 |
Проектирование уширения опор
|
|
|
|
4.35. Проектирование уширения опор выполняют после предварительного выбора схем уширения (см. раздел 3) в рамках той группы схем, которая отражена в вариантах проектно-сметной документации: уширение за счет удлинения ригеля или насадки (группа В); развития тела опоры (группа Г); с уширением фундамента (группа Д).
Для устоев используют, как правило, схемы группы Д.
Проверку расчетом уширенных опор выполняют как по материалу конструкции, так и по грунту основания в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84.
4.36. При определении усилий, воздействующих на опоры, нагрузки в продольном и поперечном направлениях следует определять раздельно. При этом следует исходить из того, что на продольные воздействия мост работает как единая система по схеме пролетное строение - опора - фундамент - грунт с учетом объединения разрезных пролетных строений в температурно-неразрезные, переделки опорных частей или установки пролетных строений на резиновые опорные части.
4.37. При проверке расчетом элементов конструкций опор, имеющих дефекты, усилия в ослабленных поперечных сечениях следует определять от опорных реакций при невыгоднейшем расположении внешних нагрузок. В стоечных и многостолбчатых опорах для этого строят линии влияния усилий в поврежденном элементе (ригеле, стойке, плите ростверка). Нагрузку на проезжей части устанавливают таким образом, чтобы опорные реакции балок, расположенных ближе к максимальным ординатам линий влияния усилий, были наибольшие.
4.38. Несущую способность по грунту основания при проверке свайных многорядных фундаментов с висячими сваями следует определять в соответствии с приложением 25 СНиП 2.05.03-84.
Предельную нагрузку, допускаемую на наиболее загруженную сваю-стойку при проверке свайных многорядных фундаментов, определяют в соответствии со СНиП II-17-77. При этом коэффициент надежности k н принимают в зависимости от конструкции фундамента и общего числа свай. Нагрузку определяют расчетом фундамента как свайного ростверка при наиболее невыгодных сочетаниях воздействий как вдоль, так и поперек моста.
|
|
|
Предельную нагрузку для, наиболее нагруженной висячей сваи и сваи-стойки в однорядных промежуточных опорах определяют в соответствии со СНиП II-17-77 при коэффициенте надежности k н=1,75. Нагрузку, передаваемую на сваю поперек оси моста, определяют с учетом перераспределения внешних воздействий между сваями опоры, как в рамной конструкции.
4.39. Несущую способность основания под подошвой проверяемого фундамента мелкого заложения определяют в соответствии со СНиП 2.05.03-84. Если ширина фундамента В ³2 м и l/В ³10 (l и В - соответственно наибольший и наименьший размер подошвы фундамента), то допускается увеличивать расчетное сопротивление грунта до величины 1,2 R при соблюдении условия:
,
где L - длина наибольшего из примыкающих пролетов, м, но не менее 25 м; R - расчетное сопротивление грунта, определяемое по приложению 24 СНиП 2.05.03-84; Е - модуль деформации грунта основания (СНиП II-02-01-83); v - коэффициент Пуассона, принимаемый равным 0,3 для песков и супесей, 0,35 - для суглинков, 0,32 - для глин; w - коэффициент, зависящий от отношения l/b:
l/b.... 1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10
w.... 0,08 1,08 1,22 1,44 1,61 1,72 1,83 1,92 2,00 2,06 2,12
4.40. Проверку несущей способности гибких конструкций обсыпных устоев допускается производить с учетом работы конструкции в теле насыпи при условии сохранности во время эксплуатации проектных очертаний конуса насыпи.
4.41. Если в результате проверки несущая способность существующего свайного фундамента или однорядной промежуточной опоры не удовлетворяется и необходима добивка новых свай с объединением новой и старой частей конструкции, то следует производить перерасчет конструкции с учетом этих элементов. При этом несущая способность свай новой части конструкции (Р п) должна превышать несущую способность существующих свай в k y раз (табл. 4.8) при коэффициенте консистенции В£0,5 под нижними концами сваи.
|
|
|
4.42. При уширении свайных опор забивкой сваи следует учитывать трение по боковой поверхности висячих свай в соответствии со СНиП II-17-77:
Глубина погружения сваи существующей части
опоры, м............ 4 6 8 10
k y.....………....... 1,35 1,30 1,25 1,20
Допускается предусматривать забивку свай в заранее уширенную насыпь (при уширении обсыпных и массивных устоев). При расчете таких конструкций боковое давление грунта можно не учитывать (расчет ведут как конструкций в упругодеформированной среде).
