Балочные пролётные строения из обычного железобетона с ездой на. Учебник для вузов. Под ред. В. О. Осипова. М. Транспорт, 1988. 367 с. ( стр. 4552, 7678)

• Название: Учебник для вузов. Под ред. В. О. Осипова. М. Транспорт, 1988. 367 с. ( стр. 4552, 7678)
• Дата: 15.05.2023
• Размер: 1.56 Mb.
• Имя файла: Балочные пролётные строения из обычного железобетона с ездой на .docx
• Тип: Учебник; #1131090

ДИСЦИПЛИНА "МОСТЫ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ"

ДАТА ПО РАССПИСАНИЮ - 01 АПРЕЛЯ 2020 ГОДА
Лекция 6 Балочные пролётные строения из обычного железобетона с ездой на балласте

Основная литература:

«Мосты и тоннели на железных дорогах: Учебник для вузов. Под ред. В.О. Осипова. – М.: Транспорт, 1988. – 367 с. ( стр. 45-52, 76-78).

Дополнительная литература:

1). Проектирование деревянных и ж/б мостов. Под ред. А.Л.Петропавловского. М., «Транспорт», 1978 – 360с. ( стр. 94-102, 106-112, 119-129).

Учебные вопросы:

1. Унификация форм и конструкция монтажных стыков балочных железобетонных пролётных строений

2. Плитные пролётные строения: конструкция, армирование , особенности работы.

3. Ребристые пролётные строения из обычного железобетона: конструкция, армирование , особенности работы.

4. Особенности устройства мостовоого полотна на балласте, водоотвод и гидроизоляция, пешеходные тротуары.

5. Особенности мостового полотна без балласта с непосредственным креплением рельс к ж/б плите.


1. Унификация форм и конструкция монтажных стыков балочных железобетонных пролётных строений

Конструкция пролётного строения зависит от выбранной статической схемы сооружения. Поэтому пролётные строения малых и средних мостов в основном – балочной системы. Балочные системы наиболее распространенные, это объясняется простотой конструкции, удобством изготовления, транспортирования и монтажа.

Наибольшее распространение получили разрезные балочные пр.стр-я с ездой поверху на балласте. Они должны удовлетворять условиям: возможность использования при строительстве вторых путей, и замены п.с. на эксплуатируемых мостах., возможность подъёма пути при его капитальном ремонте.

Условия заводского изготовления. Форма блоков должна быть такой, чтобы можно было изготавливать их на поточных линиях, в металлической опалубке с механизацией работ. Конструкция и технология изготовления должны быть взаимосвязаны
1.1. Унификация форм железобетонных пролётных строений железнодорожных мостов

По конструктивной форме различают характерные поперечные сечения балочных разрезных пролётных строений: плитные, ребристые,

1. Рациональный тип поперечного сечения главных балок пролётных строений:

1). У плитных пролётных строений – сечение прямоугольное с пустотами или без них;

2). У ребристых пролётных строений – тавровое.
1)



2)

• 
  Вес главных балок и их размеры определяются из условий их изготовления и монтажа
  

2.Размеры главных балок, количество арматуры, усилия арматуры определяют расчётом

• 
  Неизменна ширина пролётных строений 418 см,
  
• 
  Ширина главных балок 209 см.
  
• 
  Толщина плиты балластного корыта главных балок 10см – 15 см.
  
• 
  Высота внешнего бортика главных балок 35-70 см.
  
• 
  Защитный слой бетона главных балок min 3см
  
• 
  Толщина стыка диафрагм и рёбер жёсткости min 10см
  

• 
  Унификация деталей пролётных строений:
  

арматурный каркас (сетки),

тротуарные блоки,

смотровые приспособления,

перильные ограждения,

детали водоотвода и

гидроизоляции,

опорные части.

