 |
Определение расчетных усилий в главных балках от нагрузки А-11
|
|
|
|
Расчетные усилия (изгибающие моменты) определяются в характерных сечениях, где возникают наибольшие усилия.
1 схема нагружения (А-11+пеш.):
МА-11(1-1)=gпостω1+(1+μ)(γfp·КПУр·Р∑Zi+ γfν·КПУν·ν· ω1)+ γfт· КПУт·Рт·Т· ω1=
=33,24·28,6+1,7(1,2·0,5·110·(3,7+3,7)+1,2·(0,45·11·33,21)+1,2·(0,55·3·0,75·33,21) =2200 кН·м
где
ω1 и ω2- площади соответствующих линий влияния;
Zi -ординаты линий влияния под тележкой A11 или НК-80;
Р=110 кН - давление на ось тележки;
v=11 кН/м - интенсивность равномерно распределенной нагрузки А11;
Рт= 3 кПа (3 кН/м2) - равномерно распределенная нагрузка на тротуарах;
Т - ширина тротуара;
(1+μ) - динамический коэффициент (АКсоср.-1,7; АКраспр.-1,0; НК-1,15);
gб- интенсивность собственного веса балки;
gп=0,42 кН/м - то же металлических перил;
giH- интенсивность нормативной постоянной нагрузки от i-го конструктивного слоя ездового полотна равная:
giH=hi·γi
где
hi- толщина слоя;
γi- удельный вес материала слоя,
1) а/б тип Б м/з -23,70кН/м2 (0,06 м),
2) гидроизоляция-16кН/м2 (0,005 м),
3) выравнивающий слой-24 кН/м2 (0,04 м),
4) защитный слой-25 кН/м2(0,05 м);
КПУp, КПУν, КПУт, КПУНК-80- коэффициенты поперечной установки соответствующих нагрузок;
γf- коэффициенты надежности по нагрузкам;
nб - количество главных балок в поперечном сечении моста.
Определение расчетных усилий в главных балках от нагрузки НК-80
2 схема нагружения (НК-80):
МНК-80(1-1)=gпостω1+(1+μ)·КПУНК-80·Р∑Zi = 28,6·33,21+1,15·0,217·198·(3,775+3,775+3,175+3,175) =1800 кН/м
Mmax= МА-11(1-1)= 2200 кН·м
Расчет требуемой площади ненапрягаемой арматуры.
В предположении, что высота сжатой зоны бетона не более высоты плиты, предварительно находится требуемая площадь ненапрягаемой арматуры
где
Mmax - наибольший расчетный изгибающий момент;
|
|
|
Rsk - расчетное сопротивление растяжению ненапрягаемой арматуры для автодорожных и городских мостов при расчетах по предельным состояниям первой группы.
Недостающая площадь арматуры находят по формуле:
Анед=Атр-As
где
As-площадь существующей арматуры;
Анед=0,0114-0,00844=0,00296 м2
Анед>0→ Требуется произвести усиление балок (по зад. путем наклеивания швеллера в нижнюю часть ребра)
Для усиления принимаем швеллер 20Са (с параллельными стенками)
в соответствии с ГОСТ 8240-97.
Геометрические параметры швеллера 20Са (по ГОСТ 8240-97)
Расчет плиты проезжей части
Плита проезжей части заделана в ребре балки и на стыке с соседними балками имеет продольный шов, работая как консоль. Опасным является, положение, при котором возникает наибольший момент, а именно когда колесо временной нагрузки занимает край консоли. Распределение давления от колеса в слоях элементов проезжей части происходит под углом 45°. Размер площадки распределения нагрузки вдоль и поперек движения:
а1= а2 + 2Н ∙tg45Q=0,2+2∙0,155∙1=0,51 м
в1 = вк + в/2=1,11 м
где
а2 -размер отпечатка колеса на поверхности покрытия
(для НК-80а2=0,2м);
Н=Σhi - толщина конструктивных слоев (H=0,155м);
а - рабочая ширина плиты
а = a1+ вк =0,51+1,1=1,62м
где
вк - размер консоли (образуемой плитой)
Изгибающий момент в плите:
Площадь рабочей арматуры в плите:
Aнед= 
-Ap
Aнед=760мм2-2141,5мм2 = - 1381,5мм2
Aнед < 0 следовательно не требуется проводить усиление плиты проезжей части.