Таблица 4.8
| Габарит после уширения | Натяжение затяжки N, кН, для типовых проектов | ||||
| ПСК 43015 км | ПСК 4801 км | ПСК 43182 км | ПСК 4793 км | ГПИ СДП | |
| Г-10+2Х0,75 | - | ||||
| Г-11,5+2Х1,0 | |||||
| Примечания. 1. Величина N приведена для основного сочетания нагрузок. 2. Для типовых пролетных строений: ЛГТМ 608/1, ЛГТМ 767/1, ПСК 43232 км уширение по группе Б возможно без усиления. 3. Значение N приведено без учета самонатяжения и потерь. |
КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
4.43. При уширении ригеля добетонированием с устройством или без устройства кронштейнов обязательна связь арматуры существующей и дополнительных частей или соединение бетонных элементов анкерными стержнями. В случае передачи горизонтального усилия на тело уширяемой опоры через устраиваемую новую стенку торцы ригеля могут не объединяться по арматуре или стержням.
Объединение бетона охватывающих поясов и рубашек со старым бетоном при уширении монолитных опор должно осуществляться установкой через 50 см в шахматном порядке арматурных штырей диаметром не менее 10 мм из арматуры класса A-III и обработкой старой поверхности бетона насечкой.
4.44. При разработке чертежей уширения опор путем развития фундамента и надфундаментной части следует иметь в виду, что новые фундаменты могут быть не связаны с существующим, если приняты меры по уменьшению неравномерности осадки опор. При отсутствии таких мер ригеля и фундаменты объединяют между собой.
|
|
|
Допускаемую неравномерность осадки старой и новой частей опор определяют условиями надежности узла объединения балок пролетных строений и принимают равной 0.001 b и 0,002 b (b - расстояние между балками) в диафрагменных и бездиафрагменных пролетных строениях.
4.45. Конструктивные решения по уширению береговых опор должны по возможности исключать необходимость нарушения плотности насыпи за шкафной стенкой при производстве работ по уширению. При отсутствии такой возможности в чертежах должны указываться приемы восстановления плотности насыпи после окончания работ по уширению (послойное трамбование грунта до k упл³0,98, заполнение пазух цементогрунтом с тщательным трамбованием).
Если в конструкции береговой опоры в пределах ее существующей части отсутствует возможность опирания на нее переходных плит, то к шкафной стенке пристраивают консоль (рис. 4.2). Если заглубление ее h 1 не превышает 0,5 h 2; (h 2 - высота насыпи), то при k упл³0,98 грунт насыпи считают слежавшимися; если h 1>0,5 h 2, то упрочнение грунта насыпи не учитывают.
В бесфундаментных устоях, уширяемых добивкой свай (см. рис. 3.20), новые расстояния между сваями а н могут отличаться от существующих а с; величину а н принимают не менее 6 b с (размера сваи поперек моста), так как при а п<6 b с для существующих свай увеличение их несущей способности по грунту не учитывают.
4.46. В схемах уширения группы А железобетонных пролетных строений при удовлетворительном состоянии гидроизоляции слои одежды удаляют вдоль тротуарных блоков на ширине не более 1 м со ступенчатой вырубкой по каждому слою для последующей их стыковки.
