Пространственный расчет металлических пролетных строений с учетом местных деформаций плиты балластного корыта

Цель исследования – снижение материалоемкости проектируемых железнодорожных металлических пролетных строений с ездой на балласте посредством совершенствования методики определения напряженно-деформированного состояния основных несущих элементов и обеспечение прочности эксплуатируемых конструкций путем совершенствования методики оценки их грузоподъемности. В ходе проведенных исследований разработан аналитический подход к определению угла закручивания произвольного сечения металлического пролетного строения с ездой на балласте от работы переменного по длине конструкции внешнего крутящего момента в условиях стесненного кручения. По результатам качественной оценки конструктивных особенностей существующих типовых проектов цельнометаллических пролетных строений с ортотропным балластным корытом выполнено обоснование подбора рационального поперечного сечения на восприятие косого изгиба и кручения. Уточнены численные значения жесткости подрельсового основания и коэффициента изгиба шпал для абсолютно жесткого основания при разных значениях модуля упругости балласта и типов шпал, а также предложен подход к определению данных параметров, учитывающий податливость плиты балластного корыта. Установлены универсальные функциональные зависимости величины вертикального давления в любой точке поверхности основания балластного слоя от конфигурации верхнего строения пути и физико-механических параметров его элементов, позволяющие применять их для расчета оснований в виде железобетонных и металлических ортотропных балластных корыт или в виде земляного полотна, что до выполнения настоящих исследований было возможно только с использованием метода конечных элементов или эмпирических данных.