автореферат диссертации по строительству, 05.23.15, диссертация на тему:Разработка методики и программы машинного проектирования ортотропных плит проезжей части автодорожных мостов

Московский ордена Трудового Красного Знамени Автомобильно-дорожный институт (Технический университет)

РГЗ од 2 ^ НОЯ *097

На правах рукописи

Джха Виджай Кумар

Разработка методики и программы машинного проектирования ортотропных плит проезжей части автодорожных мостов

(05.23.15- Мосты и транспортные тоннели)

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

АВТОРЕФЕРАТ

Москва, 1997

Работа выполнена на кафедре мостов и транспортных тоннелей Московского Государственного автомобильно-дорожного института (Технического университета).

Научный руководитель доктор технических наук

профессор Саламахин П.М.

Официальные оппоненты : доктор технических наук

профессор Лужин О. В.

кандидат технических наук доцент Скрябина Т.А.

Ведущая организация АО "Гипротрансмост"

Защита состоится " ^ декабря 1997 года в 15.00 в ауд. А2 на заседании диссертационного совета К 053.30.03 ВАК РФ при Московском Государственном автомобильно-дорожном институте (ТУ) по адресу:

12582§, Москва, А-319, Ленинградский проспект, 64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАДИ(ТУ).

Автореферат разослан " I?" ноября 1997 года.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу совета института

Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн. наук, доцент

Круглов Е.З.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В настоящее время в России широкое применение находят металлические мосты с ортотропной плитой проезжей части. В мировом мостостроении настоящий период характеризуется увеличением доли металлических мостов.

Увеличение доли металлических мостов связано с увеличением расхода дорогостоящей стали, что ставит задачу рационального её расходования. Одним из эффективных путей её решения является оптимизация конструкций на стадии их проектирования.

В настоящее время проектирование оптимальных по расходу мостовых конструкций немыслимо без применения ПЭВМ. Тем не менее в проектных организациях ЭВМ пока используется для выполнения лишь расчетов в ходе проектирования. Изменение размеров конструкции в нужном направлении и решение задач компоновки конструкции выполняется инженером- проектировщиком на основе его опыта. Между тем эта работа может быть с успехом поручена ПЭВМ, если в основу алгоритма действий ПЭВМ заложить логику действий опытного инженера-проектировщика.

Работа посвящена разработке методики машинного

проектирования ортотропной плиты проезжей части, масса которой в пролетных строениях автодорожных мостов составляет 52-60 % от массы пролетного строения.

Цель работы. Разработка методики и программы машинного проектирования ортотропной плиты проезжей части автодорожных мостов, выработка рекомендаций по их использованию при решении практических задач расчета и проектирования. Для достижения этой цели:

-изучен опыт использования ЭЦВМ для расчета и проектирования мостовых конструкций;

-выбран рациональный для задачи проектирования ортотропной плиты с применением ПЭВМ метод её расчета;

-разработан алгоритм программы проектирования ортотропной плиты на основе использования инженерного метода последовательных приближений к искомому решению при удовлетворении требований СНиП 2.05.03-84 по условиям прочности, жесткости, местной и общей устойчивости; -разработана программа проектировния ортотропной плиты проезжей части автодорожных мостов с применением ПЭВМ;

-проведено исследование (с использованием разработанной программы) влияния независимых параметров ортотропной плиты на её вес.

-разработаны рекомендации по использованию разработанной программы проектирования для решения практических задач по расчету и проектированию ортотропных плит;

Метод исследования, в основном, теоретический с использованием обычного математического аппарата. Проведены численные экспериментальные исследования на ПЭВМ для выработки рекомендаций по оптимальным параметрам ортотропной плиты и рекомендаций по использованию программы для решения практических задач проектирования.

Научная новизна и значимость работы заключается в следующем: -впервые разработан алгоритм машинного проектирования ортотропных плит проезжей части автодорожных мостов с оптимизацией проектного решения по минимуму веса плиты;

-впервые получены оптимальные параметры ортотропной плиты, базирующиеся на сложных и комплексных условиях оптимальности и установлены закономерности изменения целевой функции от значения независимых параметров.