Для схем уширения приставляемыми балками без устройства накладной плиты при удовлетворительном состоянии гидроизоляции в средней части существующего пролетного строения слои, кроме покрытия, удаляют вдоль тротуаров, оголяя продольный стык омоноличивания (накладки), а асфальтобетонное покрытие удаляют на всей площади моста. Причем арматуру плиты приставляемых балок стыкуют с оголенными накладками (рис. 4.3, а). В отдельных случаях, при наличии обоснования расчетом, бетон омоноличивания доводят до уровня существующего защитного слоя, поверх которого укладывают новый изоляционный слой (без удаления существующего слоя), а жесткость крайней оставшейся балки подсчитывают с учетом монолитного бетона над ней (рис. 4.3, в).
|
|
|
При стыковке конструкций с различными статическими схемами (например разрезные балки с неразрезными) допускается объединять их не по всей длине, а на участках с однозначной эпюрой изгибающих моментов.
Рис. 4.2. Схема пристройки к шкафной стенке консоли для опирания переходных плит:
а - положение хомутов перед приваркой закладных пластин; б - рабочее положение хомутов с приваренной закладной пластиной:
1 - анкерный хомут; 2 - местная срубка бетона; 3 - отверстия для хомутов; 4 - шкафная стенка; 5 - зачеканка; 6 - закладная пластина; 7 - прибетонируемая консоль
Рис. 4.3. Схема стыковки балок без удаления одежды на существующей части пролетного строения (с устройством дополнительного изоляционного слоя):
а - бетон омоноличивания в одном уровне с оставшимися слоями одежды; б - бетон омоноличивания выше уровня защитного слоя; в - расчетное сечение балки;
1 - приставляемая балка; 2 - существующая балка; 3 - бетон омоноличивания; 4 - арматура, стыкуемая с накладкой; 5 - существующие слои одежды (покрытие удалено); 6 - новые слои одежды
Рис. 4.4. Схема стыковки балок с помощью накладок (а, в), болтов (б), захватов (г):
1 - монолитный бетон плиты; 2 - выпуски арматуры; 3 - хомут каркаса; 4 - монолитный бетон вставки; 5 - выкол бетона; 6 - приваренная пластина; 7 - стыковая накладка; 8 - закладная деталь; 9 - просверленное отверстие; 10 - болт; 11 - оголенный хомут; 12 - основная арматура; 13 - сварка; 14 - граница опалубки; 15 - поперечная балка; 16 - удерживающая полоса, приваренная к выпускам; 17 - клей; 18 - упор; 19 - опалубка
4.47. В схемах уширения железобетонных ребристых пролетных строений с добавлением балок и максимальным приближением их к существующим конструкциям объединение конструкций между собой в поперечном направлении должно осуществляться с обязательной стыковкой поперечной арматуры в двух уровнях. В схемах с устройством монолитной вставки по всей высоте балок при объединении одного уровня арматуры плиты предусматривают объединение по низу балок исходя из значения поперечного изгибающего момента. Объединение конструкций по низу балок (накладками, болтами, упорами - рис. 4.4) допускается не устраивать, если по плите арматура состыкована в двух уровнях, а в расчете заложены раздельные жесткости стыкуемых конструкций.
|
|
|
В схемах с омоноличиванием балок по монолитной вставке (см. рис. 3.5, г, 3.6, в) степень армирования монолитного бетона принимают пропорционально армированию приставляемой сборной конструкции. Поперечное армирование накладной плиты определяют по расчету на прочность плит (диафрагм) и принимают не ниже армирования плиты сборных балок, используя арматуру класса A-II диаметром не менее 12 мм.
Рис. 4.5. Узлы объединения накладной плиты с существующими балками:
а - железобетонная шпонка объединения монолитной накладной плиты; б - бетонная штопка присоединения сборной накладной плиты, армированная гибкой арматурой; в - то же, армированная жесткой арматурой; г - анкерная шпонка; д - болтовое соединение на высокопрочных болтах; е - жесткий упор; ж - гибкий петлевой анкер;
1 - плита существующих балок; 2 - бетон замоноличивания; 3 - арматурные коротыши; 4 - слой цементного раствора; 5 - сборная накладная плита; 6 - жесткая арматура из профильного металла; 7 - анкерное утолщение шпонки; 8 - высокопрочный болт; 9 - оголенная арматура существующих балок; 10 - жесткий упор; 11 - металлическая пластинка; 12 - петлевой анкер
4.48. При проектировании уширения железобетонных диафрагменных пролетных строений с существенными повреждениями в диафрагмах следует ориентироваться на применение схем уширения с накладной железобетонной плитой, объединенной в совместное сечение с балками. В этом случае считают, что поперечное объединение балок осуществлено только по накладной плите. Армируют плиту в двух уровнях по усилиям, определенным исходя из передачи момента в поперечном направлении только накладной плитой.
