Файл: Крыльцов, Е. И. Современные железобетонные мосты [монография].pdf

Стандартные элементы кон­ н%

используемого для разных стати­ ческих систем, в нем можно соответственно изменять расположе­

ние и количество арматуры, сохраняя опалубочные размеры.

В США проведены исследования сборных предварительно на­ пряженных двутавровых балок, соединенных над опорами с обра­ щением в неразрезные. Балки смежных пролетов были омоноличены бетонированием диафрагмы между их торцами на полную высо­ ту сечения с плитой проезжей части (по всему пролетному строению) и установкой в зоне отрицательных моментов расчетной ненапрягаемой арматуры. Основное внимание обращали на сохра­ нение неразрезности при различной величине загружения, т. е. на обеспечение эксплуатационной надежности и предельной прочности. Исследованиями установлена зависимость между величинами опор­ ного момента и загружения конструкции временной динамической

<7(1+ р) нагрузкой (рис. 1.15).

В период первого испытания сечение над опорой работало в уп­ ругой стадии до нагрузок, составляющих 2/3 от величины расчетных (см. точку А на рис. 1.15), принятых за 100%- Затем при нагрузке, составляющей 75% от расчетной, опорные моменты, характеризую­ щие степень неразрезности, составили 98% от вычисленных по уп­ ругой стадии, а при полной расчетной нагрузке — 93%. Снижение неразрезности вызвано появлением трещин в растянутой зоне верх­ ней плиты. Под нагрузкой, равной удвоенной расчетной, неразрезность снизилась до 76%• При нагрузке, увеличенной в 3,45 раза (точка Б) против расчетной, обнаружено появление трещин в про­ лете, что привело к некоторому увеличению эффекта неразрезности. При нагрузке, превышающей расчетную в 3,88 раза (точка В), в арматуре над опорой достигнут предел текучести, а при нагрузке, превышающей в 5,28 раза (точка Г), бетон нижних поясов у диа­ фрагм начал разрушаться. Предельная нагрузка, вызвавшая полное разрушение конструкции по стыку, превышала расчетную в 6,6 ра­ за. Данные исследований свидетельствуют о достаточной надежно­ сти конструкции.

19

Рис. 1.16. Схема путепровода с балочно-неразрезным пролетным строением, обра­ зованным из трех балочно-разрезных длиной по 18 м

В конструкциях пролетных строений с накладными плитами можно повысить трещиностойкость надопорных зон введением сбор­ ных или монолитных предварительно напрягаемых участков с обя­ зательной установкой расчетной арматуры в зоне сжатия в приопорном участке.

К преимуществам неразрезных конструкций, помимо уменьше­ ния расхода материалов, также относят более высокие эксплуата­ ционные качества, т. е. сохранение проектного плавного продольно­ го профиля покрытия проезжей части моста и предотвращение просачивания воды и водных солевых растворов к опорам. Кроме того, при относительной простоте объединения элементов конст­ рукции сохраняются условия для унификации и стандартизации элементов, их узлов и деталей.

В неразрезных схемах пролетных строений можно использовать стандартные элементы конструкций меньших пролетов для пере­ крытия больших. Например, ребристое унифицированное балочное разрезное пролетное строение длиной 18 м можно использовать для сооружения балочно-неразрезного путепровода с центральным пролетом 24 м (рис. 1.16), обеспечив этим уменьшение кладки опор за счет неразрезности.

Союздорпроектом совместно с ЦНИИСом разработан техниче­ ский проект составных балочно-неразрезных пролетных строений с пролетами 33 и 42 м для автодорожных мостов из блоков макси­ мальной заводской готовности. Сборные предварительно напряжен­ ные пролетные строения мостов составлены по длине из блоков массой до 40 т с плитно-ребристым поперечным сечением на всю ширину проезда и с постоянной высотой вдоль моста. Блоки про­ летного строения объединяют на несущих подмостях, представляю­ щих собой в рабочем положении двухпролетную неразрезную бал­ ку, перемещаемую из пролета в пролет. Собранные пролетные строения разрезной системы превращают в неразрезную путем устройства мокрых (бетонируемых) швов. Изготовление блоков предусмотрено на заводах по методу отпечатки («торец к торцу»)

сукладкой гидроизоляции и защитного слоя из асфальтобетона.

ВФРГ, Италии и других зарубежных странах аналогичные кон­ структивные решения обычно выполняют в монолитном железо­

бетоне.

При проектировании м о с т о в в т о р о й г р у п п ы (с пролет­ ными строениями пролетом больше 60 м) преследуется цель — пе­ рераспределить материал в конструкции таким образом, чтобы

20

были минимальными площади эпюр моментов и поперечных сил для данной величины пролета. Это достигается применением стати­ ческих схем, при которых максимальные усилия возникают в сече­ ниях, расположенных в местах опирания; материал конструкции тоже сосредоточивается в зонах опор, не вызывая в системе значи­ тельных усилий от собственного веса. Влияние веса покрытия про­ езжей части и временной нагрузки здесь снижается благодаря увеличению жесткости опорных сечений и усилий в них при одно­ временном снижении усилий в середине пролета.