Практическая значимость работы заключается в том, что разра -ботанная программа позволяет определять оптимальные параметры ортотропных плит для проезжей части автодорожных мостов по критерию минимального веса, а выполненые. с помощью программы исследования позволили разработать рекомендации по совершенствоыванию СНиП 2.05.03-84 в части проектирования ортотропных плит.

Эффективность работы определяется возможностью резкого повышения производительности труда проектировщиков за счет использования современной вычислительной техники в режиме тесного общения специалиста и ПЭВМ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из 72 наименований и содержит 129 страниц машинописного текста. Кроме того в приложении на 29 страницах приведена программа машинного проектирования ортотропных плит проезжей части автодорожных мостов.

Содержание работы. В первой главе рассмотрено состояние проектирования ортотропных плит для автодорожных мостов. Дано описание существующих конструктивных решений ортотропных плит проезжей части автодорожных мостов, приведены основные размеры её элементов и весовые характеристики(вес ортотропной плиты составляет 52-60% от веса пролетного строения), рассмотрен кратко

характер работы элементов ортотропной плиты в составе пролетного строения , произведен обзор и анализ методов расчета ортотропных плит с позиций выбора рационального метода расчета для использования в предполагаемой программе проектирования ортотропной плиты. При этом для использования в программе был выбран метод конечных разностей.

Так как программа машинного проектирования должна быть основана на положениях действующих нормативных документов, то прежде чем воспользоваться ими необходимо было уяснить их обоснованность и рациональность. В этом автору диссертации оказал значительную помощь анализ положений СНиП 2.05.03-84 в части расчета и проектирования ортотропных плит, выполненный научным руководителем профессором доктором технических наук Саламахиным П.М. В работе приведены следующие его замечания к нескольким пунктам СНиП 2.05.03-84 по расчету ортотропных плит, которые были учтены при разработке программы проектирования:

№

1.Вместо формулы п.4.178

г =а\

V ЩЩ

рекомендуется

t ~а *Г шл -

1

12 р

384Е

/

2.Параметр Ъ= 0.0616

11а1, 2а

приложения 18 СНиП 2.05.03-84 использовать нельзя, так как нет линейной зависимости между параметром а и ординатами линии влияния по таблице 1 этого приложения, это дает значительные ошибки.

З.Для определения требуемого момента инерции поперечных балок

/1=аК*+1)ф 1.Лхс

4

следует вместо формулы

использовать

СУ.

х.сге/

формулу Папковича П.Ф.

^ .1. I

'=(—)(--) у*/,*, (¿> а

4.Вместо формулы

использовать формулу

—

1

<т„

приложения 18 следует

■ф/.

а

\cref

а =

5.Ширина участка листа, включаемого в состав поперечного ребра не должна быть больше 2gjh, , если гибкость листа ( Л =

= -&—)> 80.

г 0.288

где д - принимается по табл.74 СНиП 2.05.03-84,

В первой главе отмечено также, что применение ЭВМ для реального проектировния мостовых конструкций в России началось в 1963 году, когда в ВИА им. В.В. Куйбышева Рвачев Ю.А. разработал алгоритм первой программы проектирования с помощью ЭВМ клееных пролетных строений, а Бакиров P.O. и Саламахина В.М. составили по нему рабочую программу для ЭЦВМ "Урал-2".

В алгоритме этой программы была заложена весьма плодотворная идея реализации на ЭЦВМ инженерного метода последовательных приближений при проектировании конструкций и был разработан оригинальный способ определения момента окончания проектирования очередного варианта конструкции.

К 1970 году, в ВИА им. Куйбышева Саламахиным П.М. была завершена разработка первой в бывшем СССР программы проектирования разрезных металлических пролетных строений со сплошными главными балками. В ней был автоматизирован поиск оптимальных по весу решений конструкции на основе теории весовой поверхности для области существования возможных решений.

В дальнейшем там же Сухоруковым Е.С. была разработана программа проектирования шнренгельных пролетных строений военных мостов , а Шляпиным ЮМ - программа проектирования наплавных мостов-лент.

