книги / Проектирование мостов и путепроводов на автомобильных дорогах
..pdfБИБЛИОТЕКА СТРОИТЕЛЯ
Серия «Инженеру-проектировщику»
И . П . Ш А П О В А Л
Проектирование
мостов и путепроводов на автомобильных дорогах
Киев сБуд!вельник* 1978
6С8
Ш24
УДК 625.71
Проектирование мостов и путепроводов на автомобильных до рогах. Шаповал И. П. К., «Буд1вельннк», 1978, 192 с.
В книге описаны новейшие конструкции малых н средних мос тов и путепроводов на автомобильных дорогах местной сети, приводятся методы их расчета. Отдельная глава посвящена расчету усиления мостов и путепроводов прн реконструкции дороги.
Особое внимание в работе уделено унификации конструктив ных элементов, техннко-экономнческому обоснованию выбора нх типа, а также оптимизации принимаемых решений.
Нормативные данные приведены по состоянию на 1 января 1978 г.
Книга предназначена инженерам-проектнровщнкам. Ил. 76. Табл. 46. Бнблногр. список: с. 188—189. Рецензент Ю. С. Жемчужников
Редакция литературы по сельскому строительству и озелене нию Заведующая редакцией Я. С. Колесник
ш 31801— 154 33—78 |
© Издательство |
М 203(04)— 78 |
«Буд1вельник», 1978 |
ПРЕДИСЛОВИЕ
В десятой пятилетке намечено осуществить большую программу строительства и реконструк ции автомобильных дорог и мостов на них. Мосты — сложнейшие сооружения, стоимость строительства которых составляет 20—30% от общей стоимости дороги. В связи с этим проблема повышения эффек тивности капитальных вложений в дорожное стро ительство во многом зависит от снижения стоимос ти возведения мостов, улучшения их качества и ус корения ввода в эксплуатацию, что может быть достигнуто как в результате применения новых систем и конструктивных решений, так и в резуль тате совершенствования способов расчета и техно логии возведения мостов.
За последние годы в области мостостроения появилось много нового. Строительство малых и средних мостов и путепроводов переведено на инду стриальную основу, внедрены в практику плитные разрезные и неразрезные конструкции пролетных строений, разработаны новые облегченные кон струкции фундаментов, отличающиеся меньшим расходом материалов на единицу несущей способ ности и др.
Малые и средние мосты и путепроводы, как пра вило, строят из железобетона. Внедрение в прак тику мостостроения неразрезных и рамных конст рукций мостов и путепроводов, температурно-нераз резных пролетных строений на основе стандартных разрезных пролетных строений обеспечивает наи лучшие эксплуатационные показатели при одновре менном снижении материалоемкости. Вместе с тем широко применяемые конструкции мостов, в подав ляющем большинстве являющиеся простыми раз резными балками, имеют ряд технологических преимуществ. Поэтому при проектировании необхо димо направить поиск конструктивных решений
3
неразрезных, рамных и других систем по пути упрощения технологии изготовления их сборных элементов и способов монтажа, что будет способ ствовать увеличению конкурентноспособности таких систем перед простыми разрезными.
Необходимость в реконструкции большого коли чества малых и средних мостов требует решения многих вопросов, связанных с изменением габари тов мостов и несущей способности их конструктив ных элементов (пролетных строений, опор и др.). Автором совместно с коллективом кафедры строи тельных конструкций и мостов Киевского автомо бильно-дорожного института в течение ряда лет проводились комплексные исследования мостов на дорогах Украины. В процессе исследований были разработаны методы реконструкции и усиления су ществующих мостов, построенных в разное время, даны технико-экономические обоснования принятых решений, нашедшие отражение в данной книге.
В настоящее время ведется пересмотр норм про ектирования мостов. Многие положения проекта Указаний по проектированию мостов и труб уже широко применяются в практике проектирования, поэтому в книге наряду с действующими нормами даны положения проекта Указаний.
Автор выражает глубокую благодарность со трудникам кафедры строительных конструкций и мостов Киевского автомобильно-дорожного инсти тута и заведующему кафедрой заслуженному дея телю науки профессору Я. Д. Лившицу за оказан ную помощь при написании книги.
