163804_с1-СМТз61_2022_9. Содержание и реконструкция мостов и тоннелей
 Скачать 3.2 Mb.
|
|
4.3. Определение предельных изгибающих моментов в середине пролета главных балок. Проверки прочности Расчет крайней балки пролетного строения Б-1. Дефекты, учтенные в расчете: разрушение бетона консоли плиты на участке шириной 20 см, коррозия стержней рабочей арматуры трех нижних рядов с уменьшением диаметра стержней первого и второго рядов до 30 мм, третьего ряда до 31 мм (площадь рабочей арматуры As=47.4 см2). Определяем эффективную ширины плиты балки пролетного строения по п. 3.58 [1]. При расчете балок с плитой в сжатой зоне длина свесов плиты, вводимая в расчет, не должна превышать шести ее толщины  , считая от начала свеса, и должна быть не более половины расстояния в свету между балками или свеса консоли. В расчете принимаем осредненную толщину плиты  . Левый свес  (но не более 42 см), правый свес  (но не более 62 см). Принимаем b1=42 см, b2=60 см. Эффективная ширина плиты балки определяется по формуле: Определяем высоту сжатой зоны  , без учета сжатой арматуры  . смПроверка выполнения условия п. 3.60* [1]. Площадь поперечного сечения сжатой арматуры вводится в расчет в зависимости от соотношения расчетной высоты сжатой зоны бетона (без учета арматуры сжатой зоны) и расстояния  - от этой арматуры до сжатой грани сечения.Если  , то арматура сжатой зоны плиты не учитывается. Условие выполняется, следовательно арматура сжатой зоны не учитывается, а  .При расчете по прочности растянутой арматуры в изгибаемых конструкциях для арматурных элементов, расположенных от растянутой грани изгибаемого элемента на расстоянии более чем 1/5 высоты растянутой зоны сечения вводится коэффициент условий работы арматуры  по п. 3.42* [1]. cм > 13.8 смСледовательно, для всех стержней рабочей арматуры коэффициент  . Рис. Схема поперечного сечения балки Б-1 Так как  , то расчет предельного изгибающего момента производим согласно п. 3.63* [1]. Расчет предельного изгибающего момента производим согласно п. 3.62* [1]:  . Рабочая высота сечения  см.Предельный момент для балки Б-1 запишется:  = 8224889.7 кгс×см = 82.25 тс×м Проверка прочности нормальных сечений. Наибольшая величина расчетного изгибающего момента в середине пролета главной балки Б-1 (см. табл. 20) равна Мd1 = 71.32 тс×м, 71.32 тс×м < 82.25 тс×м, Мd1 < Мпред1. Проверка прочности выполнена. Расчет средней балки пролетного строения Б-3. Рассчитываем балку Б-3 как наиболее загруженную из средних балок. Определяем эффективную ширины плиты балки пролетного строения по п. 3.58 [1]. При расчете балок с плитой в сжатой зоне длина свесов плиты, вводимая в расчет, не должна превышать шести ее толщины , считая от начала свеса, и должна быть не более половины расстояния в свету между балками или свеса консоли. Также расчетная эффективная ширина плиты не должна превышать реальной ширины плиты сборной балки, равной 139 см.  ,где  =15 см – толщина ребра, =10 см – средняя толщина плиты.  см. Окончательно принимаем эффективную ширину плиты балки  см. Определяем высоту сжатой зоны без учета сжатой арматуры . см - расчетное сопротивление арматуры класса А-II, Ст.5 растяжению по табл. 31* [1], - площадь рабочей арматуры,  см2, - расчетное сопротивление бетона класса B20 по прочности на сжатие табл. 23* [1], - эффективная ширина плиты балки.Проверка выполнения условия п. 3.60* [1]. Площадь поперечного сечения сжатой арматуры вводится в расчет в зависимости от соотношения расчетной высоты сжатой зоны бетона (без учета арматуры сжатой зоны) и расстояния - от этой арматуры до сжатой грани сечения.Если , то арматура сжатой зоны плиты не учитывается. Условие выполняется, следовательно арматура сжатой зоны плиты в расчете не учитывается, а .