Особенности расчета. Металлические конструкции козловых кранов и перегружателей испытывают сочетания нагрузок, расположенных в пространстве сложным образом

Металлические конструкции козловых кранов и перегружателей испытывают сочетания нагрузок, расположенных в пространстве сложным образом. При расчете этих конструкций находят применение методы с использованием ЭВМ. Для некоторых видов кранов, особенно решетчатых, допускается расчет, основанный на разложении пространственных систем на плоские. Так, например, верхние строения перегружателя расчленяются на ряд узлов (главные фермы или балки, горизонтальные фермы связей, поперечные рамы, подрельсовые балки), для которых определяется напряженно-деформированное состояние. При определении усилий в элементах главных ферм используются линии влияния. В зависимости от конструкции поперечных рам подвижная нагрузка может передаваться на узлы верхнего или нижнего пояса. Верхнее строение испытывает изгиб в горизонтальной плоскости от действия сил инерции, ветра и перекоса. В мостах с сечением замкнутого типа нагрузка от действия бокового ветра распределяется поровну между горизонтальными фермами. В конструкциях с П-образным сечением моста она воспринимается между верхней и нижними горизонтальными фермами связей пропорционально их моментам инерции:

где P - полная горизонтальная нагрузка; - нагрузки на верхние и нижние горизонтальные связи соответственно; - моменты, инерции верхних и нижних горизонтальных связей. Приближенно в ряде случаев всю нагрузку относят к верхним связям. Боковой ветер вызывает кручение верхнего строения. Действие сил перекоса (рис. 14.5) включает в работу и верхнее строение, и опоры перегружателя (или козлового крана). На рис. 14.5 приведена схема сил, действующих на металлоконструкцию от сил перекоса. От усилия в нижних шарнирных закреплениях опор к тележкам механизма передвижения возникают реакции: в шарнирах гибкой опоры ; в шарнирах жесткой опоры

где Значения и определяют положение точки приложения усилия :

Из сказанного можно сделать вывод, что пояса главной фермы воспринимают усилия и от горизонтальных сил перекоса, действующих на конструкцию. Другими словами, в этих поясах надо определять суммарное усилие на основе рассмотрения нагружения отдельных плоских ферм. В случае применения крестовой решетки для верхней горизонтальной фермы, имеющей раскосы большой гибкости , которые не могут работать на сжатие, расчет выполняется, как для раскосной решетки. При этом раскосы ее воспринимают только усилия растяжения.

Поперечные рамы воспринимают следующие виды нагрузок: вес рам, горизонтальных нижних связей, троллейных проводов, подрельсовых балок, вертикальные давления колес и горизонтальные усилия от поперечных ударов их о рельс, ветровую нагрузку, которая действует на верхнее строение и тележку, инерционные силы, возникающие при торможении моста [1]. На рис. 14.6 приведена расчетная схема поперечной рамы, расположенной в пролете между опорами перегружателя, которая воспринимает давления ходовых колес тележки. Некоторая особенность расчета стержней 1 и 2 состоит в том, что они нагружены изгибающими моментами и , которые пропорциональны линейным жесткостям стержней:

Расчет поперечной рамы на максимальную приходящуюся на нее нагрузку является упрощенным и дает несколько завышенные значения усилий в стержнях рамы, так как деформации ее вовлекают в работу несколько соседних рам. При этом стержни l испытывают знакопеременный изгиб от деформаций подрельсовых балок при движении тележки.

Подрельсовые балки работают на изгиб в двух плоскостях и рассматриваются как неразрезные на жестких опорах, имеющие бесконечное число равных пролетов. Расчет ведут по линиям влияния. В приближенных расчетах [9] изгибающий момент в подрельсовой балке определяется для сечения в середине панели как , а для сечения на опоре - , где - наибольший изгибающий момент в шарнирно опертой балке того же пролета. Стыки подрельсовых балок следует располагать примерно на четверти длины панели, а стыки рельсов - в середине панели.

Конструкции опор (жесткой и гибкой) относительно середины в вертикальной плоскости, перпендикулярной к продольной оси моста, в большинстве случаев для перегружателей симметричны. Пространственная конструкция (ферма) жесткой опоры рассчитывается с помощью разложения ее на плоские системы (фермы).

Рис.14.6. Расчетная схема поперечной рамы верхнего строения перегружателя