Файл: Морозов, В. А. Регулярные методы решения некорректно поставленных задач-1.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 109
Скачиваний: 0
Рис. V.17. Конструкция стопоров:
/ — дополнительные упорные балки; 2 — стопор
Рис. V.18. Закрепление на опорах пролетных строений городского моста:
/ — армированные тумбы
Рис. V.19. Резиновая опорная часть для сей смических районов:
I — стальной лист; 2 — желе зобетонная подушка; 3 — резиновая прокладка
мических районов, схема которой приведена на рис. V.19 [160]. Резиновая прокладка располагается в углублении цилиндрической формы на поверхности подферменной площадки; пролетное строе ние опирается на нее через железобетонную подушку с такой же цилиндрической поверхностью. Последняя крепится к главным бал кам пролетного строения посредством опорного листа с анкерами. Цилиндрическая поверхность опорной части ограничивает ее дефор мации при действии горизонтальных сил. Эксперименты показали, что она обладает высокой сопротивляемостью продольным усилиям. Опорные части такого типа осуществлены на путепроводе в г. Фрун зе. Они рекомендуются при опорных давлениях до 150 Т.
§ V.5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАМНЫХ, АРОЧНЫХ И ВИСЯЧИХ МОСТОВ
Рамные мосты с жесткими узлами хорошо сопротивляются сейс мическим силам (см. § V.1). Отечественные нормы рекомендуют применение железобетонных мостов рамных систем в сейсмических районах [132]. Предпочтение следует отдавать рамным конструкци ям бесшарнирного типа. При расчетной сейсмичности 9 баллов при менение рамно-консольных и рамно-подвесных систем не рекомен дуется.
Для рамных мостов и путепроводов малых и средних пролетов можно применять конструктивные решения обычного типа с рас пределением продольных сейсмических сил на все опоры. В Японии
вбольшом числе осуществлены сборно-монолитные криволинейные
вплане рамные эстакады такого типа [180]. При высокой расчетной сейсмичности сооружения сейсмические силы требуют увеличения размеров опор (стоек) по фасаду моста, что для крайних опор не выгодно с точки зрения температурных усилий. Поэтому более це лесообразны специальные схемы с передачей продольных сейсмиче ских сил на средние опоры, расположенные у оси симметрии моста. На рис. V.20 показана одна из таких конструкций, осуществленная
вЯпонии [179]. Две средние опоры рамного моста усилены и их фундаменты связаны между собой дополнительными распорками; остальные опоры, освобожденные от работы на горизонтальные
г,чо |
7,40 |
7,8О |
8,20 |
7,80 |
7,40 |
2,40 |
Рис. V.20. Схема рамного путепровода (Япония)
139
силы, осуществлены в виде гибких стоек и температурные усилия в них незначительны. При длинных рамных экстакадах такое же решение может быть применено в пределах каждой температурной секции.
В японской практике находят также применение железобетон ные предварительно напряженные рамные мосты больших пролетов с опорами в виде наклонных подкосов, V-о'бразных стоек; пролеты таких мостов достигают 50 м [194].
При проектировании железобетонных конструкций стоек и риге лей (главных балок пролетных строений, надопорных поперечных балок) рамных мостов, непосредственно воспринимающих горизон тальную сейсмическую нагрузку, должны быть учтены дополнитель ные требования и конструктивные мероприятия, указанные в
§ IV.5.
Мосты с безраспорными арочными или комбинированными про летными строениями (типа арок с затяжками, ферм Лангера) в сейсмических районах можно применять без ограничений. Распор ные арочные системы следует проектировать только при условии обеспечения незыблемости оснований опор. Как было указано в § V.1, в районах с сейсмичностью 8—9 баллов нежелательно при менение многопролетных арочных мостов значительной протяжен ности при опорах на нескальном основании.
Пяты сводов или арок железобетонных и стальных арочных мос тов с ездой поверху или посередине следует опирать на массивные опоры и располагать на возможно низком уровне. В железобетон ных мостах сплошным сводам надо отдавать предпочтение перед раздельными. Для обеспечения поперечной жесткости пролетных строений раздельные своды или арки должны быть связаны рас порками, обеспечивающими восприятие сейсмических сил. Приме нение шарнирных сводов или арок нежелательно.
Большое внимание требует проектирование надарочных строе
ний. Пр_и |
сборном надарочном строении |
соединения |
монтажных |
|
элементов |
надо проектировать жесткими |
в обоих |
направлениях. |
|
В том случае, когда устраивают деформационные |
швы, |
разделяю |
||
щие надарочное строение на отдельные участки, соответствующим подбором сечений его элементов нужно обеспечить достаточную жесткость и устойчивость каждого участка при действии горизон тальных сейсмических сил. Конструкцию деформационных швов н их зазоры следует назначать с учетом сейсмических смещений.
Сведений о железобетонных или стальных арочных мостах, воз веденных в сейсмических условиях, очень мало. В японской техниче ской литературе такие данные не приводятся [179, 180, 194]. Как было отмечено в § V.1, в США возведен арочный железобетонный автодорожный мост пролетом 158 м. Главный свод коробчатого се чения осуществлен из монолитного железобетона, надсводное строе ние состоит из одиночных стоек-стенок и сборных балок [207].
