Конструктивные элементы железобетонных

МОСТОВ

 

Балочные пролётные строения

 

По состоянию на последнюю четверть ХХ века железо-

бетонные балочные мосты составляют более * общей протяжён-

ности всех автодорожных мостов [11].

Как правило, при проектировании мостовых сооружений

используют типовые конструкции пролётных строений с напря- гаемой и ненапрягаемой арматурой [9]. Основные размеры пролёт- ных строений для удобства их заводского изготовления назначают с учётом модульности и унификации. Расчетные пролёты, или полную длину пролётных строений (балок), принимают равными *2, 15, 18,

*1, *4, 33 и 42 м, а при больших пролётах - кратными 2* м.

В качестве конструктивных элементов в пролётных строениях

применяют пустотелые плиты длиной 6, 9, 12, 15 и 18 м, тавровые балки (Т-образное поперечное сечение) с каркасной (ненапря- гаемой) арматурой длиной 12, 15 и 18 м, ребристые предварительно напряжённые балки длиной 12, 1*, 18, *1, 24, 33, 42 м (см. рис. 4.2),

коробчатые балки длиной пролёта 42, 63, **, *05 и 126 м.

При подготовке компоновочной схемы пролётного строения из

ребристых железобетонных балок расстояния между осями сосед- них балок назначают в зависимости от ширины плиты типовой балки (см. прил. 4). При этом ширина продольного шва пролётного строе-

ния варьируется в интервале 0,3 ¼ *,6 м.

 

Опоры

 

Конструкция опор балочных мостов принимается в

зависимости от величины и системы пролётного строения, геологических и гидрологических условий, толщины льда, условий

судоходства, производственных, архитектурных и других

соображений.

16

В мостах через большие судоходные реки применяют, как

правило, русловые опоры массивного типа (рис. 2.1). Пойменные

опоры и устои проектируют преимущественно облегчённого типа.

 

Рис. 2.1. Сборно-монолитная промежуточная опора

массивного типа

 

 

При большой высоте опор и пролетах 18¼42 м в промежуточ-

ных опорах применяется облегчённая верхняя часть (рис. *.2). Ниж- няя часть опоры до отметки, превышающей РУВВ на 0,5 м, устраи- вается массивной - сборной, сборно-монолитной или моно-литной конструкции. Верхняя часть опоры сооружается в виде рамной

надстройки, состоящей из стоек диаметром 1,0; 1,2; 1,* м и ригеля.

На рис. 2.3 [17] представлен пример промежуточной опоры

массивного типа под пролетные строения длиной 24 м из шести ребристых цельноперевозимых железобетонных предварительно напряженных балок. Габарит моста Г-10 включает в себя две

полосы движения по 3,5 м и полосы безопасности по *,5 м. Ширина

17

тротуара -1 м. Расчетный пролет балок (расстояния между осями

опорных частей по длине балки) - 23,4 м. Расстояние между осями

соседних балок - 2,1 м. Полная ширина пролетного строения

 

В = 10,0 + 2х0,* + 2х1,* + 2х0,=13,2 м.

 

Рис. 2.2. Сборно-монолитная промежуточная опора

массивного типа с облегчённой верхней частью

 

 

В этом примере рассматривается промежуточная опора на

естественном основании.

Глубину заложения фундаментов на естественном основании

назначают в зависимости от инженерно-геологических условий и выбора несущего слоя грунта. При этом учитывают следующие требования к минимальным глубинам заложения подошвы

фундамента:

при грунтах, подверженных морозному пучению (т.е. во всех

случаях, кроме скальных, гравелистых и крупнопесчаных грунтов), -

на 0,25 м ниже глубины промерзания;

18

при грунтах, подверженных размыву, - на 2,* м ниже

поверхности грунта после размыва;

при скальных грунтах - на 0,25 м, считая от отметки, на

которой расчетное сопротивление не ниже величины давления

фундамента;

при любых грунтах, кроме скальных, при отсутствии размыва -

на 1,0 м ниже дневной поверхности или дна водотока.

 

 

Обрезы фундаментов мостовых опор, как правило, распола-

гают на 0,5 м ниже УМВ, а пойменных опор - на уровне поверхности

грунта после размыва.

 

 

Рис. 2.*. Промежуточная опора массивного типа

 

Определение размеров опоры начинается с уровня верха

ригеля (подферменной площадки) из условия размещения опорных

частей, передающих усилие от пролётного строения на опору.

19

Размеры тела опоры непосредственно под ригелем умень-

шают на величину его свеса (рис. *.4); минимальная величина свеса

равна 10 см.

