Курсовой проект. Реконструкция моста. КП реконструкция моста. Расчет балочных железобетонных пролетных строений
 Скачать 0.51 Mb.
|
|
Кафедра общеобразовательных дисциплин КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине: Содержание и реконструкция мостов и тоннелей. тема: «Расчет балочных железобетонных пролетных строений».
2022 Содержание ВВЕДЕНИЕ4 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ5 КОНСТРУКЦИЯ МОСТА 6 2. ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МОСТА7 2.1. Контрольные измерения, лабораторные исследования7 2.2. Пролетные строения9 2.3. Опоры и опорные части10 2.4. Конусы11 2.5. Подходы и подмостовое пространство11 2.6. Выводы о состоянии сооружения13 3.ОЦЕНКА ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ МОСТА14 3.1. Основные характеристики сооружения15 3.2. Состояние мостового полотна15 3.3.Определение транспортно-эксплуатационных показателей (ТЭП) состояния конструк-тивных элементов мостового полотна.16 4 ОЦЕНКА ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ17 4.1 Определение величин изгибающих моментов в середине пролета главных балок17 4.2 Определение величины изгибающего момента от постоянной нагрузки18 4.3 Определение усилий от временной нагрузки19 4.4 Определение предельных изгибающих моментов в середине пролета главных балок. Проверка прочности25 4.5 Выводы о несущей способности существующих конструкций26 5. ОСНОВНЫЕ ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО РЕМОНТУ 27 5.1. Пролетные строения и мостовое полотно 27 5.2. Опоры моста 29 5.3. Сопряжения 29 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 30 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 32 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 33 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 34 ПРИЛОЖЕНИЕ 435 ПРИЛОЖЕНИЕ 536 ВВЕДЕНИЕ В российском и мировом мостостроении 70–80% железнодорожных и железнодорожных мостовых сооружений выполнены из железобетонных конструкций, большинство из которых по различным причинам требуют замены, реконструкции или капитального ремонта. На ряде мостов производиться ремонт опор с инъектированием трещин и пустот в кладке, создание железобетонных «рубашек». Характерными причинами возникновения указанных дефектов являются: несоответствие требований нормативных документов нормальным условиям эксплуатации мостовых сооружений; допущенные в процессе проектирования и строительства ошибки; неблагоприятные воздействия окружающей среды на железобетонные и предварительно напряжённые конструкции; низкий уровень содержания и эксплуатации мостов. Проявление дефектов приводит к тому, что мостовое сооружение уже в «раннем» возрасте становится малопригодным для нормальной эксплуатации. С развитием транспортной сети грузоподъёмность многих существующих мостов стала недостаточной вследствие прогрессирующих разрушений конструктивных элементов и значительного увеличения нагрузок от транспортных средств. Состояние транспортной сети Российской Федерации и мостов требует выполнения различных работ по реконструкции. В соответствии с принятой классификацией к ним относятся, в частности, следующие: уширение мостов без увеличения полос движения при повышении грузоподъёмности; удлинение или укорочение моста; увеличение подмостового габарита; повышение класса нагрузки по всем элементам при достижении современного уровня надёжности; замена пролетных строений с использованием существующих опор; строительство параллельного моста и последующий ремонт или реконструкция старого. При этом понятие «реконструкция», принятое Федеральным дорожным департаментом Минтранса России, не включает в себя полную перестройку (замену) моста: эти работы относятся к группе «строительство». Под реконструкцией понимается такое воздействие, при котором старому сооружению придаются новые потребительские свойства (современные транспортно-эксплуатационные показатели). Акцент ставится на слово «старое», что подчёркивает необходимость сохранения по возможности эксплуатируемых конструкций. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: Назначение сооружения: мост Вариант сооружения: Д Номер типового проекта: вып. 56 Допускаемая скорость движения автомобилей: 60км/ч Длина пролета: - полная Lп – 11,36 м - расчетная Lр - 11,10 м Габарит Г: 8 м Полоса безопасности П: 0,97 м Количество полос движения: 2 Количество главных балок N: 6 Расстояние в осях главных балок: 1,48 м Расчетная постоянная погонная нагрузка на главные балки по проекту: - на крайнюю балку qп - 14,6 кН/м - на промежуточную балку qп - 15,2 кН/м Дополнительная расчетная постоянная нагрузка на крайнюю балку: - qп доп. – отсутствует Нормативная временная нагрузка: Н-18, НК-80 Класс рабочей арматуры: А – II Дефекты мостового полотна: - толщина «лишних» слоев а/б покрытия Δ - - - выбоины в покрытии проезжей части h - - - стрела прогиба проезжей части f - 0,20 м Дефекты главных несущих элементов: - глубина коррозии стержней δ - 0,30 мм - количество оборванных