Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Конструкции со стальными главными фермами и железобетонной плитой, обжатой натяжением высокопрочной арматуры

Конструкции со стальными главными фермами и железобетонной плитой, обжатой натяжением высокопрочной арматуры


В балочных разрезных и неразрезных конструкциях с ездой понизу железобетонная плита на всей или почти всей длине расположена в растянутой зоне. Для выгодного использования проезжей части в совместной работе с главными фермами в горизонтальной плоскости плиту можно обжать продольной высокопрочной арматурой. Вовлечь проезжую часть в совместную работу с поясами главных ферм в автодорожных мостах труднее, чем в железнодорожных, в связи с большим расстоянием между фермами. Зато в железнодорожных мостах возникают свои трудности в связи с большей переменностью напряжений.
Рассмотрим варианты натяжения высокопрочной арматуры, воспользовавшись выполненной Ленгипротрансмостом (под руководством автора) проектно-исследовательской работой по модернизации конструкций проезда железнодорожных мостов с ездой понизу больших пролетов. Эта работа (гл. инж. проекта Н.Д. Шипов) была выполнена на примере разрезного пролетного строения 88 м.
Конструкции со стальными главными фермами и железобетонной плитой, обжатой натяжением высокопрочной арматуры

При проезжей части в виде сборной железобетонной плиты, опирающейся на стальные продольные балки, в решетчатом комбинированном (см. рис. 31, б) или простом решетчатом (см. рис. 31, в) пролетном строении целесообразно поблочное натяжение высокопрочной арматуры, осуществляемое при изготовлении плит. Высокопрочная арматура обжимает каждый блок отдельно и не стыкуется в поперечных швах (рис. 37). Предварительно напряженные блоки плиты объединяют с продольными балками, располагая швы между блоками по возможности вблизи нулевых моментных точек продольных балок. Швы замоноличивают бетоном. Стальные продольные балки как бы перекрывают неармированные швы плиты и препятствуют недопустимому раскрытию трещин в швах. Продольные балки включают в совместную работу с поясами главных ферм посредством узловых (или только концевых) связевых горизонтальных диафрагм (см. рис. 32, б, в).
При безбалластном мостовом полотне на простое решетчатое пролетное строение требуется примерно столько же стали, что и при прежней не включенной в совместную работу проезжей части с деревянными поперечинами. Существенное улучшение действительной работы и эксплуатационных показателей достигается здесь весьма небольшими изменениями конструкции. При применении решетчатой комбинированной системы получается даже некоторая экономия стали, несмотря на увеличение постоянной нагрузки при изменении типа мостового полотна.
В решетчатом комбинированном пролетном строении при проезжей части в виде сборной железобетонной плиты, опирающейся только на стальные поперечные балки (продольные балки отсутствуют) или в виде полностью железобетонной ребристой проезжей части, состоящей из плиты и поперечных ребер, целесообразно сквозное натяжение высокопрочной арматуры, осуществляемое в пролете после монтажа.
При стальных поперечных балках возможна передача натяжения высокопрочной арматуры только на железобетонную плиту. Тогда при натяжении обжимают все блоки и все поперечные швы сборкой железобетонной плиты перед включением ее в совместную работу со стальной конструкцией и не обжимают последнюю, для чего надо придать подвижность плите по поперечным балкам. Совместную работу обеспечивают после натяжения устройством железобетонных или стальных горизонтальных диафрагм (см. рис. 32, б. Кроме того, плиту объединяют с поперечными балками. За счет удаления продольных балок и выгодного использования высокопрочной арматуры в такой конструкции экономится больше стали, чем при поблочном натяжении.
Еще большую экономию стали и упрощение производства работ можно получить, если натягивать высокопрочную арматуру после включения железобетонной плиты в совместную работу со стальной конструкцией, обжимая одновременно и железобетонную плиту, и жесткие стальные пояса. Этим приемом в железнодорожных мостах можно сократить расход стали (по отношению к старой конструкции с ездой на деревянных поперечинах) не только при без-балластном, но и при балластном мостовом полотне. Схемы конструкций изображены на рис. 38.
Конструкции со стальными главными фермами и железобетонной плитой, обжатой натяжением высокопрочной арматуры