Вопрос о строительстве массивных каменных или бетонных арочных мостов в настоящее время неактуален. В сейсмических районах их следует возводить только в исключительных случаях
НО
при специальном технико-экономическом обосновании. Необходи мым условием является наличие коренных пород в основании опор. Дополнительные антисейсмические мероприятия для массивных арочных мостов приведены в нормах [132].
Много висячих мостов, в том числе больших пролетов (свыше 700—800 м), проектируют и строят в 'сейсмических районах зару бежных стран (Японии, США, Португалии и др.). В технической литературе основное внимание уделяется расчету висячих мостов на сейсмические воздействия, конструктивное же их решение осве щено очень мало. Мы не имеем возможности детально рассмотреть этот вопрос. Отметим только, что основную роль в обеспечении сейс мостойкости висячих мостов играет надежность оснований опор, незыблемость анкерных закреплений н боковая динамическая ус тойчивость пролетного строения (см. гл. I). При недостаточно на дежных грунтах предпочтение следует отдавать висячим системам с воспринятым распором. Проектирование висячих мостов больших пролетов в сейсмических районах является исключительно ответст венной задачей, решение которой требует проведения специальных исследований.
§V.6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПОР МОСТОВ. СОПРЯЖЕНИЕ МОСТОВ
СНАСЫПЯМИ
Для обеспечения сейсмостойкости мостов любых систем основ ное значение имеет проектирование опор и их фундаментов с уче том силы землетрясения, характера нрунтов 'основания и особенно стей сооружений.
Для мостов с расчетной сейсмичностью 7 баллов практически (с некоторыми ограничениями) могут быть использованы все основ ные виды опор, применяемые в несейсмических районах. При более высокой сейсмичности необходим специальный подбор наиболее целесообразных типов опор и осуществление дополнительных ан тисейсмических мероприятий. В отношении тела опор основная тен денция заключается в замене бетонных и каменных конструкций железобетонными. Сборные конструкции, замоноличенные с уче том сейсмических воздействий, могут применяться наравне с моно литными. При соблюдении условий, указанных в § IV.5, без огра ничений можно применять в опорах предварительно напряженные железобетонные конструкции.
Высокая прочность железобетона позволяет значительно умень шить размеры сечений тела опор и соответственно снизить их соб ственный вес и сейсмические пилы. Для уменьшения веса целесооб разно проектировать тело опор облегченного типа. Такие опоры на ходят широкое применение в сейсмических районах СССР, США, Японии. Нужно отметить, что с уменьшением размеров сечений опор уменьшается также их жесткость; в соответствии с принятой в отечественных нормах спектральной кривой коэффициента дина мичности это приводит к дополнительному снижению сейсмических сил.
Опоры гибкого типа широко применяются в зарубежной прак тике сейсмостойкого строительства (см. § V.2). Увеличение гиб кости опор балочных и рамных мостов (как вдоль, так и поперек моста), безусловно, является эффективным приемом для сниже ния сейсмических сил. Применение чрезмерно гибких опор неже лательно только в условиях слабых грунтов и воздействия силь ных землетрясений от далеких эпицентров, когда возможно пре обладание интенсивных низкочастотных компонентов колебаний грунта. Рассмотрим основые рекомендации по проектированию опор различных типов, приведенные в нормах [132].
В монолитных промежуточных опорах массивных типов (бе тонных или каменных) наиболее уязвимы места резких изменений сечения (обрезы, 'переломы граней) и участки швов бетонирования. При расчетной сейсмичности 9 баллов рекомендуется усилять эти места постановкой по периметру сечений вертикальных и наклон ных арматурных коротышей, предотвращающих раскрытие шва и сдвиг кладки по шву. Во всех случаях полезно применение облицо вочных арматурных сеток, повышающих сопротивляемость сечений кратковременным импульсивным пикам сейсмического воздействия; вертикальные стержни сетки должны быть хорошо заделаны в ого ловке опоры и теле фундамента. Швы бетонирования требуют тща тельной обработки.
При нескальных грунтах применение опор в виде отдельно стоя щих бетонных или каменных столбов на естественном основании не рекомендуется. При расчетной сейсмичности 9 баллов они запреще ны нормами.
Промежуточные опоры облегченного типа с телом в виде узкого столба с консольными свесами ригеля, нескольких столбов, объеди ненных 'подферменной плитой, рамной надстройки или 'пустотелой конструкции, в сейсмических районах могут применяться без огра ничений. При проектировании железобетонных конструкций таких опор должны быть учтены требования, изложенные в § IV.5. Осо бое внимание надо обращать на места изменения сечений, узлы сопряжения элементов рамной надстройки между собой и нижеле жащей частью. В ряде случаев причиной сейсмических разрушений опор была недостаточная прочность заделки стоек или стенки тела опоры в надфундаментную часть. Эти узлы должны быть соответ ствующим образом усилены с учетом сейсмических усилий.
Для замоноличивания сборных конструкций тела опор могут быть использованы все известные способы, включая сварку заклад ных деталей. При членении тела опоры горизонтальными швами эффективным средством замоноличивания коробчатых пустотелых блоков является применение вертикальной предварительно напря женной арматуры. Вертикальные предварительно напряженные пучки обжимают швы между блоками и служат рабочей арматурой опоры при ее работе на горизонтальные сейсмические силы. В ка честве примера на рис. V.21 приведена опора балочного неразрез ного автодорожного моста через р. Нарын у Токтогульской ГЭС [28]. Расчетная сейсмичность сооружения — 9 баллов. Опора имеет
142