Конструкции неразрезной и шарнирно-консольной системы
|
Для неразрезных и шарнирно-консольных объединенных пролетных строений, возводимых без регулирования и предварительного напряжения, специфические особенности имеет работа участков железобетонной плиты, расположенных в зонах действия отрицательных изгибающих моментов. Рассмотрим различные конструктивные решения, применяемые в этих зонах. I. Возможным решением является искусственное выключение железобетонной плиты из совместной работы с главными фермами в растягиваемых зонах путем устройства специальных деформационных (так называемых организованных) швов. В таких швах концентрируются деформации, которые при отсутствии швов вызвали бы вредные трещины. При устройстве только поперечных швов (рис. 7, а) расстояния между ними должны быть небольшими (несколько м) во избежание накопления деформаций сдвига между железобетоном и сталью и расстройства конструкции. Поскольку требуется специальное конструктивное оформление каждого поперечного шва, большое количество их нежелательно. Для уменьшения количества поперечных организованных швов можно сочетать их с продольными организованными швами между железобетоном и сталью, заполненными вязким материалом, допускающим проявление значительных сдвигов и одновременно защищающим сталь от коррозии (рис. 7, б). Однако эксплуатационно-приемлемое конструктивное оформление для такого продольного организованного шва еще более сложно, чем для поперечного шва. На границах включенных и не включенных в работу участков плиты необходимо устраивать усиленные концевые упоры или другие объединяющие конструкции, воспринимающие сдвигающие усилия, концевые для включенного участка. В настоящее время пролетные строения с искусственным конструктивным выключением железобетонной плиты из работы применяют редко. Конструкции эти сложны, отличаются неопределенностью работы и ненадежны в эксплуатационном отношении. В недавно построенном неразрезном мосту через Дунай у Ашаха предусмотрены организованные поперечные швы в плите над промежуточными опорами балок. Для концевых участков плит обеспечена возможность свободного скольжения по балкам.  II. Наиболее распространенным решением еще недавно было исключение бетона из работы на растянутых участках плиты только в расчете (на прочность), причем без обеспечения и проверки допустимости раскрытия трещин в железобетоне. Обычно на этих участках размещали упоры или другие объединительные детали. Иногда этих деталей на растянутых участках не устанавливали, при этом некоторые сдвигающие усилия могли передаваться на железобетонную плиту за счет сцепления и трения. Никаких организованных швов в конструкции не устраивали. Так были запроектированы, в частности, многие неразрезные пролетные строения Киевского филиала Союздорпроекта — типовые с пролетами в свету 60 + п * 80 + 60 м, а также для моста через р. Иртыш в Павлодаре с пролетами 84,3 + 105,4 + 84,3 м и 2х63,5 м и др. В таких пролетных строениях продольное армирование железобетонной плиты на растягиваемых участках назначали конструктивно минимальным, что не могло ограничить раскрытие трещин в железобетонной плите допустимыми пределами. При сборной плите продольную арматуру в поперечных швах не стыковали. При монолитной плите иногда применяли мощную арматуру, отогнутую по концам и приваренную к растянутому верхнему поясу для усиления последнего (рис. 8). Сгущенное размещение арматуры на узкой полосе также не могло, естественно, обеспечить трещиностойкость всей железобетонной плиты. При испытаниях пролетных строений с не учтенной в расчете монолитной плитой раскрывались большие трещины, что сопровождалось сильным треском. При сборной железобетонной плите трещины концентрировались в поперечных швах плиты. Таким образом, введение обязательного расчета на трещиностойкость и соответственно прекращение проектирования таких пролетных строений явились вполне оправданными.  III. Для объединенных пролетных строений, осуществляемых без регулирования и предварительного напряжения и имеющих растягиваемые участки железобетонной плиты, можно применять такое (как правило, равномерное) армирование этой плиты, при котором раскрытие в ней поперечных трещин ограничивается допустимыми пределами. Необходимое для этого увеличение количества продольной арматуры не является чрезмерным, требуемый коэффициент армирования составляет обычно 1—2%. Увеличение количества продольной арматуры на растягиваемых участках железобетонной плиты из условий ее трещиностойкости не означает обязательного увеличения общего расхода стали, поскольку за этот счет можно уменьшить сечение стального верхнего пояса, что может оказаться даже выгодным, особенно если учесть, что арматурная сталь дешевле листовой. Здесь надо еще иметь в виду, что полное использование напряжений в продольной арматуре затруднительно при главных балках из малоуглеродистой стали, но вполне возможно при главных балках из низколегированной стали. Соответственно при рассмотренном решении для стальной части конструкции на участках действия отрицательных моментов целесообразны слабоэксцентричные сечения, в которых облегчение верхнего пояса восполнено арматурой. IV. Представляет интерес сочетание в растянутой зоне сталежелезобетонной конструкции достаточно мощного (и обеспечивающего стойкость против недопустимого раскрытия трещин) армирования растягиваемой железобетонной плиты с устройством продольного организованного шва между железобетоном и сталью в этой зоне. Шов может быть либо полным (без объединительных деталей), либо упруго-податливым на сдвиг с размещением в нем гибких объединительных деталей или других аналогичных податливых конструкций. Это решение, предложенное и исследованное в работах, является своеобразным синтезом I и III из рассмотренных выше принципиальных решений. В частности, в работе предложено использовать в качестве гибких упоров прокатные поперечные балки ярусной проезжей части согласно рис. 2, д. В такой конструкции железобетонная плита (вернее, ее продольная арматура) играет роль своеобразного шпренгеля, разгружающего стальную балку в надопорном сечении. Одновременно резкая пика эпюры растягивающих усилий в арматуре оказывается сглаженной, что способствует полноте использования арматуры. По данным, суммарная экономия в расходе металла на такую конструкцию может составлять 5—7%. Крупным производственным недостатком всех решений с относительно мощной обычной продольной арматурой, включенной в работу в зонах отрицательных моментов, является необходимость стыкования продольной арматуры в поперечных швах сборной железобетонной плиты. В целом экономия стали за счет включения в работу железобетонной плиты в неразрезных и шарнирно-консольных объединенных пролетных строениях без регулирования и предварительного напряжения оказывается много меньше, чем в аналогичных разрезных конструкциях, так как на части длины пролетного строения бетон в работе не используется. |