При последующей работе Рвачева Ю.А. в Гипродорнии под его руководством разработаны программы проектирования мостовых переходов и бездиафрагменных железобетонных пролетных строений.

Работы по автоматизации процесса проектирования мостовых конструкций велись и ведутся в Гипротрансмост, Ленгипротрансмост, Гипрокоммундортранс, ГПИ Проектстальконструкция, ЦНИИИС, Гипродорнии и в его филиалах, а также в вузах России: МАДИ, МИИТ, СИБАДИ, ЛИСИ. К сожалению, опыт этой работы не освещен в доступных для инженерной общественности публикациях. Настоящая работа , выполненная под руководством д.т.н. профессора Саламахина П.М., является продолжением работ, направленных на разработку программ машинного проектирования мостовых конструкций , основанных на реализации с помощью ПВЭМ

инженерного метода последовательных приближений к искомому решению.

Вторая глава посвящена определению толщины листа проезжей части по условию её работы на местное действие нагрузки. Отмечено, что в в ортотропной плите проезжей части переправочно -мостовых средствах России (ТММ, ПМП, МТУ, НАМ-60) широко используется тонкий (2-4мм) лист из стали или алюминиевых сплавов.

Наличие растягивающего усилия в листе , действующего по его оси и возникающего в нем вследствие того , что продольные кромки листа прикреплены к продольным балкам, весьма существенно уменьшает изгибающий момент в листе и его прогиб , что улучшает условия работы листа и создает предпосылки для уменьшения его толщины. Наличие начальной погибив листе также положительно влияет на его напряженное состояние.

На основе работ С.П. Тимошенко и И.Г. Бубнова о влияния закрепления листа на опоре и наличия начальной погиби на его напряженное состояние выявлена обширная область относительных толщин листа (см.рис.1), в которой, при отсутствии начальной погиби, увеличение толщины листа практически не приводит при заданной нагрузке к уменьшению напряжений. а в кгс/смЛ2

5./ь

Рис.1. Зависимость от 6.1Ь для сталей при различных <-/ В этой области уменьшение цепных напряжений при увеличении толщины листа сопровождается возрастанием изгибных напряжений в такой мере, что их сумма остается практически постоянной. Уменьшение напряжений в этом случае возможно лишь за пределами

этой области при большой толщине листа, когда изгибные напряжения начинают уменьшаться с увеличением толщины листа. Использование начальной погиби листа существенно изменяет характер зависимости суммарных напряжений в листе: во всем реальном диапазоне относительных толщин листа напряжения снижаются по мере увеличения толщины листа , при этом интенсивность снижения суммарных напряжений возрастает с увеличением начальной погиби листа (см.рис.2). гг кг/смЛ2

max

.004 .006 .008 .01 .012 .014 .016 . 018 .02 .022 .024 .026 .02! .03 .032 .034 . 036 .038 .04

S/h

Рис 2.3ависимость (упа от ó'//г при я=5кг/смл2 и различных ß

ö^max ,

.004 .OOS .OOS .01 .012 .014 .016 .016 .02 .022 .024 .026 .029 .03 .032 .034 .036 .03t .04

S! h

Рис.3. Обобщенная зависимость= при ß-\

Е Е Ь

Введено понятие относительной погиби листа р = М8 как отношения фактической начальной погиби Д листа к его толщине 8 , получена фундаментальная связь между четырьмя безразмерными параметрами , что позволило получить обобщенные зависимости (рис.3), которые можно использовать для решения разнообразных практических задач, связанных с проектированием листа, находящегося под местным действием распределенной нагрузки.

В главе 3 изложена последовательность и методология создания программы машинного проектирования ортотропной плиты проезжей части автодорожных мостов.

Предусмотрена возможность проектирования участка ортотропной плиты проезжей части(рис. 4) с некоторой произвольной длиной Ьо, направленной вдоль пролетного строения , и шириной Вшах, равной расстоянию Ы между главными балками пролетного строения. Плита включает лист настила, подкрепленный произвольным количеством продольных и поперечных ребер с произвольными расстояниями между ними и с различными условиями их закрепления по контуру плиты.