• 
  Железобетонные пролётные строения унифицируются по сериям
  

1.2 Монтажные стыки главных балок пролётных строений
Объем работ по стыкованию должен быть минимальным! Особенно нежелательны «мокрые процессы» (в зимнее время трудно соблюсти качество). Количество монтажных стыков должно быть минимальным! Они должны располагаться в наименее напряженных местах. Устройство стыков должно быть по возможности более простым и надежным.
Монтажный стык (0)

обеспечивает совместную работу конструкции, её прочность, выносливость, трещиностойкость, водонепроницаемость, долговечность.
Требование к стыкам:

конструкция стыков должна быть простой, минимум трудоемкости и материалов.


Устройство монтажного стыка диафрагм:
1-окаймляющий уголок ∟140 +140 ×12мм;

2-стальная накладка с отверстиями;

3-арматурная сетка,

4-полу-диафрагма балок.

2. Плитные пролётные строения: конструкция, армирование , особенности работы.
2.1. Особенности сборных железобетонных плитных пролётных строений под железнодорожную нагрузку:

• 
  Область применения. Применяют в малых мостах. – перекрытие малых пролётов от 2,95 до 16,5м железнодорожных мостов балочной системы
  
• 
  По способу монтажа – монолитные, сборные;
  
• 
  Изготовление – из обычного железобетона с ненапрягаемой арматурой, при больших пролётах с напрягаемой; индустриальным способом.
  

• 
  Транспортировка – по блочно.
  
• 
  По расположению проезда: с ездой поверху
  

• 
  Преимущество –
  

простота конструктивной формы

по способу производства работ (возведения) могут быть как монолитные так и сборные варианты.

кроме этого их легче распалубливать

• 
  Недостаток –
  

повышенный расход бетона и арматуры при изготовлении

(больше чем ребристые пс)
2.2. конструкция железобетонного плитного пролетного строения под железнодорожную нагрузку: 
1. Изготавливают по типовым проектам

«Ленгипротрансмост» (ЛГТМ); Все жб п.с. разбиты на серии:

серия 3.501.1-146 вып.1;

серия 3.501.1-108 инв. №557;

серия 3.501.1-146;

2. Особенности конструкции и поперечного сечения

а) При L = 2,95м – одноблочное.

L=4,0 м до 16,5м – 2-х блочные. (L = 6; 9,3; 11,50; 13,50; 16,50).

б) При L = 7,0 ÷ 16,5м – в балках продольные пустоты цилиндрической формы;

в)Бетон нижней растянутой зоны в работе не участвует можно уменьшить поперечные размеры понизу, ;

г) В типовых проектах плитные пр.стр-я имеют постоянную ширину поверху. Ширина поверху Вп = 400; 418 см, из расчёта формирования балластной призмы. Соответственно ширина плиты одного блока 209см

Для П.С. ℓ = 2,95-11,50 В_п=532см – дает возможность пропуска щебневой машины ЩОМ-Д при максимально поднятом рабочем органе, на участках жд, где предусмотрена механизированная очистка щебня, ширина плиты одного блока при этом 257см на прямом участке и 279см на кривой. Радиусом кривых больше 300м.

д) Балки плитных пр.строений не соединяются между собой, их положение фиксируется опорными частями (по 2 на блок).;

е) При этом стенки и верхние плиты принимают толщиной не менее 10см, нижние плиты толщиной не менее 12см
3. Назначение основных размеров плитных пролетных строений :

1. Высота  пролётного строения от расчетной длины обычно 

H = (1/10 ÷ 1/13)×ℓ_p.

2. При реконстр.путепроводов, где нужно ↑ h габарита (перевод ж.д. на электрич.тягу). применяют пролётных стр-я с пониж. высотой.

В путепроводах H = (1/13 ÷ 1/15)×ℓ_p

3. Ширина балки по низу – должна быть достаточной для размещения рабочей арматуры и обеспечения устойчивости против опрокидывания.