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ПРОЕКТИРОВАНИИ МАЛЫХ И СРЕДНИХ МОСТОВ И ПУТЕПРОВОДОВ
Мосты и путепроводы как элементы дорожного строительст ва — наиболее сложные .и трудоемкие инженерные сооружения.
Строящиеся на автомобильных дорогах мосты и путепроводы должны удовлетворять ряд требований, и в первую очередь, тех нические (расчетно-конструктивные), экономические, производ ственные, архитектурно-эстетические и эксплуатационные требо вания.
Сооружение должно иметь необходимую пропускную способ ность, соответствующую пропускной способности дороги, с уче том перспективной интенсивности движения и условий безопас ности движенияПродольный профиль проезжей части запроек тированного моста или путепровода должен быть плавным с минимальным количеством деформационных швов. На сооруже ние должен быть организован плавный въезд с переходными пли тами, уложенными одним концом на мягкую подушку, устраива емую на насыпи подхода. Поверхностные воды и водные солевые растворы не должны просачиваться к опорам.
По принятому делению к малым мостам относят мосты пол ной длиной до 25 м, к средним — длиной более 25, но. не превы шающей 100 м. В зависимости от статической схемы основной несущей конструкции моста (путепровода) — пролетного строе ния — различают следующие системы мостов: балочно-разрез ные (как разновидность их — температурно-неразрезные), ба лочно-неразрезные, рамные, рамно-неразрезные и другие.
Балочно-разрезные системы имеют ряд важных преимуществ перед другими системами. Прежде всего они отличаются опреде ленностью статической работы, однотипностью частей, просто той изготовления и монтажа, что в большей степени отвечает требованиям индустриализации строительства. Даже примене ние разрезных сборных балок постоянной высоты при параболи ческом очертании эпюры изгибающих моментов оправдывается простотой их изготовления без явного перерасхода арматуры. При слабых же грунтах разрезные балочные системы с проле тами до 30 м наиболее приемлемы как системы, менее чувстви тельные к осадкам.
Применение для разрезных систем непрерывной проезжей части (превращение их в температурно-неразрезные системы)
5
позволяет практически без особого усложнения технологии из готовления балок улучшить условия эксплуатации сооружения и свести до минимума количество деформационных швов на проезжей части. В малых и средних мостах разрезные пролетные строения можно компоновать в температурно-неразрезные при различных типах опорных частей и жесткости опор (рис. 1), что говорит о большом диапазоне их применения.
Рис. 1. Схема компоновки разрезных пролетных строений с непрерывной про езжей частью:
I — с неподвижными опорными частями; II — на слоистых резиновых опорных частях; |
|
I I I — на гибких опорах; / — соединительная плита; 2 — подвижные опорные части; |
3 — |
неподвижные опорные части; 4 — слоистые резиновые опорные части. |
|
Вместе с тем балочные разрезные системы имеют два прин |
|
ципиальных недостатка: во-первых, большой собственный |
вес |
по отношению к временной нагрузке, особенно ощутимый |
при |
пролетах более 30 м; во-вторых, разрезные балки имеют боль |
шую строительную высоту и требуют применения опор с широ кими оголовками для размещения опорных частей и некоторого увеличения высоты подходов.
Этого недостатка можно избежать, применяя неразрезные балочные пролетные строения, формируемые из типовых стан дартных блоков пролетных строений длиной 12; 15 и 18 м плит ной конструкции и 18—33 м из ребристых балок таврового сече ния. Первые объединяют в пролете, вторые — как в пролете, так и на опорах. Опыт строительства неразрезных мостов с проле тами 18; 24 и 30 м свидетельствует об их экономичности и высо ких эстетических качествах.
Для путепроводов и эстакад, где очень важно уменьшение строительной высоты, особенно выгодны пролетные строения рамно-неразрезной системы. На рис. 2 показан рамно-нераз резной мост (схема 24 + ПХЗЗ+24 м) со скрытым ригелем, что позволило довести строительную высоту до 1/28,3 пролета вместо 1/22 пролета по типовым проектам при использовании стандарт ных балок.
6
Рис. 2. Мост с иеразрезиыми пролетными строениями и скрытым ригелем:
1 — пролетное строение нэ типовых ребристых балок; 2 — стык пролетного строения (ри
гель опоры); 3 — сборная опора; 4 — ростверк; 5 — железобетонные сваи; 5 — переходная плита.
Рис. 3. Поперечные сечения пролетов мостов из плитных (а) и ребристых (б) унифицированных балок.
Таблица 1. Унифицированные балки пролетных строений (типовой проект № 384/43, 45, 46, 47)___________________________________________________
Длина балки |
Поперечное сечение балки |
Высота Н, м |
Vя |
|
Ребристые балки
Продолжение табл. I
Применяемые в настоящее время типовые конструкции балок для унифицированных пролетных строений приведены в табл. 1 и на рис. 3. Плитные конструкции (в основном пустотные) ис пользуют для неразрезных систем с пролетами до 24 м и разрез ных с пролетами до 18 м.
В плитных пролетных строениях отношение наименьшей вы соты Н пролетного строения к пролету L (основной показатель конструкции) достигает 1/20—1/28 (балочные разрезные) и 1/30—1/36 (неразрезные системы). Для ребристых разрезных пролетных строений этот показатель равен 1/16—1/22. Для таких же пролетов неразрезной системы с ребристыми балками это отношение уменьшается до 1/20—1/28, т. е. такое же, как и для плитных разрезных, при значительно большей длине пролета.
В последние годы наметилась тенденция к уменьшению коли чества ребристых балок в поперечном сечении пролетного строе ния за счет увеличения расстояния между ребрами, что позволя ет укрупнить элементы и повысить уровень индустриализации. В отечественном мостостроении последние типовые проекты до пускают для ребристых пролетных строений максимальное рас стояние между балками 2,5 м. Увеличение расстояния между балками существенно повлияло бы на толщину и армирование ребер, работающих на растягивающие напряжения, а увеличе ние расстояния между бездиафрагменными балками — и на кру чение при внецентренном загружении. Одновременно пришлось бы включать в работу проезжую часть, и при этом сильно возрос бы объем омоноличивания.
Несмотря на преимущество тавровых бездиафрагменных ба лок для заводского изготовления и монтажа, работа их в систе ме пролетного строения неравномерна, так как объедине ние только по плите проезжей части не обеспечивает попе речной жесткости,. из-за чего плита неодинаково напряжена по сечению пролетного строения, а отдельные балки оказываются более нагруженными, чем другие, например, крайние. Выравнять
9
жесткости балок на кручение и обеспечить их равномерную ра боту позволяет введение диафрагм, но это приводит к усложне нию изготовления и монтажа балок.
Рис. 4. Путепровод через станционные пути из коробчатых балок:
а » ф а с а д : б — стык |
балок пролетного |
строения; / — коробчатая |
балка; 2 — плитная |
|||
балка; |
3 — диафрагма; 4 — сваи сечением |
35X35 см длиной 16 м; 5 — буровые сваи |
диа |
|||
метром |
1,2 и длиной |
16 м; 6 — V-образиая опора; 7 — предварительно-напряженная |
арма |
|||
тура в |
закрытом канале; 3 — конец пучка с анкером для захвата |
винта; 9 — утолщение |
||||
торца |
блока балки; |
/б — винт стяжной |
муфты диаметром 44 |
мм; |
// — соединительная |
|
|
|
муфта; 12 — эпоксидный клей; |
13 — клеевой стык блоков. |
Указанных недостатков избегают, применяя пролетные стро ения из блоков коробчатого сечения. Примером такого решения является путепровод через станционные пути (схема 42+2 X Х60+42 м). В нем Киевгипротрансом запроектированы короб чатые составные по длине неразрезные пролетные строения ми нимальной высоты (рис. 4). Сборные блоки длиной 12 м на месте установки стыкуют при помощи болтового соединения, формируя неразрезную систему.
10