4.49. Объединение монолитной, сборно-монолитной и сборной накладной плиты с балками (если плита участвует в распределении усилий между балками и имеет толщину больше толщины существовавшего сточного треугольника) следует выполнять с помощью арматурных или болтовых анкеров. Причем площадь сечения анкеров по контакту должна определяться расчетом, но быть не менее процента армирования хомутами ребер железобетонных балок. Для объединения плит используют:
шпоночные соединения с гибкой и жесткой арматурой, устраиваемые заполнением бетоном окон в плите существующих балок при устройстве монолитной плиты или совмещенных окон в блоках сборной накладной плиты и плиты существующих балок (рис. 4.5, а-г);
жесткие упоры из отрезков профильного металла (рис. 4.5, e), крепящиеся к металлическим пластинам, или гибкие анкеры (рис. 4.5, ж), приваренные к оголенной верхней арматуре существующих балок;
болтовые соединения на высокопрочных болтах (рис. 4.5, в);
склеивание полимерными материалами.
Число анкеров и их несущую способность следует определять расчетом.
4.50. При конструировании ребристой накладной плиты в сборном или сборно-монолитном вариантах учитывают, что в поперечном сечении могут быть использованы две или три плиты с продольными и поперечными бетонируемыми стыками (см. рис. 3.4). Допускается использовать другие методы объединения блоков по поперечным швам в соответствии с решениями, приведенными на рис. 4.6.
При проектировании уширения неразрезных пролетных строений накладной плитой сборные плиты, оказывающиеся в растянутой зоне (над опорами), должны объединяться между собой в поперечных швах арматурными выпусками, коротышами арматуры или другим способом, обеспечивающим сопротивление стыка растяжению.
Поперечные уклоны проезжей части создаются за счет наклона поверхности накладной плиты без устройства сточного треугольника.
4.51. Увеличение длины консоли плиты проезжей части при уширении сталежелезобетонных пролетных строений по схемам группы может производиться как сборными блоками, так и монолитным бетоном. При этом тротуарные блоки удаляют и обнажают выпуски арматуры плиты (обрубкой бетона), к которым пристыковывают сборные блоки (рис. 4.7).
В случае необходимости усиления сталежелезобетонных пролетных строений введением предварительно напрягаемой затяжки при уширении по схемам группы А (см. рис. 3.10) затяжку рассчитывают на усилия, принимаемые по табл. 4.8.
Прикрепление выносных консолей следует производить одновременно к наружному ребру жесткости и стенке главной балки в плоскости поперечных связей (рис. 4.8).
4.52. Объединение блоков плиты проезжей части с главными балками при уширении по схемам группы Б (замена плит) следует производить с использованием вертикально выступающего металлического листа, прикрепляя его к верхнему поясу болтами или сваркой. Минимальная высота выступающего листа зависит от конструкции и должна быть не менее 200 мм.
В случае невозможности или нецелесообразности ликвидации существующих упоров минимальная высота и конструкция выступающего листа должны быть определены с учетом фактической высоты и расположения упоров.
Рис 4.6. Стыки сборных блоков накладной плиты:
а, б, в - с зачеканкой швов цементным раствором; г, д, е - c заполнением швов бетоном и установкой дополнительной арматуры; ж, з - с устройствами накладок;
1 - сборные блоки; 2 - цементный раствор; 3 - спираль Æ6,5 мм; 4 - выпуски арматуры; 5 - поперечные швы; 6 - выпуски арматуры; (ь - расстояние по осям закладной детали; 9 - дополнительная арматура стыка; 10 - коротыши арматуры, 11 - диафрагмы главной балки
Рис. 4.7. Схема расположения элементов уширения:
1 - продольный шов; 2 - существующая плита; 3 - поддерживающие консоли; 4 - сборные блоки; 5 - поперечные швы; 6 - выпуски арматуры; (b - расстояние по осям существующих поперечных швов)
4.53. В случае необходимости поддомкрачивания балок пролетных строений при уширении по схемам группы Б силу поддомкрачивания Р 1 в зависимости от высоты развития сечения при регулировании из середины пролета следует принимать по табл. 4.9. Значение P 1 должно удовлетворять условию P 1£ P 2; P 2 принимают по табл. 4.10.