Варианты реконструкции моста.
Вариант.
Уширение производится путем установки дополнительной балки с правой стороны пролетного строения с опиранием ее на дополнительные опоры, которые делаются на буронабивных сваях, и путем удлинения ригеля. Бетонирование удлинения ригеля производится в сборно-разборной опалубке. Приставные балки соединяются с существующей конструкцией моста стыком плиты с арматурными выпусками. На приставную балку укладывается блок тротуара и на уширяемой части устраивается дорожная одежда. Габарит моста при этом увеличивается с Г-8 до Г-10 м. Способ уширения мостового сооружения, включающий уширение пролетного строения и опор, осуществляют следующим образом.
|
|
|
Для уширения проезжей части, пролетного строения производят уширение головной части существующих опор и установку с одной или с обеих сторон опоры дополнительных балок на дополнительные консольные элементы.
Для уширения существующей опоры в головной ее части бурят симметрично относительно ее продольной оси и перпендикулярно к вертикальной ее оси ряд сквозных каналов. Бурение сквозных каналов могут производить комплектом колонковых буров (на чертеже не показаны) разной длины, начиная с бура наименьшей длины, последовательно заменяя предыдущий бур следующим большей длины. Колонковые буры поочередно насаживают на штанги, которые выполняют с резьбовым соединением для их наращивания и с зажимным патроном для бура. В ходе бурения последовательно устанавливают более длинные штанги с бурами, что обеспечивает высокую точность положения сквозного отверстия. В головной части опоры относительно ее продольной оси бурят перпендикулярно к вертикальной ее оси ряд глухих отверстий, а в теле опоры относительно продольной оси опоры бурят под углом к вертикальной ее оси тоже ряд глухих отверстий. Затем в сквозных каналах закрепляют с ними полые каналообразователи, выступающая часть которых выполнена длиной, соответствующей длине формируемых дополнительных консольных элементов. Стержни арматуры связывают между собой дополнительными стержнями арматуры в единый каркас для формирования дополнительных консольных элементов.
Общая ширина мостового полотна после реконструкции составляет 13,3м и включает ширину проезжей части 10 м, барьерные ограждения 2х0,45 м, тротуары 2х1,0 м.
Вариант.
Уширение габарита пролетных строений монолитной бетонной плитой. Этим способом уширение габарита моста производится на 2,5-3,0 м. Уширение состоит из двух крайних рядов накладных сборных плит и среднего ряда из монолитного бетона. Если мост имеет достаточную ширину, авто-
|
|
|
движение на мосту в период работ по уширению может не прерываться, а происходить на половинах ширины моста.
Сначала на одной половине моста разбираются перила, ограждения и тротуары, убирается дорожная одежда и гидроизоляция. На середине моста ставится ограждение для безопасности движения. На уширяемой половине очищается и выравнивается поверхность плиты балки. На подготовленную поверхность кладется тонкий слой цементного раствора.
На поверхность, покрытую раствором, укладывают крайний ряд сборных накладных плит шириной 1,0 м с выпусками арматурных стержней на поперечных кромках. Продольная кромка сборных плит имеет уступы с выпусками арматуры. После укладки плит на пролете одной стороны моста поперечные швы сборных плит с арматурными выпусками бетонируются. На этой половине моста устраивается дорожная одежда, ставятся ограждения, перила, устраиваются тротуары, и на эту половину моста переводится автодвижение.
Так же устраивается уширение на другой половине моста. Затем бетонируется монолитным бетоном средняя часть моста между уступами и устраивается дорожная одежда.
У мостов, уширенных накладными плитами, при испытании наблюдались сдвиги этих плит при проходе по мосту тяжелой нагрузки. Поэтому при уширении этим способом предусмотрена постановка металлических штырей, соединяющих накладные плиты с основной плитой моста над ребром балки и диафрагмами. Штыри ставятся в просверленные отверстия диаметром 20 мм. Для уширения пролетных строений накладными плитами требуются большой объем материалов (плиты) и немалая трудоемкость, но этот способ позволяет обойтись без уширения опор.
Общая ширина мостового полотна после реконструкции составляет 11,320 м и включает ширину проезжей части 9 м, барьерные ограждения 2х0,41 м, тротуары 2х0,75 м, металлические перильные ограждения 2х0,1 м.
