Trang chủ / Tàu Thủy

Tính Triền Có Kết Cấu Nền Tμ Vẹt Đá Dăm.


Trong đó : Q’- Tải trọng tàu truyền xuống một xe (sức chở của xe); n’- Số bánh xe của một xe; K’, K’’- kí hiệu như trên; [P k ] có thể tính theo công thức (5-25)

[P k ] = 2R . br.[] , (5-25)

Trong đó: R - bán kính bánh xe; br - chiều rộng bộ phận công tác của đỉnh ray thường bằng

60 mm;


[] - ứng suất cho phép của vật liệu làm bánh xe lấy theo bảng (V-6). Bảng (V -6). ứng suất cho phép của vật liệu làm bánh xe kg/cm2.

ST

T

Loại tải trọng

tính toán

Mác vật liệu làm bánh xe

Gang đúc

ThÐp CT 3,4

ThÐp CT5

Thép đúc

1

2

Cơ bản

Cơ bản ngẫu nhiên

25 kg/cm 2

30 -

55 kg/ cm 2

65 -

65 kg/ cm 2

75 -

45 - 70 kg/ m 2

55 - 90 -

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 232 trang tài liệu này.

Nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thủy - 27


II . Tính triền có kết cấu nền tμ vẹt đá dăm.

Để tính toán loại kết cấu này, trong thực tế người ta thường áp dụng phương pháp hệ số nền.

1/ Cơ sở lý luận: Phương pháp hệ số tầng đệm còn gọi là phương pháp biến dạng cục bộ dựa vào một trong những giả thiết của (Winkler), cho rằng độ lún của nền tại 1 điểm tỷ lệ bậc nhất với cường độ tải trọng đặt tại điểm đó, nghĩa là P(x) = C(x). Y(x), trong đó:

P(x)- cường độ áp lưc tác dụng lên mặt nền tại điểm đang xét, kg/cm2; C(x)- hệ số tầng đệm phụ thuộc vào nền, kg/cm3;

Y(x)- độ lún của nền tại điểm đang xét, cm.

Kết hợp với các phương trình cơ bản trong sức bền vật liệu ta có

d 2 Y

E J d x 2 M

( x ) , (5-26)

d 3 Y

E J d x 3 Q

( x ) , (5-27)

d 4 Y

E J d x 4

P ( x ) , (5-28)

d 4 Y

E J d x 4 C

( x ) Y

( x ) , (5-29)

Đây là phương trình vi phân của độ võng dầm trên nền đàn hồi theo lí thuyết biến dạng đàn hồi

cục bộ. Giải phương trình (5-29) ta được:

Y ekx C .cos kx C .sin kxekx C .cos kx C sin kx, (5 - 30)

1 2 3 4

Trong đó: X - Toạ độ các điểm theo chiều dài dầm; Y -Độ võng của dầm;

C1, C2,C3 ,C4 - Là các hằng số tích phân,được xác định theo các điêu kiện biên của bài toán.

a) Trường hợp dầm dμi vô hạn, điều kiện biên được xác định như sau :

Tại x = 0 thì Qx = - P/2 , và tại x = thì C1 = C2 = 0. Thay các điều kiện biên và tiếp tục biến

đổi ta sẽ thu được các biểu thức sau :


http://www.ebook.edu.vn 94

y

k

k

.P .e 2

kx

(sin kx coskx)

1

M 4k

Q 1


.P .ekx (sin kx coskx)


k

kx

(5-31)

k

.P .e 2

.coskx

b) Với dầm dμi hữu hạn: các điều kiện ban đầu là độ võng y 0 , góc xoay o, mô men M 0 và lực

cắt Q 0 . Ta có:

C1 y0

C2


C

1 .

2k 0

1 .

1

4k 3EJ

1

.Q0


.Q


(5-32)

3 2k 0 4k 3EJ 0

C 1 . M

4 2EJk 2 0


Thay vào (5-32) ta có:

0

Y y A

0 . B


4k 2

. M .C

4K


.Q . D


, (5-33)


C

Trong đó:

0 x K x C

0 x 0 x

0

Ax chkx.cos kx

B 1 (chkx sin kx Shkx cos kx)

x2

C 1 chkx sin kx

x2

D 1 (chkx sin kx Shkx cos kx)

x4

(5-34)

Giải tiếp ta tìm được công thức tính Y, M, Q.


2.Tính toán kiểm nghiệm ray.

