Приложение А. Примеры расчета

Приложение А

Примеры расчета

Пример 1

Определить наибольшую эквивалентную осевую нагрузку от тележки сдвоенных осей полуприцепа применительно к расчету капитальных и облегченных дорожных одежд. Каждая ось имеет по два двухскатных колеса. Расстояние между осями - 1,4 м. Нагрузка на двухосную тележку - 160 кН, давление воздуха в шинах - 700 кПа.

Расчет

1. Определяем диаметр круга, равновеликого отпечатку шин двухскатного колеса при коэффициенте динамичности по формуле (14):

м

2. По формуле (13) находим эквивалентные динамические осевые нагрузки:

кН;

кН.

3. Наибольшая эквивалентная динамическая осевая нагрузка получилась равной кН. С учетом коэффициента динамичности она примерно равна статической нагрузке на одиночную ось 100 кН, на которую рассчитаны многие дорожные одежды на дорогах I-III категорий.

Пример 2

Оценить допустимую нагрузку на строенные оси, расположенные на расстоянии 1,35 м друг от друга, для дорожных одежд, запроектированных на расчетную одиночную осевую нагрузку 115 кН.

Расчет

1. Наибольшей, очевидно, будет эквивалентная нагрузка на промежуточную ось. Приняв и р = 600 кПа, попробуем задать нагрузку G = 80 кН на каждую ось.

2. Находим по формуле (14) D = 0,332 м.

3. Вычислим эквивалентную динамическую нагрузку для промежуточной оси по формуле (17):

кН,

4. Расчетной одиночной осевой статической нагрузке 115 кН отвечает нагрузка кН от движущегося транспортного средства. Значит, можно попробовать увеличить нагрузку до G = 85 кН на каждую ось.

5. Находим для G = 85 кН по формуле (14) D = 0,342 м.

6. Эквивалентная нагрузка для промежуточной оси по формуле (17):

кН,

7. Следовательно, нагрузку G = 85 кН на каждую из строенных осей, отстоящих на 1,35 м друг от друга, можно считать допустимой для капитальных и облегченных дорожных одежд, запроектированных на расчётную нагрузку 115 кН от одиночной оси. Заметим, что по нормам [16], в странах ЕС на строенные оси при расстоянии 1,3-1,4 м между ними допускается суммарная нагрузка 240 кН, т.е. по 80 кН на каждую. Наша оценка по формуле (17) дала значение 85 кН, отличающееся от нормированного ЕС на +6,3%.

Пример 3

Определить наибольшую эквивалентную колесную нагрузку для прицепа, схема которого показана на рисунке А.1. Прицеп имеет 8 осей, отстоящих друг от друга на L = 1,5 м. На каждой оси имеется 8 колес, по 4 односкатных колеса с расстоянием l = 0,262 м между центрами отпечатков. Давление воздуха в шине p = 700 кПа. Осевая нагрузка - G = 144 кН.

Расчет

1. Находим нагрузку на колесо. Нагрузка на каждое колесо составляет:

Q = 144 : 8 = 18 кН.

2. Очевидно, наибольшей будет эквивалентная нагрузка от одного из средних колес четвертой, пятой или шестой полуоси. Рассмотрим среднее колесо пятой полуоси, зачерненное на рисунке.

3. По формуле (14) находим диаметр D = 0,206 м.

4. Определим эквивалентную колёсную нагрузку по формуле (21), учитывая дополнительное влияние 11-ти колес, отмеченных на рисунке А.1 светло-серым цветом:

кН.

В первых квадратных скобках содержится сумма трех слагаемых, а во вторых скобках - четырех слагаемых. Таким образом, произведение этих скобок является суммой 12-ти слагаемых. Из них значению 1 отвечает рассматриваемое (зачерненное) колесо, а остальные 11 слагаемых отражают дополнительный вклад 11-ти колес, отмеченных на рисунке 6 серым цветом.

5. Приходим к выводу, что полученному значению наибольшей эквивалентной колесной нагрузки 70,91 кН отвечает статическая эквивалентная нагрузка 70,91 / 1,3 = 54,5 кН. Следовательно, в данном примере плотное расположение колес привело к тому, что эквивалентная колесная нагрузка на дорожную одежду превышает фактическую нагрузку на колесо в 54,5 / 18 = 3,03 раза.

Пример 4

Определить суммарный коэффициент приведения интенсивности движения к расчетной осевой нагрузке 115 кН для автопоезда (рисунок А.2) в составе трехосного тягача с двухосным полуприцепом.

Данный седельный пятиосный автопоезд - типичное транспортное средство 10-го класса по классификации ЕURO-13. Размеры и нагрузки в данном примере отвечают седельному тягачу Volvo 16 6x2. Нагрузка на переднюю ось - 70 кН и на каждую из остальных сдвоенных осей - 90 кН. Расстояние между сдвоенными осями - L = 1,37 м. Сдвоенные оси тягача и полуприцепа имеют по 2 колеса, оснащенные спаренными шинами 315/60R 22.5. Давление воздуха в шинах - 700 кПа. Поперечное расстояние между центрами отпечатков колес, принадлежащих одной оси - l = 2,2 м.

Расчет

1. Рассчитываем эквивалентные колесные нагрузки по формуле (19). Поскольку поперечное расстояние l велико, взаимным воздействием колес одной и той же оси пренебрегаем, считая .

2. Эквивалентная нагрузка от колеса первой оси

кН

3. Диаметры отпечатков колес второй-пятой осей по формуле (14) равны

м

4. Эквивалентная нагрузка от колеса второй оси по формуле (19):

кН.

5. Эквивалентная нагрузка от колеса третьей оси:

кН.

6. Эквивалентная нагрузка от колеса четвертой оси:

кН.

7. Эквивалентная нагрузка от колеса пятой оси:

кН.

8. Суммарный коэффициент приведения к расчетной осевой нагрузке 115 кН (т.е. на колесо кН) вычисляем по формуле (12):

.

9. Следовательно, проезд одного такого пятиосного автопоезда равноценен примерно трем приложениям расчётной осевой нагрузки 115 кН.