стержней nобр - - - количество погнутых стержней nгн - 4 - стрела выгиба арматуры l - 10 мм - разрушение плиты проезжей части на участке a×b - - Разрешенная скорость движения автомобилей 60 км/час. 1. КОНСТРУКЦИЯ МОСТА Мост через суходол на км 120+650 железобетонный, балочный, разрезной системы Проектные нормативные временные нагрузки –Н-18 совместно с толпой на тротуарах интенсивностью 400 кг/м2 и одиночная НК-80. В плане мостовой переход расположен на прямом участке дороги. Мостовой переход в целом расположен на вогнутой вертикальной кривой, собственно мост – практически на горизонтальном участке. Мост построен в 1968 году. Полная длина моста 11,36 м, схема разбивки на 2 пролета. Габарит проезжей части 8 м, ширина тротуаров по 0,97 м Пролетные строения сборные железобетонные. В поперечном сечении пролетных строений установлено 6 балок по тип. проекту вып. 56 СДП с шагом 1,48 м. Балки объединены в пролетные строения накладками на сварке по плите и диафрагмам. Тротуары железобетонные сборные пониженного типа, накладные. Покрытие на тротуарах асфальтобетонное. Перила металлические, стоечные высотой 1,10 м. Освещения и коммуникаций на мосту не предусмотрено. Водоотвод с моста осуществляется за счет двухстороннего поперечного уклона со сбросом воды через водоотводные трубки. Крайние опоры – свайные однорядные. Сваи железобетонные сечением 30х35 см со средним шагом поперек моста 1,45 м. Переходные плиты отсутствуют. Промежуточная опора свайная однорядная. Сваи железобетонные сечением 30х35 см. В опоре 6 свай со средним шагом поперек моста 1,45 м. Насадка опоры сборно-монолитная железобетонная. Опорные части, судя по времени постройки, были в виде подкладок из рубероида. Конусы насыпей подходов укреплены монолитным железобетоном. Подходы к мосту выполнены в насыпи. Ограждение проезжей части на подходах металлическое барьерного типа. 2. ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МОСТА 2.1. Контрольные измерения, лабораторные исследования При обследовании моста были проведены следующие измерения и отбор образцов для лабораторной обработки: измерение фактических размеров элементов опор, балок пролетных строений, конструкций тротуаров и проезжей части; определение (нивелированием) высотного положения элементов, уклонов проезжей части, толщины слоев одежды ездового полотна; определение прочностных характеристик бетона пролетных строений и опор; определение глубины карбонизации защитного слоя бетона способом химической индикации; лабораторный химический анализ отобранных образцов бетона. Измерение фактических размеров элементов производилось с использованием металлических рулеток длиной 3,0 м, 20,0 м. Перфоратором на проезжей части выбуривались скважины диаметром 20 мм для определения фактической толщины слоев ездового полотна. Скважины выбуривались в 0,3 м от ограждения проезжей части. Толщина защитного слоя бетона конструкций измерялась прибором “Поиск – 2М". Для оценки пассивирующих свойств бетона, которыми должен обладать защитный слой, определялась глубина карбонизации бетона балок и степень поражения хлоридами. Глубина карбонизации измерялась посредством шпурения конструкций сверлом диаметром 8 мм с использованием электродрели и воздействием на свежий излом бетона раствора фенолфталеина. В полевых условиях глубина карбонизации определялась в пролетном строении 1, в плите и ребре балки 1. Для лабораторных исследований по определению величины водородного показателя рН и наличия хлор-ионов в бетоне отобраны образцы. Теоретическая глубина карбонизации бетона за время эксплуатации сооружения ориентировочно может составить: dk = 1,6 + 3,22 х Ö t, где t - количество лет эксплуатации моста. dk = 1,6 + 3,22 х Ö45 = 23,2 мм, t = 45 лет, со времени изготовления балок (ориентировочно в 1957 году). Результаты лабораторных исследований показали следующее: – водородный показатель рH в образцах, отобранных из балок 1, 6 ненамного выше значения рH=8,3. Известно, что коррозионная защита стали сохраняется при показателе pH более 8,3, следовательно по карбонизации защитный слой бетона балок близок к предельному состоянию; – содержание хлоридов, представляющее опасность для арматурной стали составляет 0,4% от массы цемента. Большое содержание хлоридов в бетоне защитного слоя отрицательно влияет на сталь рабочей и распределительной арматуры балок пролетных строений, вызывая коррозию. Содержание хлоридов в цементе бетона ребер балок пролетного строения значительно превышает допустимые значения. Столь значительное содержание хлоридов свидетельствует о застое воды на проезжей части и разгерметизации гидроизоляции, вследствие чего вода с растворами хлоридов из применяемых противогололедных средств практически беспрепятственно проникает к несущим конструкциям. Анализируя полученные результаты можно сделать вывод, что бетон защитного слоя потерял свои защитные качества. Процесс карбонизации бетона более интенсивно протекает в местах расположения трещин, что подтверждается наличием