Организация строительства моста

    а) колесной, h_в = 1,2

    б) колесной, h_вр = 1,2

14. Бетон М-300, R_пр = 135 кг/см².
15. Арматура А-II, марка стали В_ст – 5 см², с расчетным сопротивлением R_а = 2700 кг/см².

4.2 Подвижная временная  нагрузка

       Подвижная, или временная – это нагрузка от проходящих по сооружению автомобилей, тракторов и других транспортных средств, а также пешеходов.

       По  СНиП 2.05.03-84, введенном с 1 января 1986 года, нагрузка от автомобилей принимается в виде нормативной равномерной распределяемой и одной двухосной тележки по левой полосе движения по мосту. Железобетонные и металлические мосты рассчитывают погрузку А-11 и проверяют на пропуск одиночной тяжелой нагрузки – тяжелого трейлера НК-80.

        Нагрузка  А11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         
 
 

       Рисунок 4.1

4.3 Общие сведения о сваях

       Железобетонные  сваи делают квадратного или прямоугольного сечения. Сваи квадратного сечения  применяются в тех случаях, когда  они работают в основном на сжатие. Если же на сваи, кроме сжатия, передается значительный изгибающий момент. Сечение их целесообразно развивать в направлении действия момента, делая его прямоугольным. Применяют также железобетонные сваи трубчатого сечения, изготовленные способом центрифугирования.

       Размеры поперечного сечения железобетонных свай, применяемых в мостах, составляют от 25х25 до 45х45 см квадратных, и от 25х30 до 45х50 см прямоугольных, диаметр трубчатых свай до 60 см. Железобетонные сваи обычно имеют длину от 6 до 16 м., при необходимости длина их может быть доведена до 20-30 метров. Бетон свай должен быть не ниже М-300, а предварительно напряженных не менее М-400 с морозостойкостью М_рз 200

       Сваи  квадратного и прямоугольного сечения  армируют продольными стержнями  диаметром не менее 12 м и хомутами. Продольные стержни, из гладкой или периодического профиля стали, служат основной арматурой, воспринимающей усилия при транспортировке сваи, ее забивке и последующей работе в основании сооружения. Арматура свай может быть ненапрягаемой или же напрягаемой.

       Нижний  конец сваи имеет заострение, в  котором сводят продольные стержни  арматуры, сваривают их с коротким стальным осевым стержнем, и заводят в кольцевую обойму из листовой стали или отрезка трубы. Головную часть сваи, воспринимающую ударные или вибрационные воздействия сваебойного снаряда, усиливают несколькими рядами арматурных сеток.

       Хомуты  делают в виде отдельных стержней или из непрерывной, обвивающей продольные стержни спиральной арматуры из стали диаметром 6-8 мм с шагом порядка 5 см на концах сваи и 10-20 см в пределах средней ее части. Хомуты отстоят т поверхности бетона не менее, чем на 3 см (защитный слой). Вдоль каждой грани сваи устанавливают не менее 3 продольных стержней, охватывая их хомутами или спиральной арматурой. Если расстояние в свету между продольными стержнями более 2 их диаметров, то каждый из них должен удерживаться хомутом или стяжкой. Для поднятия при транспортировании и установке в свае должны быть две арматурные строповидные петли. Обычно петли располагают на расстоянии 0,2l от концов сваи (где l – длина сваи); тогда изгибающие моменты в свае при подъеме ее за обе петли оказываются минимальными.

       Трубчатые сваи армируют продольными стержнями  и хомутами в виде спиральной арматуры.

       В предварительно напряженных сваях  применяют арматуру из высокопрочной  стали в виде проволок, проволочных прядей или стержней периодического профиля.

       Предварительное напряжение улучшает трещиностойкость свай и благодаря применению высокопрочной стали дает снижение расхода металла.

       Железобетонные  сваи изготавливают на заводах или  полигонах.

       Расстояние  между осями соседних свай в уровне подошвы ростверка должно быть не менее 1,5 толщины (диаметра) сваи, расстояние в свету от сваи до края ростверка – не менее 0,25 м. Головы свай нужно заделывать в бетон плиты ростверка не менее чем на двойную толщину сваи. При этом не учитывается заделка в слое бетона, уложенного подводным способом. Допускается также заделка голов свай в плите ростверка с помощью выпусков арматуры свай. В этом случае головы свай должны входить в бетон плиты ростверка не менее чем на 15 см. Остальную часть бетона свай разбивают, а арматуру огибают так, чтобы заделка ее в бетон была не менее 20 диаметров стержня при арматуре периодического профиля и 40 диаметров стержня при гладкой арматуре.

       Бетон плиты ростверка армируют у подошвы  между рядами свай в обоих направлениях. При больших давлениях, передаваемых сваями, над их головами полезно ставить распределительные арматурные сетки. Диаметр стержней в арматурных сетках должен быть не менее 12 мм, а размер ячеек порядка 10х10 см. Ширина сеток, расположенных над головами свай, должна превышать толщину сваи в каждом направлении не менее чем на 0,5 м.