Đường ray nằm trên các tà vẹt có kích thước bé và có khoảng cách đều nhau, nên có thể tính như dàm liên tục đặt trên các gối đàn hồi. Tuy nhiên, do khoảng cách giưa các tà vẹt khá nhỏ và mặt tiếp xúc giữa chúng với ray lại lớn nên có thể tính như dầm trên nền đàn hồi. Qua tính toán người ta thấy kết quả tính theo hai phương pháp không khác nhau, trong khi đó tính theo phương pháp thứ hai lại đơn giản hơn nhiều. áp dụng các công thức tính dầm dài vô hạn ta có :

Từ công thức (5 - 31) có thể viết lại như sau :


http://www.ebook.edu.vn 95


Y = - k . Pk .

2

M = 1

4. k

. Pk .

( 5 - 35 )

Q = - 1. P .

2 k

Trong dã:

= e-kx .( sin kx cos kx )

= e-kx .( sinkx - coskx ) ( 5 - 36 )

= e-kx . coskx .

x - là khoảng cách từ điểm đặt lực tới điểm đang xét.


4

4. E.J

K = ; 1 / Cm (5 - 37)


Trong đó : - Hệ số chống uốn của nền tà vẹt được xác định theo công thức sau :

= C. a.b/l , ( kg/cm2); a,b - là chiều rộng và chiều dài của tà vẹt, khi tà vẹt kê hai ray thì b lấy bằng một nửa chiều dài; l - là khoảng cách giữa các tà vẹt ; E,J - đó là độ cứng chống uốn của ray; C - Hệ số tầng đệm, phụ thuộc vào loại nền đưọc tra theo bảng ( 5 - 7 ).


Bảng ( 5 - 7 ). ứng suất cho phép và hệ số tầng đệm của một số loại nền.


Loại vật liệu

, g/Cm2

C, Kg/Cm3

Loại vật liệu

, g/Cm2

C, Kg/Cm3

Nền đá dăm

5

6

Xi măng

3

4

Sỏi loại một

4

6

Cát to

2.6

4

Sỏi loại hai

3

4

Cát vừa

2.0

4


Bảng (V-8). Các đặc tính của ray theo C8161 - 63, 7174 - 65 của Liên - Xô.

Các đặc tính

Loại ray


P33

P38

P43

P50

P65

Mô men quán tính Jx ( Cm4 )

968

1223

1489

2018

3548

Mô men kháng uốn, Wx(trên) Wx(dưới) (Cm3)

146.86

155.9

181.95

180.29

208.3

217.3

218.0

286.0

359.0

436.0

Trình tự tính toán cụ thể như sau:

-) Tính áp lực do bánh xe Pk;

-) Chọn ray và tra ra tất cả các đặc trưng hình học của nó;

-) Tính độ võng ( lún ) của ray Y và mô men uốn M;

-) Kiểm tra ứng suất trong ray theo công thức M/W .

Ví dụ: Hãy chọn ray để chịu được áp lực bánh xe Pk = 20 T, được đặt trên nền tà vẹt đá dăm. Tà vẹt có kích thước như sau a.h.b = 25x20x260 cm, đặt cách nhau 50 cm, hệ số tầng đệm C = 6 Kg/cm3, Sơ đồ chịu lực như hình vẽ sau:


http://www.ebook.edu.vn 96


Pk Pk Pk Pk

1m 4m 1m

Hình (V-36).

Bμi giải:

1-) Chọn ray P38 có các đạc trưng sau :

x

Jx = 1.223 cm4, E = 2.100.000 Kg/cm2, Wx

2-) Tính hệ số lμm việc của ray :

(trên) = 181.95 cm3, W

(dưới) = 180.29 cm3.

= C.a.b/ 2l = ( 6x25 x 260 )/ (2x50) = 390 kg/cm2;

3-) TÝnh hƯ sè K:

390

4

4x2100000x1223

- 1

K =4

4.E.J =

= 0.01396 cm

4-) Tính độ lún Y vμ mô mem uốn M:

Từ các công thức

Y = - k

2.

Pk .;

M = 1

4.k

.Pk..

ta tra bảng các hàm và tương đương các hàm 1,2 trong giáo trình ''Nền và Móng'', kết quả tính toán cho trong bảng ( 5 - 9).

