книги / Проектирование мостов и путепроводов на автомобильных дорогах

качество изготовления и омоноличивания пролетных строе-? ний, а также ремонта, если он был;

физическое состояние пролетных строений (наличие трещин, выщелачивание бетона и др.);

расположение моста в плане и профиле (на кривой в плане, на уклоне и др.);

габарит моста и ширину тротуаров.

в плитных мостах — плита в той части (по ширине), которая находится в невыгодном положении при загрузке временной на­ грузкой. Для пролетных строений из сборных плит должно быть учтено поперечное распределение нагрузки в зависимости от связей между плитами;

в ребристых мостах — крайняя главная балка; в арочных мостах — свод пролетного строения с учетом его

полной работы под действием временной вертикальной нагрузки. Расчет производят согласно СН 200—62 и СН 365—67. . После перерасчета пролетного строения моста сравнивают предельно допустимую временную нагрузку, которую пролетное строение может выдержать при эксплуатации, с эквивалентной для него временной нагрузкой от Н-30 и НК-80. Соотношение

этих нагрузок выражается формулой

n = Q < Q ,

где [Р] — предельно допустимая временная нагрузка (при расчете на изги­ бающие моменты ее обозначают [Р]ы, на перерезывающую силу — [P]Q, на трещнностойкость— [Р]т ), которую может выдержать

При расчетах используют механические и другие характери­ стики материала пролетного строения, полученные при его об­ следовании. Расчеты производят по предельным состояниям с учетом коэффициента поперечной установки, динамического ко­ эффициента (1+р), коэффициента полосности и коэффициентов перегрузки по действующим нормам.

Постоянная нагрузка от веса проезжей части и веса пролет­

=тА;

=тА « .

14J

где Yi — вес 1 м толщины на 1 м2 плана проезжей части, тс; Ад— фактическая толщина дорожной одежды, м;

л= 1,5— коэффициент перегрузки для дорожной одежды.

Значение уд определяют как частное от деления веса 1 м* по­ крытия из слоев асфальтобетона толщиной 5 см, защитного слоя — 4, изоляции — 2, сточного треугольника — 4 см на Сред­ нюю толщину покрытия Ад =0,15 см. Такой прием в вычислении нагрузки от веса дорожной одежды позволяет приблизительно учесть вес ее на самых разнообразных мостах;

б) для ребристых мостов

gi - ТжМп;

= ТдМпЛ,

где Ья — расстояние между осями балок, м.

Нормативную и расчетную нагрузки от собственного веса

плит и балок пролетного строения g* и gf, тс/пог. м, определяют по формулам (при объемном весе у=2,5 тс/м3)

а — распределение давления от колеса вдоль движения под углом 45°.

142

Нормативные временные нагрузки. 1. Нагрузка для определе­

При расчете на трещиностойкость нагрузку для определения изгибающих моментов от НК-80 определяют с понижающим ко­ эффициентом 0,8 по формуле

/>" = 80КПУ • А,.*).

2. Нагрузка для определения поперечной силы:

а) от Н - 30/>Q.30 = КПУ • PQ.зо;

б) от HK = 80PQ.8O= КПУ • PQ.SO;

в) от толпы на тротуарах />? = КПУ • 0,46.

Расчетные нагрузки получают введением динамического ко­ эффициента и коэффициента перегрузки п, равного 1,4 для Н-30 и толпы на тротуарах и 1,1— для НК-80.

Продольное и поперечное армирование пролетных строений. При отсутствии данных натурной съемки или исполнительных чертежей проектов, по которым построен мост, продольное и по­ перечное армирование можно принимать ориентировочно (с за­ пасом) по следующим рекомендациям.

1.Плитные мосты. Количество рабочей арматуры принимают

всреднем при коэффициенте армирования ц=0,01. В зависимо­ сти от длины пролета I и его толщины А можно принимать р =

Диаметр арматуры принимают в зависимости от толщины плиты Л:

Класс арматуры принимают в зависимости от года построй­ ки: A-I при постройке до 1952 г., А-Н — при постройке после 1956 г.