При L ≤ 11,5м → В =130;

При L > 11,5м → В =140;
4. Длина плитных пр.стр-й основана на унификации пролётных размеров с целью снижения стоимости изготовления: Полная длина Ln= 2,95; 4,0; 5,0; 6,0;7,7;9,3; 11,5;12,2; 13,5;14,3;16,5 м

5. Высота по внешнему бортику Н= 0,35 - 1,61м;

6. Ширина балки поверху Вп= 2,42 ; 2,08; 1,94М

7. Объём бетона балки от 2,69 до 27,6 м³


2.3. Армирование железобетонного плитного пролетного строения под железнодорожную нагрузку:  По способу армирования каркасные.
1.Состав арматурного каркаса:

рабочая арматура, отгибы, распределительная арматура, хомуты.

2. Защитный слой бетона для ненапрягаемой рабочей арматуры 3см, ненапрягаемых хомутов 2см, и соответственно напрягаемой арматуры и хомутов 4 и 3см.

3. Расстояние между стержнями

при однорядном размещении 4см,

двухрядном 5см,

более дух рядов min = 2 диаметра арматуры.


4. Гладкие стержни, размещённые в растянутой зоне должны иметь крюки на концах.

5. Распределительную арматуру плит устанавливают с шагом 25см, рабочую с шагом не более 15см.

4. Шаг вертикальных хомутов

на приопорных участках не более10см;

от торца до ¼ пролёта не более 15см;

от ¼ пролёта до середины 25см.
3. Ребристые пролётные строения из обычного железобетона: конструкция, армирование , особенности работы.

В тех случаях, когда возникает необходимость назначения между опорами от 9 до 16м, применяют ребристые двухбалочные пролётные строения с ненапрягаемой арматурой. Так как Увеличение ℓ_p→↑h_пл→↑V_бет
3.1. Особенности ребристых пролётных строений с ненапрягаемой арматурой

• 
  При пролётных строений > 9м с норм. h выгодно сократить площадь бетона растянутой зоны поэтому применяют → ребристые пролётные строения.
  
• 
  Рациональным сечением по отношению к плитному, является сечение т образной формы
  

• 
  Ребристые пролётные строения состоят из двух Т образных балок
  

• 
  Область применения – перекрытие средних пролётов железнодорожных мостов балочной системы от 9,3 до 16,5м;
  
• 
  По способу монтажа –сборные; перевозят блоками;
  
• 
  Изготовление – из сборного железобетона; индустриальным способом;
  
• 
  Транспортировка – по блочно;
  
• 
  Расчетная временная нагрузка С-14;
  
• 
  По расположению проезда: с ездой поверху
  

Преимущество :

• 
  получили большое распространение;
  
• 
  применение сборных элементов;
  
• 
  возможность монтажа круглогодично.
  

Недостаток :

• 
  большой вес;
  
• 
  монолитная плита балластного корыта,
  
• 
  недостаточная трещиностойкость.
  

3.2. Конструкция железобетонного ребристого пролетного строения с ненапрягаемой арматурой под железнодорожную нагрузку: 
1. Изготавливают по типовым проектам.

«Ленгипротрансмост» (ЛГТМ);

Ребристые пролётные строения с ненапрягаемой (обычной) арматурой

серия 3.501.1-175.93 вып.3 -17;

серия 3.501.1-108 инв.№557;

серия3.501.1-146;
2. Особенности конструкции и поперечного сечения

1. Пролётное строение монтируется из отдельных элементов (балок)

2. Балки после установки на опоры объединяют с помощью стыка опорных диафрагм по торцам балок;

3.Плиты балок образуют балластное корыто;

4. Т- образный блок состоит в сечении из 2-х элементов (ребра и плиты)

Ребро - основная несущая конструкция воспринимает общие нагрузки.


5. Плиты блоков образуют балластное корыто (поддерж. балласт). Блоки после установки на опоры объединяют с помощью стыка опорных диафрагм. (соединены диафрагмами по торцам блоков).
3. Назначение основных размеров ребристых пролетных строений :

.В типовых проектах рёбристые пр.стр-я имеют постоянную ширину поверху В_п = 418см.

