Особенности расчета опор мостов четырехшарнирной системы
|
Четырехшарнирные мосты предложены двух систем: с неявными шарнирами внизу (система Н.А. Словинского) и с явными шарнирами внизу, отделяющими стенку устоя от фундамента (система Укрдортранснии). Разница в расчетах опор этих систем обусловливается как наличием или отсутствием явного шарнира, так и степенью совместности работы крыльев и передней стенки устоя. Устойчивость четырехшарнирных мостов обеих систем, которые без этого являются геометрически изменяемыми системами, обеспечивается заделкой стенок устоя в грунте насыпи. При действии только постоянной нагрузки давление грунта насыпи на устои взаимно уравновешивается, но когда временная нагрузка загружает призму обрушения одного из устоев, давление от временной нагрузки Eb оказывается неуравновешенным (рис. 143). Принимают, что это давление через пролетное строение и нижние распорки передается противоположной стенке и создает горизонтальное давление на грунт насыпи, распределенное по параболическому закону.  Co стороны загруженной призмы обрушения на стенку действует активное давление грунта Eо и давление от временной нагрузки Ев, на противоположную стенку — такое же давление грунта Eо и противодавление грунта Еа, равное Ев, но распределенное по параболе. Кроме того, стенки воспринимают вертикальную нагрузку от веса пролетного строения Nп, от временной нагрузки на нем Nв и собственного веса стенки Nст, каждая из которых действует с эксцентриситетом относительно расчетных сечений по обрезу и подошве фундамента. При действии этих сил стенку опоры рассчитывают как вертикальную плиту, опертую по двум сторонам, с консолью внизу (без учета защемления фундамента в грунте). Опорами такой плиты вверху служит пролетное строение, внизу—распорки. Плита загружена давлением грунта при временной нагрузке на призме обрушения рассчитываемой стенки. Одновременно на плиту-стенку действуют вертикальные нагрузки Nп, Nв, Nст, и реактивное давление фундамента R = ~ΣN. Эти силы, вследствие эксцентричности приложения, уменьшают момент от давления грунта на величину  где еп — эксцентриситет сил Nп и Nв; ер — эксцентриситет реакции R относительно центра тяжести сечения стенки. При этом сделано допущение, что давление под фундаментом распределяется равномерно. Таким образом стенку-плиту рассчитывают по прочности на внецентренное сжатие при ΣN = Nп + Nb + Nст и момент ΣM = MЕ—Me, где Me — момент от бокового давления грунта и временной нагрузки на призме обрушения в середине высоты стенки (рис. 143, б). Рассчитывают на 1 м длины стенки. Кроме того, проверяют возможность требуемого противодавления грунта, для чего силу Eв сравнивают с пассивным давлением грунта. По прочности рассчитывают стенку как вертикальную балку на упругом основании, загруженную вертикальной нагрузкой, при учете монолитной связи между стенкой устоя и откосными крыльями (рис. 143, в). Этот расчет рекомендуется вести по коэффициенту постели при различных схемах загружения пролетного строения временной нагрузкой. Одновременно проверяют давление на грунт. Нижние распорки рассчитывают на продольные усилия в виде реакций от стенки-плиты при давлении на нее грунта и временной нагрузки на призме обрушения. Кроме того, может учитываться поперечный изгиб от загрузки распорок сверху грунтом (см. рис. 147, в). Прикрепление плитного пролетного строения к стенке-плите устоя с помощью штыря проверяют по величине реакции от давления грунта по верхнему опиранию стенки-плиты.  Опоры мостов системы Укрдортранснии рассчитывают так же, но с изменением эпюр действующих на стенку-плиту сил, давлений и противодавлений, так как внизу имеется явный шарнир (рис. 144,а). Момент от давления на плиту грунта при временной нагрузке на призме обрушения полностью воспринимается плитой, так как все вертикальные нагрузки передаются обычно центрально. Стенку-плиту рассчитывают только по прочности материала на действие вертикальных сил и момента. Фундамент проверяют на центрально приложенную вертикальную нагрузку на прочность по грунту. Все расчеты ведутся на 1 м ширины стенки. Дополнительно рассчитывают верхние окаймляющие балки (при сборном варианте) на горизонтальную нагрузку от давления грунта на вертикальные плиты откосных крыльев, считая их опирающимися внизу на опорную подушку, а вверху — на окаймляющую балку. Окаймляющую балку считают опертой на фундамент и верхнюю распорку (рис. 144,б). |