Поперечные сечения продольных и поперечных ребер в общем случае представляются (рис.6) в форме асимметричного двутавра или тавра, при этом их размеры и форма будут автоматически определяться в зависимости от величины расчетных силовых факторов и от доли расчетных сопротивлений, выделенной для восприятия местного действия нагрузки.

Учет работы ортотропной плиты на общее действие временной нагрузки в составе пролетного строения произведено в соответсвии с методикой, предложенной и реализованной профессором Саламахиным П.М. в разработанной им программе машинного проектирования пролетных строений военных мостов. Сущность этой методики сводится к следующему: для обеспечения возможности работы плиты на общее действие нагрузки при проектировании плиты на местное действие той же временной нагрузки предусматривается возможность использования только некоторой части т; =0.25—0.30 от расчетных сопротивлений материала плиты. Остальная часть будет использована при проектировании поперечного сечения пролетного строения в целом с учетом особенности взаимодействия плиты с главными балками в зоне положительных и отрицательных моментов, возникающих в главных балках.(рис5) При этом суммарное напряжение в наиболее напряженных точках элементов поперечного сечения пролетного строения не будет превышать расчетных сопротивлений материала.

Расчетные силовые факторы в элементах ортотропной плиты определяются от совместного действия всех видов постоянной нагрузки и одной из временных нагрузок, вызывающей при местном

Рис. 4. Схема расположения ребер в расчетном участке ортотропной плиты

Принятые эторы нормальных напряжений в главной балке (а) и продольной балке ортотропной плиты в середине иролета(Ь) и на опоре(с)

в зоне положительных моментов главной балки.

а) (1-77)11 Ъ) /7« с)ао

К

Принятые эпюры нормальпых напряжений в главной балке (<1) и продольной балке ортотропной плиты в середине пролета(е) и на опоре(0

в зоне отрицательных моментов главной балки.

Л)

¿а

X

пт

\

о-5+сг3<л

К

Рис.5

я,

¿3 ¡ Х->У м^3 М^3 М М^1 и^3 >с^3

ТГГ1ГГГХГТТ

II

Ь = 0.2 Х^но <12~\ ВУ\ ,

га

гТ

7Х

Я1

Ь = 1з

7^2

Шг

Ж

Ег

~ВШ

В№

I

Рис.3. Обобщенная конструктивная форма элементов плиты

воздействии наибольшие значения силовых факторов. В качестве временных нагрузок принимается нагрузка НК-80 и нагрузка типа АК при произвольном значении К.

Размеры элементов ортотропной плиты определяются с учетом удовлетворения условий прочности и жесткости, местной

устойчивости элементов и общей устойчивости плиты под

воздействием возникающих силовых факторов.

Известное дифференциальное уравнение изгиба ортотропной плиты

= (1)

¿к дхгт2 т* Ох йх Ох у '

при замене непрерывных производных конечными разностями при прямоугольной сетке с размерами с!х и <3у представлено в виде

[6+6С(—)4 + 4В(—)2 \т - [4 + 2 в(—)2Шо + ¡Ур) - [4С(—)" +2 в(~)2](т+т) + с/у ау ау ау ау

в(—у(1Ги+1У/ + т+т)+т+№г+с(~у +н-т) = = (2)

ау с1у Ох фВх

-где \У- прогибы в соответствующих узлх сетки.

Поддерживающее влияние упругих поперечных балок на работу ортотропной плиты произведено в соответствии с методикой, разработанной Т.А.Скрябиной , при модификации её для более общей расчетной схемы, принятой в данной работе.

Действие упругих поперечных балок и континуальной плиты друг на друга учтено неизвестной нагрузкой р', которая определена из условия совместности деформаций.

После подстановки значений найденных нагрузок в основную систему уравнений получена исправленная система, решение которой позволило найти значения прогибов плиты с учетом дискретности расположения поперечных балок.

