Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Бесшовные мосты

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Линейные параметры малых мостовых бесшовных сооружений

Как уже отмечалось, существующее разделение мостов на три класса (малые, средние и большие) является условным. В этом разделении отсутствует физический смысл. В проектно-строительной практике она практически не реализуется. Поэтому регламентация ее в действующей нормативной документации является ненужной.

Однако классификация может быть полезной, если в основу ее будут положены принципиальные физические закономерности.

В данном разделе выделены некоторые важные классификационные признаки мостов, которые могут стать основой для новой системы классификации мостовых сооружений.

Малые мосты обладают рядом специфических особенностей. Так, временные подвижные вертикальные нагрузки от транспорта более неблагоприятно отражается на малых пролетах, чем на больших. Это относится и к ударно-повторным нагрузкам, которые вызывают повышенный негативный отклик вследствие того, что масса малого пролета соизмерима с массой движущихся экипажей, и жесткость малых пролетов относительно малая. Оба эти параметра (вместе с коэффициентом демпфирования) определяют высокие амплитуды, высокие частоты колебаний и т.д., снижающие срок службы сооружений. Зона неблагоприятного влияния составляет до 50 м.

Рассмотрим деформативное взаимодействие моста и насыпи, когда пролетное строение длиной 50 м имеет консоли, выступающие на насыпь (см. рис. 3.1).

Длина консолей должна быть, как правило, не менее высоты насыпи. Именно на этом участке происходят просадки грунта насыпи.

Исследования автора показали, что корреляция между высотой насыпи и длиной крайнего пролета моста отсутствует. Определим примерную высоту насыпи перед путепроводом, высота которого в значительной степени регламентируется габаритом проезда под ним. Высота насыпи складывается из габарита по высоте (А = 5 м для автодороги I—III категорий и дорог в населенных пунктах), строительной высоты пролетного строения (И ~ 1,5—1,8 м) и высоты насыпи дороги, которую пересекает путепровод (А * 0,5—0,6 м). При этом суммарная высота насыпи составляет от 7 до 7,4 м.

В соответствии с исследованиями, проведенными в ЦНИИСе, сооружения с насыпями высотой до 7,5 м составляют 95% всех мостовых сооружений. С учетом этого примем для вычислений среднюю высоту подходной насыпи равную 7,5 м. В этом случае общая длина «плети»: пролетное строение плюс консоли составит 50 + 2 х 7,5 = = 65 м. Определим для нее необходимую ширину зазора А.

Продольные деформации плиты (укорочение—удлинение) зависят от многих факторов: температурных, влажностных и силовых воздействий, от усадки и ползучести бетона и др. Возьмем в расчет лишь один, но наиболее весомый фактор воздействия — перепад сезонных и годовых температур.

Полагаем, что удлинение и сокращение пролетного строения по длине происходят симметрично в обе стороны от поперечной оси моста.

Для северных климатических условий (в качестве конкретного пункта принят г. Якутск) перепад годовых температур в соответствии с [1] составит:

  • • для металлических конструкций АГ= 38 + [—641 = 102 °С;
  • • для железобетонных конструкций АТ= 25,2 + [—551 = 80,2 °С.

Для умеренных климатических условий (г. Москва) перепад годовых температур составит:

  • • для металлических конструкций АГ= 37 + [—421 = 79 °С;
  • • для железобетонных конструкций АТ= 23,7 + [—26] = 49,7 °С.

Амплитуда перемещений

торца металлического пролетного строения для условий г. Якутска

железобетонного пролетного строения с консолями

Повторим вычисления для условий Москвы. Амплитуда перемещений

торца металлического пролетного строения

железобетонного пролетного строения с консолями

Исходим из того, что фактические тепловые перемещения пролетных строений составляют обычно 70—80% от расчетных. С учетом этого «якутские» перемещения торцов металлических конструкций составят Дст = 33,2 х 0,8 = 26,6 мм, а «московские» — Дст = 25, 6 х 0,8 = = 20,5 мм; железобетонного пролетного строения для условий Якутска ДЖБ = 26 х 0,8 = 20,8 мм, для условий Москвы — ДЖБ = 16,2 х 0,8 = = 13 мм. Эти величины являются предельными (рис. 5.22).

Схема температурных перемещений торца пролетного строения

Рис. 5.22. Схема температурных перемещений торца пролетного строения

Таким образом, в наиболее жестких условиях эксплуатации (годовой перепад температур составляет 102 °С), применении наиболее «невыгодного» металлического пролетного строения, имеющего максимальную длину (вместе с консолями) 65 м, годовая амплитуда перемещений торцов пролета составляет всего 26,6 мм. При этом зимние перемещения за счет сокращения длины плиты при отрицательных температурах составляют 16,7 мм, а летние вследствие удлинения плиты — 9,9 мм. Во всех остальных случаях (для железобетонных конструкций, для умеренного климата, для меньшей длины плиты) перемещения торцов плиты будут еще меньше.

Фактические значения перемещений могут быть еще ниже из-за осенне-зимнего увлажнения бетона. С ним связано набухание бетона и изменение значения коэффициента линейного температурного расширения (КЛТР), который не является константой.

КЛТР тяжелого бетона при изменении влажности от 0 до 7% и в интервале положительных температур от 20 до 120 °С меняет значения от 0,7 х 10-5до 1,9 х 10~51/град. В интервале температур от—35 °С до —45 °С бетон, будучи в предельно влагонасыщенном состоянии, ведет себя аномально, при этом КЛТР может менять свой знак на обратный.

С учетом изложенного величина зазора Д может быть принята в пределах от 30 до 50 мм. Эти значения меньше, чем величина максимального разрыва полотна проезжей части, которая из условий комфортности движения, не должна превышать 60 мм.

С учетом приведенных выкладок можно принять в первом приближении предельную длину малого мостового бесшовного сооружения равной 65 м. Назначение этого параметра не требует проведения дополнительных температурных расчетов. С учетом конкретных условий эксплуатации, типов мостовых сооружений и дополнительных расчетов эта длина может быть увеличена.

Была рассмотрена статистика распространения малых мостовых сооружений с длиной пролетов до 50 м. Для статистической обработки принято нескольких выборок капитальных мостов на сети автомобильных и железных дорог. Анализ выполнен по следующим регионам: Якутия — 514 автодорожных и 162 железнодорожных моста; север Западной Сибири — 179 железнодорожных мостов; Мордовия — 311 автодорожных; территория б. СССР (виадуки) — 570. Результаты обработки ограниченного объема выборки показали, что малые мосты с длиной пролетных строений до 50 м составляют на автомобильных дорогах от 70 до 80%, на железных — около 80—85% от общего количества мостов.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>