ржавых потеков и пятен на отдельных участках балок. При нарушении целостности защитного слоя пассивирующая пленка на поверхности арматуры становится неустойчивой, начинается процесс коррозии арматуры. На момент обследования в наиболее неблагоприятных условиях эксплуатации находились фасадные поверхности и концы консолей плит пролетных строений. В результате сброса воды с поверхности служебных тротуаров и отсутствия герметичности деформационных швов бетон на этих поверхностях активно увлажняется. Кроме того, в трещинах бетона защитного слоя скапливается вода. Повторение циклов замораживания-оттаивания этой влаги сопровождается разрушением защитного слоя бетона. Прочностные свойства железобетонных конструкций моста оценивались неразрушающими методами с применением склерометра. Оценка прочностных свойств бетона склерометром основана на корреляции упругих свойств материала с его прочностью. Прочность бетона определялась по графикам склерометра. На каждом элементе производилось не менее 10 ударов склерометром. 2.2. Пролетные строения Пролетные строения балочные разрезные. В поперечном сечении 7 железобетонных балок по тип. проекту вып. 56 СДП, установленных со средним шагом поперек моста от 1,43 м. Балки объединены в пролетные строения накладками на сварке по плитам и диафрагмам. При вскрытии рабочей арматуры балок установлено, что балки пролетных строений изготовлены под временные нагрузки по схемам Н-18 и НК-80. В целом состояние средних балок пролетных строений моста удовлетворительное, но имеется ряд общих дефектов, снижающих их долговечность. К этим дефектам относятся: выщелачивание и морозное разрушение бетона плит балок пролетных строений, особенно крайних и смежных с ними, что является следствием их увлажнения через разгерметизированную гидроизоляцию и швы между тротуарными блоками; торцы балок на крайних опорах завалены грунтом и для осмотра недоступны. Вероятно, из-за постоянного увлажнения состояние приопорных участков балок неудовлетворительное; отслоение защитного слоя бетона ребер балок, хомуты коррозируют; разрушение бетона плит в местах установки водоотводных трубок; выщелачивание бетона ребер балок вследствие постоянного увлажнения через короткие водоотводные трубки. В отдельных местах отмечены сколы бетона ребер (образовались при перевозке и на монтаже), раковины. Стыки диафрагм в неудовлетворительном состоянии, отмечены отдельные места выщелачивания бетона (особенно в приопорных участках). Состояние крайних балок оценивается как неудовлетворительное. В целом состояние пролетных строений при условии устранения дефектов, снижающих их долговечность, можно оценить как удовлетворительное. 2.3. Опоры и опорные части Крайние опоры. Устройство шкафных стенок действовавшими типовыми проектами не предусматривалось, их роль выполняли крайние диафрагмы балок пролетных строений, что привело к переувлажнению и, как следствие, разрушению бетона приопорных участков балок, засыпанных грунтом. Насадки опор засыпаны грунтом и для обследования практически недоступны. Промежуточная опора. В результате ошибки, допущенной при строительстве, длина насадки недостаточна. Замеренное расстояние от грани ребер крайних балок до торцевой плоскости насадки 3-5 см. Надежное опирание крайних балок не обеспечено, возможен скол бетона насадки. В целом состояние крайних и промежуточной опор можно оценить как удовлетворительное, но имеется ряд общих дефектов, снижающих их долговечность. К этим дефектам относятся: отслоение бетона насадок из-за постоянного увлажнения их через разгерметизированные деформационные швы; скопление грязи на насадках. Подферменников на насадках опор нет, балки опираются через частично сохранившиеся подкладки из рубероида или непосредственно на насадки. Состояние узлов опирания балок на опоры неудовлетворительное. Опорные части вообще отсутствуют. По результатам настоящего обследования техническое состояние опор моста в целом можно оценить как удовлетворительное при условии устранения дефектов, снижающих их долговечность. Просадок, кренов опор не отмечено. 2.4. Конусы В ходе ремонта участка дороги выполнен ремонт конусов с устройством укрепления из монолитного бетона. Качество работ по укладке бетона крайне низкое – отмечено поверхностное разрушение практически по всей площади. Возможно, бетон укладывался при отрицательных температурах или не был обеспечен должный уход. 2.5. Подходы и подмостовое пространство Лестничные сходы отсутствуют. Состояние подходов к мосту в целом можно оценить как удовлетворительное. Русло реки Серганьки проходит практически нормально к оси моста. Течение справа налево по ходу километража. Течение практически отсутствует. Ниже по течению на расстоянии около 1 км расположен пруд с земляной плотиной. Ширина русла 12 м, слева за мостом – 2-3 м. Глубина русла под мостом 0,5-0,7 м. Подмостовое пространство практически чистое. Таблица 2.1. Сводная ведомость дефектов моста
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||