Chó ý:

*) Nếu lực nào cách mặt cắt đang xét lớn hơn 3 m thì không xét ảnh hưởng của nó tới điểm

®ã;


*) Để đảm bảo độ chính xác nên lấy các điểm (mặt cắt) tương đối dày;

*) Gốc toạ độ luôn lấy ở điểm đặt lực.


http://www.ebook.edu.vn 97


Bảng ( 5 - 9 ). Kết quả tính toán Y và M.


Mặt cắt

x cm

kx

Y(cm)

M(kg.cm)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)


I

50

50

0.698

0.698

0.6997

0.6997

0.0599

0.0599



1.3994

0.1198

- 0.501

42908.309


II

30

0.418

0.8780

0.3504



70

0.9772

0.5083

-0.1108



1.386

0.2396

-0.496

85816.62


III

10

0.1396

0.9779

0.7249



90

1.2564

0.3627

-0.1806





1.3406

0.5443

-0.4798

194949.86


IV

0

0.

1.0

1.0



100

1.396

0.2849

-0.2011





1.2849

0.7989

-0.4599

286138.97


V

10

0.1396

0.9779

0.7249



110

1.5356

0.2384

-0.2068





1.2163

0.5181

-0.4353

185566.0


VI

30

0.4188

0.8784

0.3564



130

1.8148

0.1234

-0.1985





1.0018

0.1579

-0.3585

56554.44


VII

50

0.698

0.6997

0.0599



150

2.094

0.0439

-0.1675





0.7436

-0.1076

-0.2662

-38538.68


VIII

70

0.9772

0.5083

-0.1108



170

2.3732

-0.0068

-0.1282





0.5015

-0.2390

-0.1795

-85601.72


IX

90

1.2564

0.3627

-0.1806



190

2.5624

-0.0168

-0.1149



(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)




0.3459

-0.2955

-0.1238

-105838.11


X

110

1.5356

0.2384

-0.2068



210

2.9316

-0.0403

-0.0666



290

4.0484

-0.02583

0.00189



390

5.4444

-0.01546

0.00791





0.1568

-0.2636

-0.05613

-94412.6


XI

150

2.094

0.0439

-0.1675



250

3.49

-0.03887

-0.01769



250

3.49

-0.03887

-0.01769



350

4.886

-0.00593

0.00870




http://www.ebook.edu.vn 98





-0.03977

-0.19418

0.01423

-69548.7


XII

200

2.792

-0.0360

-0.0777



300

4.188

-0.02042

0.00572



200

2.792

-0.0360

-0.0777



300

4.188

-0.02042

0.00572





-0.11284

-0.14396

0.0404

-51561.60


Pk=20 T 100 cm Pk = 20 T 200 cm

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

42908.

286138.97 286138.97

Biểu đồ M (kg. cm)

-51561


0.0404


-0.501 -0.4599 Biểu đồ độ võng Y


Hình (V-37). (cm)



kg/cm2.


.


5-) Kiểm tra ứng suất ray: M/Wx = 286.138,97/180,29 = 1.587,1 kg/cm2 2.850 Kết luận, ray ta chọn thừa độ bền, do đó để tiết kiệm ta cần chọn lại ray P33 ,rồi tính toán lại


3. Tính toán tμ vẹt.

Tà vẹt là kết cấu có kích thước ngắn và độ cứng tương đối lớn, nên không thể dùng các công thức trong tính toán dầm dài vô hạn được, mà phải dùng công tính dầm ngắn. áp dụng các phương pháp nêu trong môn học ''Nền và Móng'' ta sẽ tìm được biểu đồ nội lực và biểu đồ biến dạng. Từ đó ta tiến hành kiểm tra các điều kiện độ bền, biến dạng của nền và tà vẹt.


4. Tính kiểm tra các điều kiện khác.

a) Kiểm tra ứng suất nến cục bộ lên tμ vẹt:

cb; (5 - 38) Trong đó : P - Lực tác dụng lên tà vẹt ;


http://www.ebook.edu.vn 99


- Diện tích tấm đệm dưới ray;

cb- ứng suất nén cục bộ cho phép của bê tông làm tà vẹt ,phụ thuộc vào Mác bê tông.

b) Kiểm nghiêm ứng suât trên mặt lớp ba lát:

.a.b) bl, (5 - 39)

Trong đó: P - lực tác dụng lên tà vẹt;

a.b - là các kích thước của tà vẹt.

- Hệ số xét đến độ lún không đều của các tà vẹt, nó phụ thuộc vào kết cấu của tâng

đệm thông qua hệ số C và được tra trong bảng (5 - 10).