5. Мероприятия направленные на исправление и устранение дефектов на мостовых сооружениях.
Ремонт выбоин.
Выбоины на асфальтобетонном покрытии ремонтируют горячим способом. В качестве ремонтного материала применяют горячие асфальтобетонные смеси: мелкозернистые, крупнозернистые и песчаные смеси, литой асфальтобетон и др. Состав и свойства применяемой для ремонта асфальтобетонной смеси должны быть аналогичны той, из которой сделано покрытие. Горячие способы применяют при ремонте дорог с асфальтобетонным покрытием. Работы можно выполнять при температуре воздуха не ниже +10°С при оттаявшем основании и сухом покрытии. При использовании разогревателя ремонтируемого покрытия допускается выполнять ремонт при температуре воздуха не ниже +5°С. Горячие способы ямочного ремонта позволяют обеспечить более высокое качество и длительный срок службы отремонтированного покрытия. Место ремонта очерчивают прямыми линиями, параллельными и перпендикулярными оси дороги, придавая контуру правильную форму и захватывая неповреждённое покрытие на ширину 3-5 см. Несколько выбоин, находящихся на расстоянии до 0,5 м одна от другой, объединяют в общую карту.Вырубку, разломку или фрезерование покрытия в пределах размеченной карты производят на толщину разрушенного слоя покрытия, но не менее 4 см по всей зоне ремонта. Стенки кромок выбоины после вырубания должны быть вертикальными по всему контуру. Вырубка и разломка покрытия может осуществляться при помощи отбойного пневматического молотка или лома, бетонолома, нарезчика швов и рыхлителя или при помощи дорожной фрезы.При использовании дорожной фрезы для разделки выбоины образуются округленные передняя и задняя стенки выбоины, которые должны быть обрезаны дисковой пилой или отбойным молотком.. Очистку карты осуществляют с помощью лопат, сжатого воздуха, а при большой площади карты - с помощью подметально-уборочных машин. Просушку дна и стенок карты производят по необходимости путём продувки горячим или холодным воздухом.
|
|
|
Обработку вяжущим (подгрунтовку) дна и стенок выбоин производят в случае укладки в качестве ремонтного материала горячих асфальтобетонных смесей. Дно и стенки очищенной карты обрабатывают жидким среднегустеющим битумом с вязкостью 40/70, разогретым до температуры 60-70°С с расходом 0,5 л/м2 или битумной эмульсией с расходом 0,8 л/м2 Температура горячей асфальтобетонной смеси, доставленной к месту укладки, должна быть близкой к температуре приготовления, но не ниже 110-120°С. Наиболее целесообразно укладывать смесь при такой температуре, когда она легко обрабатывается, а в процессе укладки не образуются волны и деформации при проходе катка. В зависимости от типа смеси и ее состава такой температурой считают: для многощебенистой смеси - 140-160°С; для среднещебенистой смеси - 120-140°С; для малощебенистой смеси - 100-130°С. Толщина слоя укладки в рыхлом теле должна быть больше толщины слоя в плотном теле с учётом коэффициента запаса на уплотнение, который принимают: для горячих асфальтобетонных смесей 1,25- 1,30. При укладке ремонтного материала механизированным способом смесь подается из бункера-термоса через поворотный лоток или гибкий рукав большого диаметра непосредственно в выбоину и равномерно разравнивается по всей площади. Укладка асфальтобетонных смесей при заделке карт площадью 10-20 м2 может производиться асфальтоукладчиком. При этом смесь укладывается на всю ширину карты за один проход, чтобы избежать дополнительного продольного шва сопряжения полос укладки. Уплотнение асфальтобетонной смеси, уложенной в нижний слой покрытия, производят пневмотрамбовками, электротрамбовками или ручными виброкатками по направлению от краев к середине. Асфальтобетонную смесь, уложенную в верхний слой, а также смесь, уложенную в один слой при глубине выбоины до 50 мм уплотняют самоходным вибрационным катком (вначале два прохода по следу без вибрации, а затем два прохода по следу с вибрацией) или статическими гладковольцовыми катками легкого типа массой 6-8 т до 6 проходов по одному следу, а затем тяжёлыми катками с гладкими вальцами массой 10-18 т до 15-18 проходов по одному следу.
|
|
|
|
|
|
