете по предельным состояниям он расчленен на части, учитываемые коэффициентами перегрузки, однородности материалов, условий работы (стр. 25—27).

Классификацию мостов составляют мостоиспытательные станции в результате обследования сооружения в натуре. При этом грузоподъемность в классах определяют для каждого элемента, т. е. по действительным реальным размерам сечений и прикреплений за вычетом всех имеющихся ослаблений, в том числе вследствие ржавления, трещин и других дефектов. Из классов всех элементов (продольных и поперечных балок, раскосов, поясов и т. д.) и прикреплений выбирают наименьший класс самого слабого элемента, который и принимают за класс моста.

Класс элемента определяют при невыгодном для данного элемента загружении моста нагрузкой. Так, наибольшее воздействие нагрузки на продольную балку будет при загружении всей длины продольной балки; для поперечной балки, поддерживающей продольные балки двух смежных панелей, наибольшее воздействие получается при загружении двух панелей; для элемента пояса или опорных раскосов, ферм — при загружении нагрузкой всего пролетного строения. Для тех же длин загружения принимаются при сравнении и классы нагрузок. В таблицах и на графиках классификации различных типов локомотивов, вагонов и различных схем поезда указаны классы для различных длин и способов загружения.

Классификацию практически выполняют только для старых металлических пролетных строений. Для них же возникает и необходимость усиления, а когда оно нецелесообразно,— необходимость замены новыми с передачей старых для эксплуатации на менее грузонапряженных линиях и автомобильных дорогах, а ветхих — в металлолом.