Вр=50см (const по l и const для всех пролётов до 16,5м).

Ребристые балочные пролётные строения назначаются длиной:

ℓ_p = 8,70 (ℓ_п=9,30); ℓ_p =10,80 (ℓ_п=11,50); ℓ_p =12,80(ℓ_п=13,50); ℓ_p =15,80 (ℓ_п=16,5).

Высота балки назначается h = (1/10-1/12) ℓ_p.

С целью уменьшения местных напряжений в зоне сопряжения плиты с ребром этот переход выполнен R=30см.

В рёбристых П.С. Стенки принимают толщиной не менее 12см, при отсутствии в ней арматурных пучков и 15см при их наличии
3.3 Армирование железобетонного ребристого пролетного строения
Характер армирования каркасный:
1.Состав арматурного каркаса: стержневая арматура (продольная, поперечная), отгибы, арматурные сетки, хомуты.

2. Конструктивная арматура - горячекатанная стержневая арматура периодического профиля

3. Применяется арматурная сталь разных классов. Материал арматурные стали класс А240 (АI) и А300 (АII)

марок Ст10ГТ и Ст25Г2С,

Арматурная проволока периодического профиля класса Вр.

4. По зонам расположения арматуры :

Продольная рабочая размещают в нижней растянутой зоне (низ ребра (9), верх плиты (1));

площадь продольной арматуры представлена обычно в виде стержней – периодического профиля d = 16-36мм.,

вспомогательная в вутах (6 ) и бортиках (4);

распределительная конструктивно.

• 
  В качестве основной рабочей применяется ненапрягаемая стержневая арматура.
  
• 
  В качестве вспомогательной- противоусадочные арматурные сетки;
  
• 
  В качестве распределительной – стержневая арматура и хомуты;
  
• 
  Продольная арматура в виде стержней – периодического профиля d = 16-36мм.;
  

Рабочую арматуру размещают:

1) одиночными стержнями;

2) пучками по 2-3 стержня;

3) в несколько рядов.
5. Формирование каркаса

1 – верхняя сетка плиты; 

2, 3 – нижние сетки внешней и внутренней консолей плиты; 
4, 5 – сетки внешнего и внутреннего бортиков; 

6 – сетка вута; 

7 – распределительная арматура; 

8 – монтажная арматура; 

9 – рабочая арматура главной балки; 

10 – хомуты; 

11 – полухомутики; 

12 – противоусадочная арматура
6. Назначение отгибов рабочей арматуры:

Главные растягивающие напряжения возникающие в ребре – воспринимают накл. стержни (отгибы нижней продольной арматуры уменьшают раскрытие наклонных трещин в бетоне).

• 
  По мере уменьшения внешнего М лишние стержни в соответствии с эпюрой Мизг. отгибаются вверх и заанкериваются в сжатой зоне.
  
• 
  В любом сечении должен быть min один наклонный стержень. До торцов балки (опорной части) должно доходить не менее 1/3 рабочей арматуры (30%)
  

Отгибы – назначают по дуге r ≥ 12d.

Прямой участок в верхней зоне должен быть ℓ ≥15d.
7. Распределительную арматуру d = 6-8мм , устанавливают с шагом 25см,
8. Армирование плиты баластной призмы и тротуарных плит:

Рабочую арматуру плиты балластного корыта определяют расчетом и располагают в верхней растянутой зоне в поперечном направлении.

В нижней (сжатой) зоне плиты поперечную и продольную арматуру ставят конструктивно.

Рабочая арматура плиты ст 3; ст 5 гладкого и периодического профиля, Продольные стержни плиты d= (8-22мм), устанавливают с шагом 15см
9. Расстояние между стержнями

при однорядном размещении 4см,

двухрядном 5см,

более дух рядов min = 2 d арматуры.
10. Хомуты - поперечная арматура ребра. Обеспечивают повышение несущей способности наклонных сечений. Объединяют в жёсткий каркас верхнюю и нижнюю арматуру.