Решение системы уравнений дает поверхность прогибов плиты , что позволяет вычислить расчетные силовые факторы Мх, Му, Мху, С?х и (Зу и найти максимальные их значения в продольных и поперечных балках. На действие этих расчетных силовых факторов в дальнейшем эти балки проектируются по условию прочности, жесткости и устойчивости.

Определение необходимых размеров элементов поперечных сечений продольной и поперечной балок плиты осуществляется в ходе итерационного процесса, на каждом шаге которого проверяется напряжения во всех элементах сечений балок и корректируются их размеры на величину устанавливаемого в исходных данных небольшого шага в соответствии с ситуацией, создающейся на каждом шаге итерации: если напряжение в элементе больше расчетного сопротивления, то его размеры увеличиваются на этот шаг, а если - меньше , то размеры элемента уменьшаются на величину того же шага. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не сложится ситуация , при которой все искомые размеры прекращают изменяться в каком-либо одном направлении: увеличиваться или уменьшатся.

В главе 4 описан процесс отладки и освоения разработанной программы. При этом была произведена проверка правильности функционирования основных её блоков до начала её использования для решения задач проектирования или иследования.

В пятой главе приведены результаты исследования с помощью программы проектировния, рекомендации по ее использованию для получения рациональных конструктивных решениямй ортотропных плит для автодорожных мостов.

Установлено, что максимальные значения изгибающих моментов и поперечных сил М1мах и (^1мах в поперечных балках слабо зависят от их высоты и существенно зависят от высоты продольных балок, значительно увеличиваясь при их уменьшении , а М2мах и <32мах в продольных балках слабо зависят от высоты поперечных балок и существенно от высоты продольных балок : но при их увеличении М2 и (32 возрастают, в то время как М1 и С> 1 уменьшаются.Влияние это настолько существенно, что пренебрежение им при имеющих место приближенных ручных расчетах, основанных на раздельном рассмотрении продольных балок как неразрезных , опирающихся на жесткие опоры, и поперечных балок как разрезных или жестко заделанных на главных балках, может привести и приводит к существенным погрешностям в вычисленных при этом значениях расчетных силовых факторов в ребрах - балках ортотропной плиты.

Получена зависимость веса ортотропной плиты от толщины листа проезжей части (рис.7). Нижнее значение толщины листа получено по условию прочности листа в предположении, что в листе допускается относительная погибь листа ВЕТА = 1. Остальные значения толщины листа задавались по условию его жесткости

При толщине листа 6 мм , достаточной по условию прочности на местное действие нагрузки, вес кв.метра плиты составиляет по условиям задачи около 86 кгс. При удовлетворении требований СНиП о минимально возможной толщине листа 12 мм вес кв. метра плиты уже составляет 131 кгс, что превышает возможный вес плиты более чем в 1,5 раза. Намечающаяся тенденция к увеличению толщины листа до 14 мм приведет к дальнейшему неоправданному условиями прочности плиты увеличению её веса. В настоящее время, пока нет программы машинного проектирования пролетного строения в целом, трудно судить насколько оправданы рекомендуемые СНиПом толщины листа с точки зрения его работы в составе пролетного строения на общее действие нагрузки.

Если в будущем на основании такой программы, после её создания будет показано необоснованность такой толщины листа и с точки зрения работы пролетного строения на общее действие нагрузки, то

правомерно ставить вопрос о необходимости поиска иного покрытия на листе, способного работать при менее жестком листе.

Вес мЛ2 вкгс 200 180

Т1=.6 Т|_=.8 ТЦ=1.0 Т1.-1.2 Т1_=1.4 Т1=1.6 Т1-=1.в Т1.=2.0

Рис. 4. Зависимость веса квадратного метра ортотропной плиты от толщины листа проезжей части.