Bảng (5 - 10): Bảng tra hệ số .


Hệ số tầng

đệm C (kG/cm3)

HƯ sè

Hệ số tầng

đệm C (kG/cm3)

HƯ sè

Hệ số tầng đệm C (kG/cm3)

HƯ sè

2

0.944

6

0.866

10

0.804

3

0.92

7

0.850

11

0.793

4

0.902

8

0.834

12

0.782

5

0.884

9

0.819

13

0.711

bl- ứng suất cho phép của lớp ba lát, lấy theo bảng (5 - 7).

c) Kiểm tra chiều dμy lớp ba lát:

Chiều dày lớp ba lát được chọn theo hai điều kiện sau:

-)Điều kiện thứ nhất :

53.87

h = 1.25 N ,

5 - 40

N =

Trong đó : - ứng suất cho phép của đât nền dưới lớp đá dăm, kG/cm2);

- ứng suất thực tế tại cao trình đáy lớp đá dăm, (kG/cm2).

Trị số h có thể lấy theo bảng (5 - 11).

Bảng (5 - 11): Bảng cho các trị số h (cm).


N

h

N

h

N

h

N

h

1.600

16.67

1.070

23

0.767

30

0.462

45

1.561

17

1.014

24

0.736

31

0.405

50

1.453

18

0.964

25

0.707

32

0.36

55

1.358

19

0.918

26

0.681

33

0.323

60

1.275

20

0.875

27

0.656

34

0.293

65

1.190

21

0.836

28

0.633

35

0.265

70

1.130

22

0.800

29

0.535

40

0.244

75

l

-)Điều kiện thứ hai: h = 1.25 53.87. a ,


http://www.ebook.edu.vn 100

Trong đó : l - khoảng cách giữa hai tim tà vẹt; a - chiều rộng của tà vẹt. Trị số h sẽ đươc chọn là trị số lớn hơn trong hai trị số trên.

d) Kiểm tra ứng suất nền : Ta giả thiết áp lực được truyền theo góc 30, thì ứng suất trung bình ở đáy nền sẽ là:

*) Đối với tà vẹt kê 2 ray:

tb

h

a + 2htg30

2P

o b 2htg30o

; (5-41)

*)Đối với tà vẹt kê trên một ray: tb

h

a + 2htg30

2P

o b 2htg30o

. (5-42)

trong đó các ký hiệu như trên, - dung trọng của tầng đệm.

Nếu , thì cần phải tăng chiều dầy tầng đệm hoặc tăng kích thước tà vẹt.

Chú ý: Khi ta bố trí các tà vẹt nên giữ khoảng cách giữa chúng (l) sao cho miền chịu tải do tà vẹt truyền xuống mặt nền đất qua lớp đệm không giao nhau (hình V-38).

P

l

P

h

a

a

300 300 300 300

Hình (V-38).


III. Tính triền có kết cấu dầm trên nền đá dăm.


Dầm bê tông cốt thép chịu tải trọng di động. Theo tính chất làm việc của kết cấu thì nó thuộc loại dầm không gian trên nền đàn hồi. Tuy nhiên nếu bề rộng dầm nhỏ có thể coi là bán không gian và có thể tính theo biến dạng phẳng và dùng 1 trong những phương pháp tính dầm trên nền đàn hồi

được trình bày trong các tài liệu '' Nền và Móng''.

Chiều dài tính toán của dầm là khoảng cách giưã 2 khe lún (mỗi đoạn dầm thường là 812m). Khi tính toán ta có thể bỏ qua ảnh hưởng của áp lực đầu dầm bên cạnh tác dụng lên nền

đối với độ lún của dầm đang xét (tức ảnh hưởng của tải trọng hông). Tuy làm như vậy thì phản lực nền tính được nhỏ hơn phản lực thực tế, nhưng đồng thời ta cũng không xét ảnh hưởng của tấm đệm

đầu dầm (có tác dụng làm giảm độ lún dầm), hai loại ảnh hưởng đó có thể triệt tiêu cho nhau (hình V-39).

Trái lại, ảnh hưởng của đường ray thì không thể bỏ qua được. Vì đường ray bắc qua khe lún nên có thể cho rằng độ võng của đường ray tại hai đầu dầm cạnh nhau có giá trị bằng nhau. Tuy


http://www.ebook.edu.vn 101

..... Xem trang tiếp theo?
⇦ Trang trước - Trang tiếp theo ⇨

Ngày đăng: 13/06/2023