Шаг и диаметр определяют расчётом:

• 
  арматура хомутов ст 3; ст 5 гладкого и периодического профиля, d = 8-22мм;
  
• 
  Шаг на приопорных участках не более10см; от торца до ¼ пролёта не более 15см; от ¼ пролёта до середины 25см.
  

11. Армирование плиты рёбристого пролётного строения осуществляют сварными сетками. Сетки размещают в верней и нижней частях, по бортикам и в местах сопряжения с ребром (длина сеток сопряжения 250 ÷350 мм).

• 
  (СПВ- верхняя сетка плиты,
  
• 
  СПН –нижняя сетка плиты,
  
• 
  СБ –сетка бортика,
  
• 
  СВ- сетка вута,
  
• 
  СР-сетка ребра ).
  

Шаг сеток ≤ 25см.

В плите рабочая арматура – в верхней зоне располагается в поперечном направлении. Кроме того, конструктивная арм-ра располагается в нижней зоне, а также в вутах и бортиках. Расчётная арматура плиты стержни ставят перпендикулярно продольной оси балки в верхней зоне воспринимает растягивающее напряжение. В нижней сжатой зоне плиты поперечную и продольную арматуру ставят без расчёта конструктивно.
12. Армирование плиты осуществляют сетками.

 

На 1м ширины плиты должно быть не менее 5 стержней. В нижней зоне – не менее 4-х диаметром 8мм на 1м ширины плиты.

Длину сеток ограничивают по технологическим требованиям до 250 ÷350 мм.

Схемы арматурных сеток плиты балластного корыта:

l_c – длина арматурной сетки; l _n – полная длина пролетного строения; 

b₁, b₂, b₃ –соответственно ширина сеток верхней, нижней, бортика
После установки сеток прод.стержни должны иметь перехлест (для стыковки внахлест = 30d). Продольные стержни плиты d_min=8мм (8-22мм), распределительная арматура d=6-8мм. Сопряжение плиты с ребром армируют тоже сеткой. Высота сетки ребра (длина хомутов) равна высоте балки минус две толщины защитного слоя.
4. Особенности устройства мостового полотна на балласте, водоотвод и гидроизоляция, пешеходные тротуары.
4.1 Виды мостового полотна

• 
  с ездой на щебёночном балласте и жб (деревянных) шпалах;
  
• 
  с непосредственным креплением рельс к ж/б плите.
  

4.2. Конструкция мостового полотна на балласте

Консоли плиты заканчивается внешним бортиком образующим балластное корыто. Высота внешнего бортика изменяется в зависимости от условий эксплуатации от 35-70см;

Поверхность корыта – имеет прод. и попер.уклон 33%,

• 
  асбестовый балласт 10см на слое щебня 25см;
  
• 
  ж/б или деревянные шпалы;
  
• 
  рельсы тяжелого типа (Р65);
  
• 
  скрепления;
  
• 
  охранные приспособления
  

«контруголки» или контррельсы на мостах длиной более 50 м или в кривых радиусом менее 600 м
Применение контруголков: 1 – контруголок (контррельс); 2 – челнок; 3 – башмак; 4 – задняя грань береговой опоры; 5 – основной рельс;


4.3 Устройство водоотвода

1.Для обеспечения долговечности ПС

2. Влага понижает прочность бетона и приводит к его постепенному разрушению, особенно в условиях попеременного замораживания и оттаивания.
4.4 Общий вид балластного корыта с гидроизоляцией

и водоотводной трубкой
Для отвода воды поверхность плиты придают продольные и поперечные уклоны для отвода воды.

1. В сторону водоотводных трубок;


1 — блок пролетного строения;

2 — бортик;

3 — подготовительный слой;

4 — гидроизоляция;

5 — защитный слой;

6 — водоотводная трубка.
2. В сторону оси пути;


Для отвода воды, служит водоотводная трубка. Установка водотводной трубки:

из расчёта 5см² площади поперечного сечения трубки на 1м² поверхности).