При расчете по прочности растянутой арматуры в изгибаемых конструкциях для арматурных элементов, расположенных от растянутой грани изгибаемого элемента на расстоянии более чем 1/5 высоты растянутой зоны сечения вводится коэффициент условий работы арматуры по п. 3.42* [1]. cм > 13.8 см. Следовательно, для всех стержней рабочей арматуры коэффициент .Расчет предельного изгибающего момента производим согласно п. 3.62* [1].  где - расчетное сопротивление бетона класса В20 по прочности на сжатие по табл. 23* [1],  кг/см2, - рабочая высота сечения (расстояние от центра тяжести рабочей арматуры до сжатой фибры бетона),  см,  - положение центра тяжести арматуры, ,  - высота сжатой зоны бетона. кгс×см = 94.25 тс×м Рис №. Схема поперечного сечения балки Б-3 Проверка прочности нормальных сечений. Наибольшая величина расчетного изгибающего момента в середине пролета главной балки Б-3 (см. табл. 20) равна Мd3 = 73.51 тс×м, 73.51 тс×м < 94.25 тс×м, Мd3 < Мпред3. Проверка прочности выполнена. 4.4. Выводы о несущей способности существующих конструкций Несущая способность существующих пролетных строений достаточна для пропуска современных временных нагрузок А11 и НК-80, а также 2-7-осных эталонных транспортных средств по шести схемам табл. 2.1 ОДН 218.0.032-2003 “Руководство по определению грузоподъемности мостовых сооружений на автомобильных дорогах”. Фактическая грузоподъемность моста составляет: общая в потоке А-11, на ось 12 тс; общая одиночным порядком НК-80, на ось 20 тс. Грузоподъемность по массе эталонных транспортных средств в соответствии с табл. 2.3 ОДН 218.0.032-2003 составляет: 2-х осных: 19 т, 3-х осных: 30 т, 4-х осных: 42 т, 5-х осных: 42 т, 6-х осных: 50 т, 7-х осных: 58 т. 5. ОСНОВНЫЕ ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО РЕМОНТУ Для устранения дефектов и повреждений моста в соответствии с табл. 2.1 и повышения грузоподъёмности проводятся работы по ремонту сооружения. 5.1. Пролетные строения и мостовое полотно Грузоподъемность сооружения обеспечивается за счет замены существующих крайних и установки дополнительных средних балок пролетных строений с каждой стороны моста и включения бетона накладной плиты в совместную работу с оставляемыми балками. Существующее мостовое полотно разбирается до уровня верха плит балок. Предусматривается уширение крайних и промежуточной опор с погружением дополнительных свай, удлинением насадок и устройством шкафных стенок на крайних опорах. Безопасность движения обеспечивается за счет устройства служебных проходов, доведения габарита проезжей части до 11,50 м из условия размещения двух полос движения по 3,75 м, двух полос безопасности по 2,00 м каждая и устройства ограждения проезжей части в соответствии с требованиями «Рекомендаций по применению ограждающих устройств на мостовых сооружениях автомобильных дорог», Москва, 2001 г. Повышение долговечности сооружения обеспечивается за счет переустройства мостового полотна, организации водоотвода на проезжей части моста, а также за счет ремонта отдельных конструктивных элементов моста. Проект ремонта моста разработан с учетом требований действующих нормативных и директивных документов в части обеспечения соответствующей грузоподъемности, безопасности движения и долговечности отдельных конструктивных элементов и сооружения в целом. Пролетные строения и мостовое полотно Новые крайние и дополнительные средние балки пролетных строений длиной 11,36 м железобетонные ребристые бездиафрагменные с каркасной арматурой запроектированы применительно к тип. проекту серии 3.503.1-73. Усиление оставляемых средних балок на восприятие временных нагрузок по схемам А11 и НК-80 достигается за счет перераспределения усилий между старыми и новыми балками и устройством накладной плиты.  