Наибольшая экономия стали при таком же варианте натяжения получается при полном удалении стальной балочной клетки, т. е. при устройстве проезжей части с железобетонными поперечными ребрами. Возможные схемы конструкций изображены на рис. 38, а и б.
Высокопрочную арматуру можно замоноличивать в каналах железобетонной плиты или оставлять незамоноличенной, придавая ей шпренгельный характер и располагая ее или под железобетонной плитой (см. рис. 38, б), или, что проще, под тротуарами (см рис. 38, в). Естественно, что при открытом расположении высокопрочной арматуры используют не пучки параллельных проволок, а стальные канаты преимущественно закрытого профиля и с применением специальных мер защиты от коррозии. Вопреки распространенному мнению открытое расположение имеет ряд преимуществ — упрощение укладки арматуры, исключение операции замоноличивания каналов, доступность для осмотра и ухода, возможность замены отдельных элементов. Кроме того, при открытом расположении стальных канатов для обжатой железобетонной плиты можно допустить под действием изгибающих моментов местного изгиба ограниченное раскрытие трещин, как в элементе из обычного железобетона. Это позволяет уменьшить расход высокопрочной арматуры без увеличения веса стальной конструкции и при незначительном увеличении расхода обычной арматуры.
Конструкции со стальными главными фермами и железобетонной плитой, обжатой натяжением высокопрочной арматуры

Анкеровку сквозной высокопрочной арматуры можно осуществить, как это показано на рис. 38, т. е. на горизонтальных диафрагмах, посредством которых обеспечивается совместная работа железобетонной плиты проезжей части и нижних поясов главных ферм. В решетчатых пролетных строениях длиной свыше 100 м часть высокопрочной арматуры выгодно не доводить до концевых узлов и заанкеривать у промежуточных узлов, хотя это и вызывает усложнение конструкции.
На основе анализа рассмотренных вариантов модернизации проезда железнодорожных мостов больших пролетов с ездой понизу Ленгипротрансмостом для опытного пролетного строения 88 м принята решетчатая комбинированная система с полностью железобетонной ребристой проезжей частью, с обжатием железобетонной плиты и жестких стальных поясов при сквозном натяжении замоноличиваемой высокопрочной арматуры.
Пролетное строение (рис. 39, 40) было запроектировано сварным из низколегированной стали с монтажными соединениями на высокопрочных болтах по Техническим условиям ТУПМ-56 на временную нагрузку Н8. Марка бетона 500, высокопрочная арматура в виде пучков проволоки диаметром 5 мм с пределом прочности 170 кГ/мм2. Сравнением вариантов было установлено, что в железнодорожных мостах рассматриваемых пролетов стальные решетчатые комбинированные главные фермы с параллельными поясами экономичнее сегментных ферм.
Конструкции со стальными главными фермами и железобетонной плитой, обжатой натяжением высокопрочной арматуры