4.4 Определение коэффициентов  поперечной установки

       Опоры блочных мостов на сейсмические, вертикальные силы и изгибающие моменты, возникающие  от собственного веса конструкций и  временной подвижной нагрузки. В формулах сейсмические силы и моменты введены коэффициенты поперечной установки, которые показывают, какая часть временной нагрузки от колонны машин передается на данную опору. Для определения коэффициентов поперечной установки, колонны автомашин устанавливают на проектном строении симметрично оси моста, а оба тротуара загруженной полной.

       Коэффициент поперечной установки для толпы  людей на тротуаре определяется по формуле:

                                                                                     (4.1)

       

       Коэффициент поперечной установки для временной  колесной нагрузки определяется по формуле:

                                                                  (4.2)

       где: У₁, У₂, У₃, У₄ – координаты линий влияния;

       

4.5 Определение усилий  в опорах

       Опоры мостов рассчитываются на общую устойчивость против опрокидывания и сдвига, на прочность тела опоры, его фундамента и основания.

       На  опору действуют вертикальные и  горизонтальные усилия. Вертикальные усилия слагаются из собственного веса опоры и пролетных строений и временной подвижной нагрузки. Горизонтальные усилия возникают от действия сил торможения, центробежных сил на кривых в плане моста, поперечных воздействий движущейся нагрузки, ветровой нагрузки, навала судов и давления льда. На устои действуют также горизонтальное  давление грунта насыпи.

       Различные сочетания этих нагрузок вызывают в  теле опоры и в основании продольные сжимающие силы и изгибающие моменты, то есть опора работает как внецентренно сжатый элемент. Изгиб опоры может происходить в направлениях как вдоль, так и поперек пролета моста.

       Для ориентировочного расчета опоры  можно рассмотреть дополнительное сочетание нагрузок, составленное из собственного веса, временных вертикальных нагрузок и горизонтальной тормозной силы, действующей вдоль пролета.

       Для свайных опор проверяют усилия в  уровне дна реки (сечение 1-1, см.чертеж); колонны автомашин на пролетном строении устраивают симметрично оси моста, а оба тротуара загружают толпой.

       Тормозная сила представляет собой горизонтальную распределенную нагрузку, возникающую при торможении подвижной нагрузки на мосту, ее принимают только от равномерно распределенной части к вертикальной нагрузке. Ее интенсивность принимается равной 0,5К с каждой полосы движения с учетом коэффициента П_с (коэффициента сочетания).

       Высота  приложения продольной тормозной нагрузки над поверхностью проезжей части  – 1,5 м. Следовательно, тормозная сила на опоры передается через опорные  части пролетных строений. Если пролетные части резиново-металлические (РОУ), то тормозная сила Т распределяется между ними поровну, то есть Т = 0,825/2 = 0,413 т.м.

       При расчете опоры рассматриваются  два возможных ее загружения: на максимум изгибающего момента, и  на максимум вертикального давления. В первом случае загружают временной нагрузкой только один пролет и принимают тормозную силу в направлении, дающем тот же знак изгибающего момента, и также учитывают тормозную силу.

       Нормальное  сжимающее усилие и изгибающий момент в сечении I-I для первого загружения: 

       

         ,                                                                                                   (т.с.)      (4.3)

         

                                             (тс.м)                                                                      (4.4)

       Для второго загружения

       

                                                                             (т.с)                                       (4.5) 

           (т.с.м)                                          (4.6)

       В этих формулах:

        - коэффициент  перегрузки для  выравнивающего слоя  гидроизоляции, выравнивающего  слоя бетона - 1,3

        - коэффициент  перегрузки для  асфальтобетонного  покрытия – 1,5

        -коэффициент перегрузки для собственного веса конструкции -  1,1

        - вес 1 п.м.  асфальтобетонного  покрытия

        = 0,07·1·1,66·2,3 = 0,27 т.с./м

       где: 0,07- толщина асфальтобетонного покрытия,

            1,0 – погонный метр  по длине,

1,66 – ширина плиты  Т-образной балки  (или расстояние  между осями балок).

        -вес 1 п.м.  выравнивающего слоя  бетона, гидроизоляции  и защитного слоя  бетона

        =0,03·1·1,66·2,4+0,01·1·1,66·2,4 = 0,119+0,025+0,159 =0,3 т.с./п.м.

       где: 0,03 – толщина выравнивающего слоя бетона, м

1,0 – погонный метр  вдоль моста

1,66 – ширина плиты  балки

2,4 – вес 1м³ бетона

1,5 – вес 1м³гидроизоляции

         1,66·1,0·2,5·0,15+0,19·(0,9-0,15) ·2,5 = 0,979 т.с./п.м.

       где: – вес 1 п.м. плиты

- вес 1п.м.ребра балки

1,66- ширина плиты,  м

0,15 – толщина плиты,  м

2,5 – вес 1 м³ железобетона (в среднем)

0,9 – высота балки,  м

       W – площадь линии влияния, равная 1/2·1·L = 1/2·1·12 = 6 м²

       G- вес части опоры, расположенной выше расчетного сечения I-I

                                                                                                       (4.7)

       G = 1,2·0,5·11,5·2,516+5·0,35·0,35·2,5 = 17,326/6+1,53 = 4,41 тс

       где: – вес 1 п.м. насадки

- вес сваи

1,2 – ширина насадки