Влияние усталостной нагрузки и определение выносливости металла при расчете железнодорожных мостов

Abstract

Рассмотрены такие явления, как усталость и выносливость металлических мостов, а также причины возникновения усталости, механизм возникновения усталостных трещин, методы ее определения в лабораторных условиях. Напряжения во времени могут изменяться по периодическому закону или носить случайный характер, поэтому изложен периодический закон изменений напряжений, так как сам закон изменения напряжений во времени не оказывает существенного влияния на выносливость конструкции. На основании этого рассмотрены понятия, которые включает в себя периодический закон изменения напряжений, а также такие понятия, как абсолютный предел выносливости и предел относительной выносливости. Также подробно проанализирован вопрос остаточных напряжений, которые возникают в металлических элементах, в том числе, что немаловажно, после сварки. Представлена зависимость распределения таких напряжений в элементе от расстояния удаления сварного шва. Описаны способы определения усталостной нагрузки, которые предлагаются в ТКП EN 1993-2-2009, при проектировании стальных железнодорожных мостов, что обусловлено переходом Республики Беларусь на европейские нормы проектирования, так называемые «Еврокоды». В связи с этим необходимо проводить работу по адаптации данных норм проектирования к условиям проектирования стальных железнодорожных мостов в Республике Беларусь. В статье приведены требования, которые предъявляются к элементам железнодорожного моста при оценке сопротивления усталости в процессе проектирования сооружения. В заключение показан сравнительный анализ определения усталостных напряжений по нормам проектирования разных стран. Также рассмотрены некоторые вопросы актуальности данного расчета.