Рисунок 5.1. Новые балки пролетных строений длиной 11,36 м Покрытие проезжей части двухслойное из асфальтобетона толщиной 70 мм, уложенного по бетонному защитному слою толщиной 60 мм, армированному сварной сеткой. По сточному треугольнику и накладной плите предусмотрено устройство гидроизоляции из рулонного материала «Мостопласт». Ограждение проезжей части запроектировано в соответствии с указаниями «Рекомендаций по применению ограждающих устройств на мостовых сооружениях автомобильных дорог», Москва, 2001 г. По таблице 1 «Рекомендаций…», с учетом конкретных условий участка проектирования (уровень загрузки, продольные уклоны по мосту и подходах) условия движения определены как опасные. По табл. 2 «Рекомендаций …» минимальная высота ограждения для опасных условий движения 0,9 м. С целью использования стандартных стоек в проекте принята общая высота ограждения 1,0 м. Стойки металлического ограждения барьерного типа высотой 60 см применительно к т. п. серии 3.503.1-81 вып.3-1 крепятся к закладным деталям в монолитном железобетонном бордюре высотой 40 см. Бордюр анкеруется к арматурным выпускам из плит новых крайних балок. Служебные проходы расположены в уровне проезжей части. Покрытие из асфальтобетона толщиной 40 мм укладывается с уклоном 15 0/00 в сторону проезжей части. Водоотвод с проезжей части предусмотрен без устройства водоотводных трубок. Перед и за мостом вода стекает по прикромочным продольным лоткам в приемные воронки поперечных водоотводных лотков с дальнейшим сбросом по лоткам на откосах конусов в водоочистные устройства.
Водоочистные устройства представляют из себя железобетонные емкости с щебеночным фильтром из щебня фракций 25-40 и 5-15 мм, разделенных перегородкой из просечно-вытяжной стали. В первом отсеке оседают крупные частицы взвесей, далее фильтруются частицы нефтепродуктов. По мере загрязнения щебень заменяется и вывозится в места, указанные СЭС. Проектом предусмотрена подъемка пролетных строений с целью выравнивания продольного профиля в соответствии с требованиями действующих нормативных документов для сооружений на автодорогах II технической категории и замена дефектных опорных частей. При обследовании установлено, что бетон балок пролетных строений прокарбонизировал на 0,5-3,0 мм. С целью увеличения пассивирующих свойств бетона предусматривается покрытие поверхностей существующих балок полимерцементной краской. Пролетные строения объединены в температурно-неразрезную цепь, без устройства деформационных швов. Над устоями плиты проезжей части балок пролетных строений выпущены на переходные плиты.  Рисунок. 5.3. Поперечное сечение пролетного строения после реконструкции 5.2. Опоры моста Промежуточнаяопора Усиление крайних опор предусмотрено за счет погружения двух железобетонных свай с каждой стороны опоры и удлинения насадок. Объединение старой и новых частей насадки осуществляется за счет сварки арматурных каркасов старой и новых частей насадки и их обетонирования.  Рисунок 5.4. Ремонт промежуточной опоры Крайние опоры Усиление крайних опор предусмотрено за счет погружения двух железобетонных свай с каждой стороны опоры, удлинения насадок и устройства шкафных стенок. Проектом предусмотрена подъемка пролетных строений с установкой их на металлические опорные тумбы, выполняющие роль подферменников, через резиновые опорные части типа РОЧ 30х20х4,7.  Рисунок 5.5. Ремонт береговой опоры 5.3. Сопряжения Сопряжение моста с насыпями подходов запроектировано применительно к тип. проекту серии 3.503.1-96. В крайних и смежных с ними переходных плитах предусмотрено устройство арматурных выпусков для анкеровки опорного бруса ограждения проезжей части. Устройство сопряжения производится одновременно с переустройством крайних опор. Укрепление конусов предусмотрено монолитным бетоном по слою щебня.  