Установлено также, что расчетные силовые факторы М1мах, М2мах и моменты инерции 1X1, 1X2 поперечного сечения балок при изменении толщины листа при принятых условиях компоновки сечения, получают несущественные изменения , так как естественное негативное нарастание площадей И п Р2 поперечного сечения балок компенсируется позитивным уменьшением площади нижнего пояса. Естественно, что при этом усиливается асимметрия поперечных сечений балок и, в связи с этим, уменьшается их рациональность. Установлено, что увеличение пролета продольных балок в большей мере отражается на силовых факторах и размерах поперечных балок, имеется почти линейная зависимость изгибающих моментов в продольных и поперечных балках от величины пролета продольных балок при воздействии нагрузки НК-80, при этом скорость увеличения моментов в поперечных балках большее 2,4 раза. По условию минимума веса плиты оптимальный пролет прдольных балок Ь2=240 см.(рис.8), а оптимальное расстояние между продольными балками 1.3=45 см.(рис.9)

Получена зависимость веса ортотропной плиты от уровня расчетных сопротивлений стали и знака изгибающего момента в главных балках пролетного строения .(рис. 10 и! 1). Вес кв.м. плиты в кгс

и=320

Рис.8. Влияние на вес плиты величины пролета продольных балок Вес кв.м. плиты в кг

-

N

13=30 13=36 1.3=45 1.3-60

Рис.9.Зависимость веса квадратного метра плиты от расстояния между продольными балками

Вес кв.м. плиты в кгс

155

Я=2100 Я=2900 К=3700

РисЛО. Влияние на вес плиты уровня расчетных сопротивлений материала и знака изгибающего момента в главных балках пролетного строения.

в(М-) в(М+)

1.12

1,08 1,06 1,04 1,02

—Ф—О(м.)/О(м+) —Я—

—А—

4-2900

Рис. 11. Влияние уровня расчетных сопротивлений материала на отношение веса плиты С(М-) в зоне отрицательных моментов к весу плиты в(М+) в зоне положительных моментов главной балки.

1.1

В зоне положительных моментов главных балок пролетных строений было принято значение ЕТТА=0.3 , а в зоне отрицательных моментов-ЕТТА 1=0.5.

Из анализа графиков на рис 5.23.вытекают следующие выводы:

а) При прочих равных условиях вес ортотропной плиты проезжей части в зоне отрицательных моментов главной балки больше соответствующего веса плиты в зоне положительных моментов главной балки, что определяется известной более сложной картиной напряженного состояния плиты в зоне отрицательных моментов главной балки пролетного строения.

б)При увеличении уровня расчетных сопротивлений материала имеет место естественное снижение веса ортотропной плиты, при этом различие в весе плиты в зонах отрицательного и положительного моментов главной балки уменьшается. Так, при 11=2100 кгс/ кв.см различие в весе квадратного метра плиты составляет 17 кгс, при 11=2900 кгс/кв.см - 10 кгс и при К=3700 кгс/кв.см составляет только 5.7 кгс.

Для получения более четкого количественного различия веса плиты в зоне отрицательных и положительных моментов на рис.5.24 приведен полученный график отношения этих весов при рассмотренных уровнях расчетных сопротивлений стали.

Из него следует,что при расчетном сопротивлении Я=2100 кгс/кв.см вес плиты в зоне отрицательных моментов больше веса плиты в зоне положительных моментов главной балки на 12,5 % , при 11= 2900 кгс/кв.см - на 7.9 % , а при И= 3700кгс/кв.см - на 4.2 %.

Разработаны рекомендации по использованию программы для решения задач проектирования ортотропных плит проезжей части для автодорожных мостов и задач расчета напряженно-деформированного состояния существующих плит от воздействия заданных временных нагрузок.

Заключение

1 На основе использования известных работ С.П. Тимошенко и И.Г. Бубнова, посвященных изучению влияния закрепления листа на опоре и наличия его начальной погиби на его напряженное состояние при воздействии распределенной нагрузки , выявлена довольно обширная область относительных толщин листа, в которой, при отсутствии начальной погиби, увеличение толщины листа практически не приводит при заданной нагрузке к уменьшению напряжений.В этой области уменьшение цепных напряжений при увеличении тощины

листа сопровождается возрастанием изгибных напряжений в такой мере, что их сумма остается практически постоянной. Уменьшение напряжений в этом случае возможно лишь за пределами этой области при большой толщине листа, когда изгибные напряжения начинают уменьшаться с увеличением толщины листа. Если лист работает только на местное действие нагрузки , то этот способ снижения напряжений нельзя признать рациональным, так как он приводит к большим расходам металла. Использование начальной погиби листа существенно изменяет характер зависимости суммарных напряжений в листе: во всем реальном диапазоне относительных толщин листа напряжения снижаются по мере увеличения толщины листа , при этом интенсивность снижения суммарных напряжений возрастает с увеличением начальной погиби листа.