В том случае, если для регулирования усилий используются подносные рамы, значения P 1 и Р 2 следует умножать на коэффициент a, определяемый по формуле
,
где l - расчетный пролет главных балок; a - расстояние от оси опирания главных балок до точки приложения силы регулирования.
Таблица 4.9
| Типовой проект | Г-10+2Х0,75 | Г-11,5+2Х1,0 | ||||
| Сила поддомкрачивания P 1, кН, при высоте развития сечения h р, мм | ||||||
| ЛГТМ 767/1 | Прочность нижнего пояса главных балок | |||||
| ЛГТМ 608/1 | обеспечена | -220 | ||||
| ПСК 43282 км | -520 | |||||
| ПСК 43019 км | -80 | |||||
| ПСК 4801 км | ||||||
| ПСК 43182 км | ||||||
| ПСК 4793 км | ||||||
| ГПИ СДП | -180 | - | -60 | |||
| Примечание. Для промежуточных величин h p значения P 1 следует принимать по интерполяции. |
Рис. 4.8. Узел крепления поддерживающих консолей к ребру жесткости балки:
1 - горизонтальный элемент; 2 - уголки жесткости; 3 - ребро жесткости; 4 - фасовки; 5 - прокладки; 6 - подкос; 7 - болты крепления
Рис. 4.9. Узел объединения монолитного ребристого пролетного строения с приставляемыми плитами (а, б) и балкой (в):
1 - плита; 2 - выравнивающий слой; 3 - ребро; 4 - заанкеренные в пробуренных отверстиях штыри; 5 - контур тротуара старого пролетного строения; 6 - плоскость сруба консоли; 7 - монолитный бетон вставки; 8 - арматура вставки; 9 - пустотная предварительно напряженная плита; 10 - закладная деталь в плите; 11 - опалубочный щит; 12 - монолитная плита; 13 - арматура монолитной плиты; 14 - консоль монолитной плиты; 15 - граница новой проезжей части; 16 - предварительно напряженная балка
Таблица 4.10
| Габарит после уширения | Сила поддомкрачивания P 2, кН, обеспечивающая общую устойчивость главных балок для типового проекта | ||||||
| ЛГТМ 608/1 | ПСК 4793 км | ПСК 43282 км | ПСК 43019 км | ПСК 4801 км | ПСК 4801 км | ЛГТМ 767/1 ГПИ СДП | |
| Г-10+2Х0,75 | Общая устойчивость главных балок обеспечена | ||||||
| Г-11,5+2Х1,0 |
4.54. Объединение ребристых монолитных толстостенных железобетонных пролетных строений с приставляемыми сборными балками или плитами в отдельных случаях, когда с арматурой крайних балок сложно состыковаться, осуществляют с помощью горизонтальных или наклонных штырей, установленных в просверленные в стенке отверстия (рис. 4.9. а, б). Отверстия сверлят диаметром, на 2-5 мм превышающим диаметр стержня. Стержни (анкеры) изготавливают из арматуры периодического профиля Æ12-16 мм и устанавливают в отверстия, в которых предварительно залит клей на глубину не менее 10 диаметров. Допускается анкеровку стержней осуществлять путем зачеканки просветов между ними и стенками отверстия сухим цементным раствором с В:Ц=0,15. Стержни могут располагаться равномерно по фасаду или локально.
В случаях, не требующих стыковки арматуры по стенке (см. п. 4.30), приставляемые элементы объединяют по плите (рис. 4.9, в).
|
|
|