Трубки размещают на внешней консоли плиты через 2,5-3,0м. Минимальный диаметр водоотводных трубок d= 150мм

Материал чугун

Состав :

1- чугунная трубка;

2-раструб;

3- прижимной стакан;

4-чугунная крышка с прорезями;

5- армированный защитный слой;

6- гидроизоляция.


2. Водосток без водоотводных трубок:

Разработан новый тип водостока – без водоотводных трубок. Попер.уклон плиты в сторону от пути. Отвод воды в продольную щель 6см между балками

Щель сверху перекрывается ж/б плитками 10см.

Внизу устраивается водоотводный лоток


4.5 Устройство гидроизоляции

Для защиты бетона –служит водонаправляющая гидроизоляция

Для предохранения бетона от воздействия воды гидроизоляцию устраивают по поверхности плиты балластного корыта.
Требования :

- водонепроницаемая;

• 
  водо-, био- и химическая стойкость;
  
• 
  тепломорозостойкостью и эластичность;
  

• 
  1. Внутренний бортик, необходим для заделки гидроизоляции
  
• 
  2. Гидроизоляцию наносят на подготовительный (выравнивающий) слой из цементно-песчаного раствора
  
• 
  3. Перед укладкой гидроизоляции подготовительный слой покрывают грунтовкой.
  

Состав гидроизоляции: на подгот. слой укладываются – 3 слоя полотна, пропитанных битумом которые дают – защитн.слой



1 – защитный слой из цемента;

2 – два слоя битумной грунтовки;

3 – четыре слоя битумной мастики;

4 – три слоя армирующего материала;

5 – арматурная сетка.
СЕГОДНЯ ПРИМЕНЯЮТ «Колфлекс 201», наносится безвоздушным распылением под давлением 300 атм. Высыхание через 10 минут
4.6 Устройство служебных тротуаров


Устраивают – на приставной консоли со съемными плитами.

а. Металлическая консоль -сварная коробка, крепится к бортику болтами М27

Конструкция :

1 – консоль;

2 – железобетонная плита;

3 – болт крепления консоли
б. Железобетонная консоль - коробчатой формы крепят болтами М38, предусматривают упорные стержни (3) для фиксации положения тротуарных плит.
Толщина монолитных тротуаров 8см, сборных (съёмных) 6см.
4.7 Устройство перильного ограждения



Перильное ограждение крепится к консолям болтами М20.

Расстояние от оси пути до перил 2480мм

Конструкция ограждения:

1- перила;

2-межперильное заполнение;

3- стойка из уголков 70х70х8мм
4.8 Устройство площадок убежищ

При длине моста от 50 до 100м по одному с каждой стороны проезда, более 100м, с каждой стороны проезда, в шахматном порядке через 50 м.
Размер убежища:

вдоль оси моста 3 м, поперек – 1 м;

расстояние между площадками-убежищами не более 25 м
5. Особенности мостового полотна без балласта с непосредственным креплением рельс к ж/б плите.
5.1. Особенности безбалластного мостового полотна

Преимущество:

1.Меньше расход бетона и арматуры;

2.Проще конструктивная форма;

3. Меньше вес;

Недостаток:

1.Разная конструкция проезжей части (на мосту и подходах) вызывает сложности с содержанием;

2. Конструкция не долговечна
1. Для водоотвода устраивают уклон поверхности плиты в сторону середины пути между балками;

2. Поверхность плиты изолируется слоем эпоксидной смолы.

3. Бортики – одновременно являются охранными приспособлениями

4. Для смягчения ударов колес: под рельсы ставят упругие подкладки из прессованной древесины или резины



5.2 Конструкция крепления рельса непосредственно к железобетонной плите

1анкер; 2 коробка из стали; 3 стальной лист; 4 гайка;

5 болт; 6 резиновая прокладка; 7 прессованная древесина; 8 стальная прокладка; 9 контр уголок; 10 прокладка
Конец лекции 6