2.Введено понятие относительной погиби листа Р = — как

5

отношения фактической начальной погиби листа к его толщине , получена фундаментальная связь между четырьмя безразмерными параметрами , что позволило получить обобщенные зависимости которые можно использовать для решения разнообразных практических задач, связанных с проектированием листа на местное действие нагрузки.

З.По принятой обобщенной расчетной схеме ортотропной плиты разработана и отлажена программа её проектирования, включающая более строгий (чем по СНиП 2.05.03-84) её расчет и основанная на инженерном методе последовательных приближений к рациональным размерам её элементов . Разработанная программа использована как аппарат для исследования влияния изменения ряда независимых параметров на целевую функцию и различные выходные результаты проектирования.

4. Установлено, что расчетные силовые факторы в поперечных и продольных балках ортотропной плиты при прочих равных условиях слабо зависят от высоты поперечных балок и существенно зависят от высоты продольных балок, при этом при увеличении высоты продольных балок расчетные силовые факторы в поперечных балках значительно уменьшаются , а в продольных увеличиваются и наоборот.

5. Показано, что в связи с наличием в программе блока проектирования опорного варианта стабилизация расчетных силовых факторов, геометрических характеристик элементов и веса квадратного метра проектируемой ортотропной плиты происходит практически на первом щаге внутреннего цикла программы. Поэтому при решении задач проектирования нет необходимости использовать внутренний цикл программы.

6.Показано,что действующие рекомендации о назначении толщины { ]

листа по условию — <— приводят к большой толщине листа,

неоправданной с точки зрения работы листа на местное действие временной нагрузки. Увеличение толщины листа при этом существенно увеличивает ассиметрию продольных и поперечных балок, что снижает их эффективность.

7.Установлено,что увеличение пролета продольных балок при прочих равных условиях в большей мере влияет на расчетные силовые факторы и размеры поперечных балок, при этом в исследованном диапазоне скорость увеличения изгибающих моментов в поперечных балках оказалась больше , чем в продольных в 2.4 раза. Условию минимального веса ортотропной плиты при расстоянии между главными балками 480 см соответствует пролет продольной балки 240 см.

8.Установлено, что при выполнении требования СНиП о минимальной толщине листа настила ТЬ=12 мм условию минимального веса ортотропной плиты соответствует расстояние между продольными балками 45 см.

9. Выявлено, что при прочих равных условиях вес ортотропной плиты проезжей части в зоне отрицательных моментов главной балки больше соответствующего веса плиты в зоне положительных моментов главной балки при расчетном сопротивлении 11=2100 кгс/кв.см вес плиты на 12,5 % , при И= 2900 кгс/кв.см - на 7.9 % , а при

3700 кгс/кв.см - на 4.2 %.

10.Разработаны рекомендации по использованию программы для решения задач проектирования ортотропных плит проезжей части для автодорожных мостов и задач расчета напряженно-деформированного состояния существующих плит от воздействия заданных временных нагрузок.

П. Для определения минимальной толщины листа настила по условиям жесткости листа рекомендуется формула £= а^ ■

1

12 р

384 Е^-

вместо формулы (Ыл = а имеющейся в п.4.178 СНиП 2.05.03-84

12. Для определения требуемого момента инерции поперечных ребер Is сжатой (сжато-изогнутой) ортотропной плиты вместо формулы

• О)

I <j,,cr,f

рекомендуется применять формулу Папковича П.Ф.

/, = (—' (4)

Их а

или при применении формулы ф значение а следует вычислять по формуле а =---(—-) L> вместо

^ L

(Уx,cref

I 3

формулы а =-С—) /