Жесткий нижний пояс имеет одностенчатое двутавровое сечение высотой 1,2 м постоянное по всей длине пролета. Остальные растянутые элементы главных ферм Н-образные, сжатые элементы коробчатые. Все монтажные стыки элементов главных ферм расположены в узлах.
Проезжая часть сборная железобетонная из П-образных двухконсольных блоков длиной 2,75 м, состоящих из плиты и предварительно напряженных при изготовлении поперечных ребер. Последние присоединяются к нижним поясам главных ферм, причем уровень верха проезжей части и поясов совпадает. Высокопрочную арматуру натягивают после монтажа и замоноличивают в закрытых каналах плиты на всю длину пролета.
Мостовое полотно запроектировано в двух вариантах — на балласте при толщине плиты 18 см (показано на рис. 40) и безбалластное при толщине плиты 22 см. Поперечные швы между блоками, имеющие толщину 6 см, замоноличивают бетоном перед натяжением высокопрочной арматуры.
Конструкция узла прикрепления двухстенчатой решетки к одно-стенчатому поясу и прикрепления к нему железобетонных ребер проезжей части показана на рис. 40, в. Узлы прикрепления решетки в принципе сходны с показанными на рис. 34, г. Концы железобетонных ребер снабжены закладными деталями, соединенными с арматурой ребер. Монтажное соединение со стенкой жесткого пояса осуществляется высокопрочными болтами;посредством стальных фланцевых удлинителей ребер. Железобетонные блоки ориентированы на изготовление в инвентарной стальной опалубке, являющейся одновременно кондуктором для размещения закладных деталей. Тем не менее в обеих плоскостях соединения предусмотрена значительная (6 мм) разница диам между отверстием и высокопрочным болтом.
Совместная работа проезжей части и главных ферм в горизонтальной плоскости обеспечивается железобетонными горизонтальными диафрагмами, соединяющими железобетонную плиту с нижними поясами главных ферм. Диафрагмы расположены по концам пролетного строения и у узлов Н2 и Н6. Наибольшее значение имеют концевые диафрагмы, на которые заанкеривают всю высокопрочную арматуру.
Железобетонная плита выполняет одновременно и функции нижних продольных связей. При некоторых способах монтажа на период возведения пролетного строения устанавливают временные инвентарные металлические связи.
Монтаж пролетного строения возможен различными способами, в том числе:
- полной навесной сборкой с первоначальной установкой железо бетонных блоков только в узлах главных ферм и усилением поясов H0—Н2, либо с установкой сразу всех железобетонных блоков и с применением инвентарного временного шпренгеля;
- полунавесной сборкой с установкой сразу всех железобетонных блоков и без каких-либо усилений;
- продольной надвижкой по жестким нижним поясам.
В табл. 5 сопоставлены показатели описанного опытного сталежелезобетонного решетчатого комбинированного пролетного строения и пролетных строений обычной простой решетчатой системы без совместной работы проезжей части и главных ферм, но с различными видами мостового полотна. Показатели определены для одинаковых условий проектирования применительно к болто-сварным конструкциям из низколегированной стали. Кроме расхода материалов и строительной стоимости (применительно к случаю полунавесной сборки), были подсчитаны также эксплуатационные расходы за 60 лет эксплуатации. Эксплуатационные расходы включали затраты на окраску стальных конструкций, смену мостовых брусьев, смену изоляции балластного корыта, очистку балласта и другие затраты, связанные с текущим содержанием и ремонтами различной периодичности. Отдельно показаны в табл. 5 расходы на возможный ремонт продольных балок, верхние пояса которых подвержены коррозии под мостовыми брусьями и требуют ремонта согласно имеющемуся опыту примерно через 50 лет. Необходимо отметить, что эксплуатационные расходы нельзя непосредственно суммировать со строительной стоимостью, поскольку. для правильного экономического сопоставления конструкций необходимо учитывать отдаленность капиталовложений. Таким образом, цифры суммарных затрат имеют условное значение, однако в данном случае они представляют некоторый интерес, поскольку строительные стоимости всех конструкций близки друг к другу.
Конструкции со стальными главными фермами и железобетонной плитой, обжатой натяжением высокопрочной арматуры

Из табл. 5 видно, что, кроме коренного улучшения эксплуатационных показателей, модернизированная конструкция проезда дает и серьезную экономию стали: при езде на балласте — 11%, несмотря на увеличение постоянной нагрузки в 2,1 раза, при безбалластной езде—15%, несмотря на увеличение постоянной нагрузки в 1,5 раза. Пробное проектирование показало, что высокая эффективность модернизированной конструкции проезда железнодорожных мостов сохраняется также при пролетах 110 м и более.
Добавлено Serxio 27-01-2016, 17:24 Просмотров: 924
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent