Файл: Мельников Ю.Л. Стыки сборных железобетонных пролетных строений мостов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.04.2024

Просмотров: 80

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

особенно при большом количестве болтов в стыке, не реко­

мендуется из-за возможных повреждений болтов и нарезки.

Болтовые соединения, работающие на сдвиг, находят при­ менение для отдельных блоков при продольном членении мостовых пролетных строений ма­ лых пролетов. Эти стыки могут найти применение для прикрепления плиты проезжей части к балкам пролетного строения или для объ­ единения сборных элементов пролет­

ных строений в профили сложного очертания (коробчатые, П-образные,

Т-образные и т. п.).

При проектировании болтовых соединений, работающих на сдвиг, нужно учитывать следующие не­

достатки, связанные с их осущест­ влением:

а) сложность монтажа (при

большом числе болтов) из-за не­

обходимости совмещать отверстия

соединяемых элементов для уста­

новки болтов;

б) необходимость очень точного изготовления соединяемых элемен­

тов, обеспечивающего равномерную толщину шва по контакту стыкуе­

мых бетонных поверхностей и сов­

мещение в них отверстий для бол­ тов;

в) трудность заполнения раство­

ром тонких и больших по площади зазоров между стыкуемыми эле­ ментами;

г) большая трудоемкость устрой­

ства стыков и большое число руч­

ных операций (наводка стыкуемых

элементов, совмещение отверстий, .

закрепление элементов с устрой­

≡IP

l--JilI' -J

∏!

J Illlh

Рис. 10. Схемы болтовых соединений, работающих на сдвиг:

а—со сквозными отверстиями в обоих соединяемых эле­ ментах; б—с отверстиями в одном соединяемом элементе и с заделанными в другой

элемент выступающими бол­ тами

ством прокладок для создания шва требуемой толщины, уста­

новка болтов, заполнение раствором зазоров и отверстий с болтами и т. д.).

Болтовые соединения,

работающие на сдвиг, проверялись

в лабораторных условиях

в ЦНИИСе в 1957 г. (руководи­

3 з. 9

33


тель работы канд. техн, нзук И. А. Матаров). Конструкция

образцов была запроектирована применительно к разрабо­ танной в то время конструкции сборного железобетонного

арочного пролетного строения пролетом 150 м с аркой короб­ чатого сечения. Было испытано 20 образцов при действии

статических и повторных нагрузок (число повторений—до 3 тыс.; р=0,1—0,5). На экспериментальных образцах иссле­ довали влияние величины диаметра болта (20 и 42 мм),

омоноличивания по соприкасающимся поверхностям и пред­ варительного напряжения болтов на деформативность и проч­

ность стыка. Для увеличения сцепления все соприкасающиеся

поверхности, в том числе и стенки отверстий, обрабатывались

4%-ным раствором соляной кислоты.

Исследования показали, что увеличение диаметра болтов существенно снижает деформативность соединения и не­

сколько увеличивает его прочность. C увеличением диаметра

болтов и в случае применения полых болтов большого диа­

метра

болтовые соединения превращаются

в нагельные

(см. п. 8, стр. 35),

 

Основным фактором, определяющим деформативность бол­

тового

соединения, является характер работы болта на изгиб

в зоне

около шва. Это определяется степенью

его заделки

вотверстии, а следовательно, плотностью и прочностью

замоноличивающего раствора

как в отверстии, так и по шву,

а также диаметром болта.

Поэтому болтовые отверстия необ­

ходимо тщательно заполнять

раствором для передачи сжи­

мающих напряжений на

бетон конструкции и получения

хорошего сцепления между бетоном и болтами. Выбор тех­

нологии заполнения отверстий должен обеспечить их полное

заполнение раствором, даже если при этом будет несколько

снижена прочность раствора, поскольку в тонких швах всех видов стыков их плотность так же важна, как и прочность бетона (раствора) в шве.

На концах коротких ненапряженных болтов, не заделан­

ных в бетоне, рекомендуется устанавливать гайки и шайбы.

При диаметре болтов более 32 мм постановка гаек и шайб

обязательна.

Для экономии металла болты большого диаметра реко­ мендуется изготовлять пустотелыми, например, из труб (с предварительным заполнением их раствором или бетоном).

Расчетные

эксплуатационные

 

усилия,

воспринимаемые

одним болтом

из стали диаметром 20—40

мм

пределом

текучести не ниже 3000

кг/см2)

 

можно принимать

равными,

по данным ЦНИИСд, от 3 до 6

т

(по интерполяции в зависи-

 

 

 

 

 

 

 

34


мости от диаметра). Марка бетона соединяемых блоков долж­

на быть при этом не ниже 300,d.а глубина заделки болта без

шайб по концам не меньше 15

 

Болты рекомендуется изго­

товлять

из арматурной стали

периодического профиля.

P

 

При

 

ориентировочных

расчетных проверках

болтовых

соединений, работающих на сдвиг, допускаемую нагрузку

 

на

один

обетонированный

болт-нагель

можно

определять

(с запасом) по следующим приближенным формулам:

 

 

 

при

болтах с

диаметром ≤,25

мм

 

 

 

 

 

при

болтах с

P = 36d9Vp7p

[кг];

 

 

 

 

 

диаметром>25

 

мм

 

 

 

 

где

 

 

[кг],

 

 

 

 

d—

диаметр

 

см;

 

 

 

 

 

 

 

 

P = 90dyP^p

 

 

 

 

 

Rnp

 

нагеля в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нормативная призменная прочность бетона в

кг/см?.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эти формулы, полученные на основе анализа эксперимен­

тальных

данных

и материалов. Иллинойского университета

(США) о работе

болтовых соединений [30], нуждаются в до­

полнительном теоретическом обосновании

и эксперименталь­

ной проверке.

8.Стыки на нагелях

Встыках на нагелях части сборной конструкции соединя­

ются с помощью нагелей, вставляемых в специальные отвер­

стия на концах стыкуемых элементов (рис. 11 и 12).

Рис. 11. Схемы конструктивных форм составных нагелей:

а—эллиптический; б—цилиндрический; в—прямоугольный

3*

35


Наибольшее распространение получили нагели цилиндри­ ческой формы из бетона, железобетона или в виде отрезка стальной трубы, заполненной бетоном. Есть предложения по применению трубчатых стальных нагелей, заполненных пред­

варительно напряженным железобетоном, а также составных нагелей с последующим поперечным обжатием соединения

болтами (см. рис. И).

а)

Рис. 12.

Нагельное соединение парных стоек с фунда­

а—стык

ментом и

ригелем (Венгрия) :

стойки с фундаментом; б—стык стойки с ригелем

Нагельные

соединения

применяются главным образом

в промышленном строительстве и в зависимости от конструк­ ции работают на сжатие, растяжение или изгиб. Основная

область их применения—сплачивание сборных конструкций из обычного железобетона, например, соединение парных стоек с фундаментом и ригелем (см. рис. 12). В сталежелезо­

бетонных пролетных строениях мостов нагели в виде жестких металлических упоров применяются как соединительные эле­ менты для воспринятия сдвигающих усилий между железо­

бетонной плитой и металлической балкой.

Имеются предложения о применении нагелей-шпонок для объединения плиты с ребром балки в сборных пролетных

строениях из унифицированных предварительно напряженных

железобетонных элементов для железнодорожных мостов про­

летами 12 и 15 м.

При больших практических возможностях повышения несу­

щей способности собственно нагеля (например, путем приме­

нения трубчатых

предварительно напряженных

нагелей

в стальной обойме

большого диаметра) прочность

и дефор-

мативность нагельного соединения в целом во многом зависят

от прочности материала и плотности омоноличивания зазоров.

При выполнении соединения на нагелях очень сложным

36


оказывается заполнение зазора по контуру нагеля раствором или бетоном при монтаже конструкции особенно при горизон­

тальном расположении нагеля в стыке. Это приводит обычно к уменьшению прочности соединения из-за низкого качества омоноличивания.

Нагельные отверстия можно заполнять раствором либо

предварительно, либо после установки нагелей. В первом

случае лучшей конструкцией нагеля будет отрезок стальной трубы, втапливаемый в бетон, заполняющий нагельное отвер­

стие.

Несложность нагельных соединений позволяет широко применять их в различных конструкциях. Исследования таких соединений проводились как в Советском Союзе, так и за рубежом (в Германской Демократической Республике, Венг­ рии и США).

В Советском Союзе работа стыков с применением нагелей

изучалась'

в ИДТИ (пролетное строение

со

стыком ребра

с плитой)

[8] и ЦНИИСе (стыки элементов,

работающих на

растяжение и сжатие).

что несущая спо­

В результате исследований установлено,

собность нагельного соединения возрастает в основном при увеличении диаметра нагеля. В этих соединениях отмечаются

значительные остаточные деформации,

зависящие от диаметра

нагеля и

прочности бетонной

поверхности,

контактирующей

с рабочей

поверхностью нагеля. Расстояние между нагелями

не оказывает существенного

влияния

на

деформативность

соединения. Для повышения прочности стыкуемых элементов в местах ослабления сечения—около нагельных отверстий— необходимо армировать зону бетона петлевой арматурой с заанкерованием петель в сторону, противоположную дей­ ствию усилия в стыке.

Применение жестких цилиндрических нагелей создает опасность расклинивающего действия их на бетон, поэтому

для воспринятия растягивающих бетон усилий следует преду­ сматривать установку специальной арматуры у нагельных

отверстий.

При проектировании конструкций с соединением на наге­ лях следует учитывать возможность сдвига и углового поворо­ та соединения ввиду трудности заполнения нагельного отверг стия раствором и возможного из-за этого снижения прочности

шва омоноличивания.

При определении размеров конструктивных элементов ре­

шающее значение имеют усилия, возникающие в стыке и пе­ редающиеся на рслабленное сечение соединяемых элементов.

37