В настоящее время наблюдается различный подход к назначе­ нию основных параметров конструкций, если пролеты моста не бо­ лее 80—100 м. В частности, для перекрытия этих пролетов консоль­ ные и неразрезные мосты строят как с постоянной, так и переменной высотой пролетных строений.

Проведенное в Гипротрансмосте сравнение пролетного строения с двумя центральными пролетами по 84 м, запроектированного рамно-неразрезным в двух вариантах с высотой сечения постоян­ ной в 3 м и переменной от 2,5 до 4,8 м, показывает, что для данного пролета такая конструкция с переменной высотой сечения позволя­ ет получить некоторую экономию в металле при практически близ­ ких расходах бетона. Балочно-неразрезная система пролетного строения постоянной высоты с такими же пролетами вызывает уве­ личение расхода железобетона на 2—3%, металла до 10% (без уче­ та экономии в кладке опор).

Применение в железобетонных мостах однотипных элементов сборных пролетных строений постоянной высоты имеет известные преимущества при их изготовлении, транспортировании и монтаже моста. Предпосылкой для повышения уровня индустриализации конструкций является использование единых групп блоков для про­ летов от 40 до 80 м.

Постоянная высота этих конструкций особенно целесообразна для многопролетных мостов с такими же пролетами и при значи­ тельной общей длине.

Пролетные строения пролетом более 100 м с постоянной высо­ той сечений в настоящее время почти не применяют. Характерная особенность пролетных строений с пролетами больше 100 м непере­ менной высотой — это применение однотипных конструкций для нескольких мостов. Например, конструкции сборных пролетных строений мостов балочно-консольных и балочно-неразрезных си­ стем через р. Москву, а также рамно-консольных с подвесным про­ летным строением (рамно-подвесных) через р. Волгу, позволили существенно улучшить технико-экономические показатели при стро­ ительстве каждого последующего из этих мостов.

При проектировании мостов конструкции рассчитывают на воз­ действие нормативных и расчетных нагрузок, соотношение между которыми (в зависимости от вида нагрузки) различное (рис. 1.17). С увеличением пролетов влияние собственного веса возрастает, а остальной части постоянной нагрузки практически не изменяется, влияние же временных нагрузок снижается.

21

Для определения количествен­ ной величины участия конструк­ ции в работе на различные воз­ действия (от собственного веса, веса покрытия и коммуникаций, от временных подвижных нагру­ зок и т. д.) целесообразно поль­ зоваться раздельным соотноше­ нием объемлющих эпюр расчет­ ных усилий. Они дают объектив­ ную оценку конструктивных и физических показателей, так как полезные нагрузки (исключая собственный вес пролетного строения) могут быть существен­ но различными. На автодорож­

ных и железнодорожных мостах этими нагрузками являются про­ кладываемые коммуникации (кабели связи, освещения и СЦБ), а на городских мостах к ним часто прибавляются еще и тяжелые нагрузки от трубопроводов теплосети и водоснабжения, от конст­ рукции трамвайного полотна и т. п.

Так, например, для трехпролетного балочно-консольного пролет­ ного строения городского моста с центральным пролетом 128 м в- виде двух консолей, соединенных продольно подвижным шарниром, соотношение площадей эпюр моментов от собственного веса, посто­ янной и временной нагрузок составляет 0,57:0,24:0,19, а попереч­ ных сил соответственно 0,60:0,22:0,18, т. е. доля полезных нагру­ зок значительно выше, чем временная нагрузка.

Снижение собственного веса конструкций может быть достигну­ то также передачей большей части нагрузки на арматуру или ме­ таллические элементы из высокопрочной стали.

Получают распространение в настоящее время рамно-неразрез­ ные мосты с опорами в виде гибких стоек или с опорами, на которых вдоль моста расположены по две подвижные опорные части под каждым ригелем, кроме анкерной опоры-стойки. Опоры в виде гиб­ ких стоек обычно применяют в мостах через суходолы или реки при отсутствии ледохода, а также в эстакадах и путепроводах. При относительно жестких пролетных строениях гибкие стойки следуют за горизонтальными перемещениями с поворотом опорных сечений пролетных строений без возникновения в них значительных допол­ нительных усилий.

В путепроводах с небольшой высотой опор железобетонные опо­ ры-стойки устраивают с неполными шарнирами, а бетон стойки в месте оттирания рассчитывают на местное смятие. Для случая воз­ никновения в опорах значительных усилий от горизонтальных сил должны быть предусмотрены необходимая подвижность и поворот сечения пролетного строения. Например, перемещения пролетных строений с пролетами значительной величины обеспечивают устрой­ ством металлических продольно подвижных или резиновых и резино­

22