Войти  |  Регистрация
Авторизация

Схемы поперечных сечений и проезжей части



Пролетные строения со сплошными главными балками применяют, как правило, при езде поверху. Основным вопросом компоновки пролетного строения с ездой поверху является выбор количества главных ферм в поперечном сечении моста (или количества стенок в пространственной коробчатой конструкции). С увеличением длины пролета и уменьшением ширины моста рациональное количество главных ферм, как известно, уменьшается.
В довоенные годы ведущим для советских проектировщиков принципом конструирования являлся принцип концентрации материала; соответственно стальные мосты того периода проектировали обычно с двумя главными фермами.
Первые автодорожные объединенные пролетные строения, например, применявшиеся у нас сразу после Великой Отечественной войны по проектам Проектстальконструкции, были многобалочными даже при больших пролетах. Ведущим в этот период являлось стремление уже не к концентрации материала, а к упрощению конструктивной формы и не всегда оправданному уменьшению трудоемкости изготовления конструкций, что считалось тогда важнее экономии стали. Отсутствие балочной клетки оценивалось при этом как основное преимущество объединенных пролетных строений.
В современный период, когда руководящим является требование экономии стали и когда вместе с тем сталежелезобетонные пролетные строения применяют чаще всего при больших пролетах, наиболее ходовым опять стало поперечное сечение с двумя главными балками. Однако в широких мостах, преимущественно городских, и сейчас рациональным оказывается, естественно, многобалочное поперечное сечение. В железнодорожных однопутных пролетных строениях применяли и применяют почти исключительно поперечное сечение с двумя главными балками.
Схемы проезжей части автодорожных и городских пролетных строений со сплошными главными балками приведены на рис. 2.
Схемы поперечных сечений и проезжей части

Наиболее распространена самая простая схема — железобетонная плита по стальным главным балкам. Плита увеличенной толщины в середине ее пролета (рис. 2, а) выгодна при двухбалочной схеме поперечного сечения, а плита постоянной толщины — при многобалочной схеме поперечного сечения (рис. 2, б). В последнем случае поперечный уклон проезжей части создают обычно за счет переменной высоты вут плиты над главными балками.
При расстояниях между главными балками, превышающих 5—6 м, применяют другие схемы проезжей части — со стальными продольными балками, со стальными поперечными балками, с железобетонными балками проезжей части (ребристая железобетонная плита). Из этих схем часто применяется железобетонная плита, уложенная на стальные главные и продольные балки (рис. 2, в), причем последние опираются на поперечные фермы или рамы, выполняющие одновременно и функции поперечных связей между главными балками.
Реже применяют схемы, в которых железобетонная плита опирается на стальные поперечные и главные балки или только на стальные поперечные балки. В схеме по рис. 2, г железобетонную плиту проектируют как опертую по контуру, что может дать серьезный экономический эффект. В схеме по рис. 2, д железобетонная плита опирается на поперечные балки, расположенные в особом ярусе непрерывно поверх главных балок. Такую схему применяют иногда, чтобы осуществить податливое объединение железобетонной плиты с главными балками например для уменьшения растягивающих напряжений в железобетонной плите в зоне действия отрицательных моментов.
Ребристую железобетонную плиту проектируют или с поперечными железобетонными ребрами (рис. 2, е), или в виде ортотропной железобетонной плиты, имеющей как поперечные, так и часто расположенные продольные железобетонные ребра (рис. 2, ж). Количество главных балок, расстояние между ними и наиболее рациональную схему проезжей части целесообразно выбирать сравнением нескольких вариантов компоновки поперечного сечения пролетного строения.
Схемы поперечных сечений и проезжей части