2. Ребристые мосты. Количество рабочей арматуры принима­

143

Шаг хомутов принимают равным 20—30 см у опор, но не бо­ лее Ъи не более 3/4 А.

Тип хомутов при 6<40 см — двухсрезные, при Ь> 40 с ^ — четырехсрезные.

Диаметр хомутов принимают равным 8 мм.

Отгибы принимают в соответствии с диаметром продольной

более 15 м d —32...36 мм.

Класс арматуры принимают как и для плитных мостов. Ориентировочно шаг отгиба принимают равным Ло—а', где

а,==0,03+^ — защитный слой, ho — полезная высота сечения;

число отгибов в одном сечении — 2 шт.

Процент армирования балок с каркасной арматурой может быть определен по чертежам типовых проектов.

Расчет существующих плитных и тавровых пролетных строений

на прочность нормальных сечений по изгибающему моменту

Предлагаемая методика расчета составлена на основе нор­ мативных документов [24, 25] и приведена в некоторых работах [7, 8 и др.]. Она позволяет быстро установить несущую способ­ ность конструктивного элемента моста.

Нейтральная ось проходит в плите (рис. 66).

Основные уравнения прочности для плитных пролетных стро­ ений:

обычно равной расстоянию между балками в осях; Ло — полезная высота сечения балки или плиты; /?а — расчетное сопротивление арматуры;

х — высота сжатой зоны бетона относительно верха плиты илн балки х^0,55Ло;

144

Fa — площадь арматуры;

2 = (Л о -у ) *плечо внутренней пары сил.

Коэффициент армирования для плит может быть определен подформуле

F ,

Рис. 66. Расчетные схемы поперечных сечений пролетных строений балочных мостов:

а, б — ребристых; в — плитных.

для ребристых балок

F а

ft.

где Ъ— ширина плиты; Ьп — ширина плиты тавровой балки;

h — высота плиты или балки.

145

Рабочая высота плиты или балки h0 принимается равной npnf близительно 0,9 А. Армирование может быть назначено согласнЬ рекомендациям (стр. 143). С учетом вышеизложенного высота сжатой зоны в плитных мостах

где а

Полный предельный момент, который может воспринять пли­ та или балка, равен

М ар = RtFtz = 2 Р мшм.

Расчетную предельно допустимую временную нагрузку мож но выразить формулой

-<7.

где шм — площадь линии влияния для изгибающего момента, мг; q — расчетная постоянная нагрузка.

Тогда относительная грузоподъемность моста по прочности нормальных сечений для Н-30 составляет

П3 0м-30 303S30 тс;

для НК-80 П80 = ^м-80 • 80 ^ 80 тс.

При прохождении нейтральной оси в ребре в основное урав­

нение прочности включают свесы плиты (Ь„ —Ь) и принимают для них расчетное сопротивление сжатию Rap.

Уравнение прочности в этом случае примет вид (см. рис.

66, 6)

М < RHbx ( \ — 0,5л) + Rap(b'n — А)(А0 — 0,5Ап) hn\

__ R»R* +^?пр (^п — Ап

Расчет плит существующих пролетных строений на прочность наклонных сечений

Расчет сечений на прочность по поперечной силе можно не производить, если будет удовлетворено условие п. 3.9. СН 365— 67, то есть

146

QH

OJRr.p.o I

zb

гд^ J?r o — главные растягивающие напряжения от нормативной нагрузки.

'^Предельная поперечная сила, которую может воспринять пли­ та, равна

QnP OJRr.v.0bz,

где Ь— ширина расчетной полосы, равная 1 м; г — плечо внутренней пары сил.

С другой стороны, предельная поперечная сила может быть определена по формуле

QSP= £/>><?,

где 2 P Q — предельная погонная нагрузка;

G>Q —площадь линии влияния для поперечной силы.

Полная и предельно допустимая нагрузки записываются в виде:

Ои

Нормативная предельно допустимая временная нагрузка

[/>]“=^HL--7H= E/>"-«7h,

где qu —нормативная постоянная нагрузка от собственного веса конструкции.

