Расчет защитного футляра на прочность на переходах через автомобильные дороги

При расчете давления от автомобильного транспорта полотна дороги рассматривают как балку конечной жесткости на упругом основании. Нагрузка, передаваемая через каждую ось, представляется в виде сосредоточенной силы Р_i (рис), отнесенной к единичной ширине полотна дороги b = 1 м. Реакция основания, приходящаяся на единицу ширины полотна дороги от действия Р_i определяется по формуле:

, (1)

где a_ж – коэффициент жесткости полотна, равный:

. (2)

Здесь k_o – коэффициент постели грунта при сжатии.

Комплекс в формуле (5.304) может быть представлен параметром h, являющимся функцией произведения , тогда формула (1) принимает вид:

. (3)

Переменная х является текущей координатой с нулевой точкой в центре приложения силы Р_i. В конкретном случае, рассчитав коэффициент a_ж, из каждого значения произведения a_жх в первой колонке можно определить х, которое соответствует своя величина h. Наименьшее значение х, при котором функция h обращается в ноль, определим из выражения:

, (4)

откуда . (5)

Максимальным значение реакции = , будет в точке х =0.

Построив отдельные эпюры реакции основания от каждой сосредоточенной силы Р_i сложением их ординат получаем суммарную эпюру реакции основания и находим зону ее распространения 2 а (см.рис).

Рис. Эпюра реакции основания полотна дороги

Если принять, что нагрузка q, передаваемая на основание полотна дороги от действия транспорта, равномерно распределенная и q = , напряжения в грунте в любой точке с координатами x, z, действующие вертикально вниз, можно определить, используя формулу:

. (6)

Для ординаты z, равной глубине заложения футляра до верхней образующей Н, напряжения s _z будут максимальными s_zmax при х=0. Расчетное давление от подвижного транспорта q_n на футляр определяется как

Нагрузка на оси автомобилей, прицепов и гусеничных тягачей в зависимости от класса, а также их другие технические характеристики приведены в НД.

При заданном значениия (вертикальная координата точки на верхней образующей футляра) и найденном значении q (половина зоны распространения эпюры реакции основания дороги) определяем отношение b / а и по НД отыскиваем соответствующее значение s_zmax / q. Зная величину q = j_хmax, находим s_zmax.

Толщина стенки кожуха (футляра) d_к определяется из условия прочности по формуле:

, (7)

где N – расчетное поперечное сжимающее усилие в наиболее напряженном сечении футляра, отнесенное к единице длины футляра,

N = -r_к (q_гр.в + q_n); (8)

М – расчетный изгибающий момент в наиболее напряженном сечении футляра, отнесенный к единице его длины.