В железнодорожных однопутных пролетных Строениях расстояние между главными балками определяется чаще всего условиями горизонтальной жесткости и требованиями унификации типовых конструкций для разных пролетов. При пролетах от 33 до 66 м и ширине железобетонной плиты 4 м расстояние это принимают обычно от 2 до 2,5 м.
Характерным типом сечения главной балки является одностенчатое двутавровое сечение с железобетонной плитой по верхнему поясу (рис. 3, а, б, в). Двухстенчатые коробчатые сечения отдельных главных балок со сплошными стенками применяют сейчас очень редко. Однако в последние годы развиваются пространственные конструкции с коробчатыми сечениями уже не отдельных главных балок, а всего пролетного строения в целом, в частности, имеющие железобетонные плиты по верхним и нижним поясам (рис. 3, г). Коробчатые сечения широко используют за рубежом при стальных ортотропных плитах, т. е. в пролетных строениях, не являющихся сталежелезобетонными. Известны также отдельные случаи применения за рубежом сталежелезобетонных коробчатых поперечных сечений согласно рис. 3, д с железобетонной плитой по верхним поясам и стальной ортотропной плитой (в виде сплошного листа с минимальным количеством ребер) в качестве нижнего пояса. Применяют иногда и принципиально новые виды пространственных конструкций — трехгранные, складчатые и т. д. Распространены пролетные строения коробчатого поперечного сечения с наклонными стенками (рис. 3, е).
Сталежелезобетонные элементы могут иметь, таким образом, одну или две плиты в поперечном сечении. Согласно принятой терминологии в первом случае элементы называют объединенными, а во втором — двухплитными.
Стальную часть объединенной балки конструируют обычно несимметричного сечения (с облегченным верхним поясом) в зоне положительных изгибающих моментов и симметричного сечения в зоне значительных отрицательных изгибающих моментов. Облегчение стального верхнего пояса является одной из основных причин экономичности объединенных балок. Степень его облегчения ограничена конструктивными требованиями и условиями монтажа, а в железнодорожных мостах — иногда также и условиями выносливости.
По форме железобетонной части объединенные сечения можно разделить на 3 группы — сечения с плоской плитой (см. рис. 3, а), сечения с низким ребром (высотой не более ширины) или вутом (см. рис. 3, б), сечения с высоким ребром (см. рис. 3, в). Плоские плиты применяют чаще всего с целью упрощения опалубки и иногда с целью уменьшения строительной высоты. Наиболее распространены сечения с низкими ребрами или вутами, которые устраивают обычно для размещения конструкций, объединяющих железобетон со сталью, а в многобалочных схемах — также для облегчения воспринятая отрицательных изгибающих моментов, действующих в плите в поперечном направлении. Иногда основной причиной устройства ребра или вута является необходимость увеличения рабочей высоты балки при ограниченной высоте ее стальной части.
За рубежом находят некоторое применение объединенные сечения со стальным верхним поясом, втопленным в монолитную железобетонную плиту (рис. 3, ж), а также сечения по рис. 3, з.
В работе приведен вывод об экономической целесообразности сечений с высокими (до 1/3 Н) железобетонными ребрами. Однако этот вывод сделан без учета увеличения постоянной нагрузки и стоимости железобетонной части конструкции при высоких ребрах. М.К. Бородич в статье показал, что развитие железобетонного ребра при неизменной полной высоте балки может снижать ее момент сопротивления для нижнего пояса. По данным практики, высокие железобетонные ребра в большинстве случаев экономически невыгодны, а также нежелательны по производственным соображениям и с точки зрения работы на температурные воздействия. Соответственно высокие ребра применяют сейчас редко, их можно оправдать условиями транспортирования стальной конструкции или необходимостью избежать продольного стыка стенки.
Вопрос о высоте двутавровой объединенной главной балки, оптимальной с точки зрения расхода материалов, теоретически также был исследован в работах.
В исследовании сделана предпосылка о недоиспользовании работы бетона в продольном направлении, что справедливо для автодорожных и городских мостов без предварительного напряжения и регулирования. Оказалось, что в разрезных объединенных балках высота сечения, при которой получается минимальный расход стали, составляет около 80% оптимальной высоты стальной балки, несущей ту же нагрузку. При этом принятие высоты, меньшей оптимальной, вызывает в объединенной балке относительно меньшее увеличение расхода стали, чем в стальной балке, а увеличение марки и модуля упругости бетона уменьшает оптимальную высоту объединенной балки.
Исследование относится главным образом к железнодорожным мостам с достаточно полным использованием обоих материалов. Построенные в этом исследовании графики отношений оптимальных высот объединенной и стальной балок в зависимости от соотношения q/g между временной и постоянной нагрузками и от наличия предварительного обжатия железобетонной плиты приведены на рис. 4, из которого видно, что результаты обоих исследований близки, хотя и получены для разных условий.
Схемы поперечных сечений и проезжей части

Целесообразность меньшей высоты для объединенной балки, чем для стальной, объясняется практической неизменностью сечения стального верхнего пояса объединенной балки, благодаря чему при уменьшении высоты облегчение стенки должно компенсироваться утяжелением только одного нижнего пояса, а не обоих поясов.
Практически высоту объединенных балок с целью уменьшения строительной высоты назначают обычно меньше теоретически оптимальной и ограничивают условиями вертикальной жесткости. Конкретные данные о высоте сплошных главных балок различных видов сталежелезобетонных пролетных строений приведены далее.
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