Рисунок 5.6. Сопряжение пролётных строений с насыпью подходов 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ ПОСЛЕ РЕМОНТА 6.1. Основные предпосылки расчета По заданию необходимо выполнить ремонт моста с увеличением габарита до Г-11.5 и устройством двух служебных проходов по 0.75 м. Производится замена перильного ограждения. Сборные накладные тротуары демонтируются. Асфальтобетонное покрытие, защитный слой, гидроизоляция и выравнивающий слой снимаются. Устанавливаются типовые перильные ограждения с погонным весом 0.036 тс/м. Сооружается новая дорожная одежда: асфальтобетон – 0.07 м, защитный слой – 0.06 м, гидроизоляция – 6 мм. Барьерное ограждение пролетного строения выполняется на монолитном бордюре высотой 1.0 м от покрытия проезжей части. По результатам обследования состояние пролетных строений оценено как неудовлетворительное. Крайние балки пролетных строений демонтируются из-за их неудовлетворительного состояния и недостаточного остаточного ресурса. Существующие промежуточные балки усиливаются монолитной накладной плитой со средней толщиной 13 см. Производится симметричное уширение пролетных строений с добавлением с каждой стороны двух новых балок. Новые балки пролетных строений проектируются применительно к типовому проекту серии 3.503.1-73 “Пролетные строения без диафрагм длиной 12, 15 и 18 м из железобетонных балок таврового сечения с ненапрягаемой арматурой для железнодорожных мостов”. Грузоподъемность пролетных строений после ремонта определяется, исходя из проверки прочности нормальных сечений в середине пролета главных балок при действии изгибающего момента. В расчете класс бетона балок пролетного строения, запроектированных по типовому проекту вып. «56» принят В20 с расчетным сопротивлением на сжатие  кгс/см2 и модулем упругости  кгс/см2. Арматура класса А-II с расчетным сопротивлением  кгс/см2. Балки запроектированы под нагрузку Н-18, НК-80. Монолитная накладная плита выполняется из бетона класса В40 с расчетным сопротивлением на сжатие  кгс/см2 и модулем упругости  кгс/см2 и армируется арматурой класса A-III c расчетным сопротивлением  кгс/см2. Существующие балки армированы шестью стержнями Æ32 мм и двумя стержнями Æ16 мм. Общая площадь арматурных стержней равна  см2. В расчете класс бетона добавляемых балок, запроектированных применительно к типовому проекту «3.503.1-73», принят В25 с расчетным сопротивлением на сжатие  кгс/см2 и модулем упругости  кгс/см2. Рабочая арматура класса А-Ш с расчетным сопротивлением  кг/см2. Новые балки армированы шестью стержнями Æ28 мм. Общая площадь арматурных стержней равна  см2. 6.2. Определение величин изгибающих моментов Определяем величину постоянной нагрузки, действующей на главные балки. Постоянные нагрузки для балки Б-1 Таблица 1
Постоянные нагрузки для балки Б-2 Таблица 2
Постоянные нагрузки для балки Б-3 Таблица 3
Постоянные нагрузки для балки Б-4 Таблица 4
Определяем величину изгибающего момента от постоянной нагрузки. Момент от собственного веса конструкции для балки Б-1: - нормативный  ,- расчетный  ,где  - площадь линии влияния изгибающего момента в середине пролета.Площадь линии влияния равна:  м2. Изгибающий момент от собственного веса: - нормативный  тс×м- расчетный  тс×мДля остальных балок пролетного строения изгибающий момент определяется аналогично. Результаты определения усилий от постоянной нагрузки приведены в таблице 5. Значения изгибающих моментов от постоянной нагрузки в середине пролета главных балок Таблица 5
Необходимые геометрические характеристики подсчитаны с помощью программы «Syntez» и сведены в таблице 6. Геометрические характеристики поперечных сечений главных балок Таблица 6
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, м2
, тс×м
тс×м
, тс/м
, см4
, см4