Obciążenia ruchome starych mostów kolejowych

Artykuł analizuje obciążenia ruchome starych mostów kolejowych, porównując układy sił w różnych schematach obciążeń. Autor używa mnożnika obciążenia do porównywania skuteczności różnych grup obciążeń. Praca skupia się także na wpływie zmian w ciężarach lokomotyw i schematach obciążeń na nośność projektową mostów kolejowych.

Stare i nowe obiekty mostowe zostały wybudowane z uwzględnieniem ówczesnych norm obciążeń i wytycznych wymiarowania. Niezależnie od czasu powstania obiektów są one poddane obecnym obciążeniom eksploatacyjnym o zróżnicowanych układach osi i naciskach. W celu zachowania bezpieczeństwa mostów konieczne jest porównywanie ze sobą takich grup obciążeń. W pracy podano algorytmy sprowadzania złożonych układów sił do jednego rodzaju, np. obciążenia zastępczego, i porównywanie ich skuteczności z zastosowaniem mnożnika obciążenia.

Zmiany ciężarów lokomotyw

W normach i wytycznych projektowania starych mostów kolejowych jest widoczne odwzorowywanie budowy parowozów z uwzględnieniem ich ciężaru i geometrii kół. Stąd ujęte w schematach obciążeń mostów siły nacisków na osie. Z porównania takich schematów widoczne są zmiany konstrukcji lokomotyw [6]. Na rys. 1 przedstawiono schematy obciążeń stosowanych 100 lat temu na budowanych wówczas liniach kolejowych. W schemacie a z 1901 r. do elementów krótkich stosowano zwiększone naciski, gdy występowała mniejsza liczba osi: 4 − 18 ton, 3 – 19 ton, 2 – 20 ton [4, 6]. W przypadku schematu b z 1923 r. w elementach dłuższych stosowano dwie lokomotywy [4].

Z porównania sił skupionych P widoczny jest znaczny ich przyrost w okresie zaledwie 22 lat. Naciski na osie w lokomotywie z 1901 r. są niewiele mniejsze od współcześnie stosowanych lokomotyw, jak w przypadku lokomotywy ST43. W l...