Оценка грузоподъемности по нагрузке Н-30

П30 рн •30=£30 т;

М}-30

по нагрузке НК-80

Пво = - ^ - - 80 =£80 т. / Q-80

Расчет тавровых пролетных строений на прочность по главным растягивающим напряжениям

Расчет наклонных сечений (условно по главным растягива­ ющим напряжениям) изгибаемых тавровых балок на уровне ней­ тральной оси производится по п. 3.27 СН 365—67 по формуле

оR Г.р.О 9

где QH— поперечная сила в сечениях; b — ширина ребра балкн;

147

Яг.р.о—расчетное сопротивление бетона условным главным растягивающим напряжениям (СН 365—67, п. 1.13).

Полная предельная поперечная сила, которую может воспри­ нимать балка, по главным растягивающим напряжениям на уровне нейтральной оси

Q n P = s /?г.р .о bz.

Предельная полная нормативная нагрузка на 1 м длины бал­

ки

ЪРЪ = Rг.р.о bz

Предельная допустимая временная нагрузка по главным рас­ тягивающим напряжениям равна:

где qH— постоянная нагрузка на 1 м длина балки.

Относительная грузоподъемность для Н-30 определяется но формуле

^5-30

для НК-80

П 8о = - ^ " ' 8 0 ^ 8 0 т с .

М}-8О

Расчет тавровых пролетных строений на прочность по поперечной силе

Предельная поперечная сила, воспринимаемая бетоном сжа­ той зоны, хомутами и отгибами в невыгоднейшем наклонном сечении, определяется по формулам [25]

Q x .6 .o — ^ 0 , 6 / ? н6 А о (<7x.i -)” <7о.«) ? х . . £ / .

m a . o V o s l n a

Яо.ш= ' иа

148

nib0 = 0,8 и тя т =0,8 — коэффициенты условий работы; Fj\ и F0 — площадь арматуры хомутов и отгибов.

Предельно допустимая временная нагрузка, соответствую­ щая величине Q*.6.o,

где q — расчетная постоянная нагрузка на 1 м длины.

Сравнительная грузоподъемность для Н-30

Если в результате проверки окажется, что несущая способ­ ность сооружения недостаточна, необходимо вскрыть арматуру, определить ее фактические размеры и произвести точный прост­ ранственный расчет [1], после чего решить вопрос об усилении или принятии других мер.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ

РАСЧЕТ РИГЕЛЯ ОПОРЫ

Требуется рассчитать ригель двухстолбчатой опоры (рис. 67, а) пятипролетного моста, выполненного по схеме 22+ + 3x26+22 м. Пролетное строение габаритом Г-14 с тротуара­ ми 2x3 м неразрезное сформировано из типовых унифициро­ ванных железобетонных пустотелых плит длиной 18 и надопорных блоков длиной 8 м.

Расчетная схема ригеля — двухконсольная балка, жестко за­ щемленная в стойках. Разница между изгибающими моментами, возникающими в корне консоли справа и слева от стойки, вос­ принимается самой стойкой. Нагрузка на ригель определяется по линиям влияния опорных реакций Ri и /?2 пятипролетной не­ разрезной балки (рис. 67, б, в, г).

Нормативная постоянная нагрузка на 1 пог. м ригеля. Нагруз­ ка на 1 пог. м плитного блока от собственного веса, веса покры­

тия и другой постоянной нагрузки дЦл =1,55 тс/пог. м. Усреднен-

149

При расчетной ширине плиты 1 м нормативная постоянная нагрузка на 1 пог. м ригеля от собственного веса пролетного

Рис. 67. К расчету ригеля промежуточной опоры:

а —общий вид опоры и расчетная схема ригеля; б — расчетная схема пролетного строе­ ния; в и s — линии влияния опорного давления соответственно для опоры / и 2; 0—5 — номера опор.

Япр = Цпл2 u) = 1,55 • 26,7 ■■ 41,4 тс/пог. м,

где 2 со — суммарная площадь линнн влияния реакции Rt-

Расчетная постоянная нагрузка на 1 пог. м ригеля. Нагрузка от собственного веса пролетного строения

?Sp= ?£л2 «>=* 1,8 • 26,7 — 48 тс/пог. м,

где ф£л — расчетная нагрузка на 1 пог. м плитного блока.

150