В современной практике проектирования широко распро-

странён вариант облегчённых опор с консольным ригелем (консоли

по 2,0 ¼ 2,5 м).

Для отвода воды, попадающей на ригель, его верхней

поверхности придают уклоны, называемые сливами; уклон слива - не положе *:*0. Высоту подферменников (площадок, на которых располагаются опорные части) принимают равной высоте слива плюс 3¼5 см. Поперечный уклон проезжей части моста достигается

устройством подферменников переменной высоты.

На стадии вариантного проектирования (в данной учебной

работе) опорные части и подферменники не показываются. Расстоя- ние между низом балки пролётного строения и верхом ригеля опоры

принимается ориентировочно равным 10 см.

Ширина ригеля по фасаду моста (см. рис. 2.*) равна

А = m + Sn + S*/2 + 2(c + t + k),

 

где m - зазор между торцами балок соседних пролетов, m = 5 см;

 

n - расстояние от торца балки до оси опорной части, для балок

длиной 1* ¼ 4* м * = 30 см;

b - размер опорной части, определяемый расчётом; для данной

графической работы принимаем b = 20 см;

с - расстояние от опорной части до края подферменника, с = 1*

¼ 20 см;

t - расстояние от края подферменника до грани опоры,

назначаемое в зависимости от длины пролётного строения:

при пролётах до 30 м - не менее 15 см;

 

при пролётах от 30 до 100 м - не менее 25 см;

 

при пролётах более *0* м - не менее 35 см;

 

k - свес ригеля над телом опоры, k = 10 ¼ 15 см.

*0

 

 

Рис. 2.4. Схема подферменной площадки

21

Длина закруглённого ригеля поперек моста (см. рис. 2.4)

 

В = Вкр+ b + 2с + А,

 

где Вкр- расстояние между осями крайних балок.

 

Для прямоугольного ригеля

 

В = Вкр+ b + *с + 2 х 0,5,

 

где 0,5 м - минимальное расстояние от края подферменника до

края ригеля поперёк моста.

 

 

Для примера, показанного на рис. 2.3 (опора с ригелем

прямоугольного очертания),

 

А = 0,10 + (0,30 + 0,1* + 0,15 + *,10) х 2 = 1,7 м,

 

В = 10,5 + 0,20 + * х 0,15 + * х 0,5 = *2,2 м.

 

При карнизных свесах размером 0,1 м ширина тела опоры по

фасаду - *,5 м. Принимаем ширину ступеней фундамента (или ступеней плиты ростверка, рис. 2.5) вдоль и поперёк моста по 0,5 м. Тогда ширина прямоугольных массивов по фасаду (см. рис. 2.3) - 2,* и 4,0 м, поперёк моста - *,2 и *0,2 м. По заданию отметка УМВ равна 0,00 м, отметка дна реки после размыва равна - 2,0 м. Следовательно, отметка подошвы фундамента (-2,*) - (2,5) = - 4,* м. Отметка верха опоры 7,6 м; полная высота опоры 7,6 - (-4,5) =

12,1 м.

В неразрезных пролётных строениях при расположении на

промежуточной опоре (по её центру) только одной опорной части

ширина ригеля может быть уменьшена до 1,2 м.

Фундаменты мелкого заложения на естественном основании

применяют при неглубоком залегании прочных грунтов от

поверхности земли.

Промежуточные опоры через большие судоходные реки,

которым свойственно, как правило, наличие мощного слоя руслового аллювия (пески), проектируют обычно на свайном

основании (см. рис. 2.*). При этом верх плиты свайного ростверка

22

 

 

(т. е. обрез фундамента) обычно назначается на 0,5 м ниже УМВ.

Ростверки всех промежуточных опор размещаются на одной и той же отметке, так как максимальная глубина воды может оказаться у любой промежуточной опоры под влиянием природных русловых

деформаций.

 

Рис. 2.5. Свайный фундамент промежуточной опоры:

а - на пойме; б - в русле

 

 

При сооружении свайных фундаментов балочных железо-

бетонных мостов часто применяют железобетонные сваи сечением 35 х 35 см, длиной 6, 8, 9, 10, 12, 14 м. Необходимое количество свай на одну опору определяется расчётом. Минимальное

расстояние между осями таких свай по фасаду моста равно 1,05 м. Расстояния между осями свай в направлении поперёк

23

 

моста принимают равными 1,2 м. Для судоходных пролетов *3, 42 м

применяют трёхрядные свайные ростверки, при меньших пролётах -

двухрядные.

Отметка острия забивной сваи или ножа сваи-оболочки

должна быть ниже отметки предельного размыва не менее, чем на 4 м. По условиям несущей способности грунтов эта величина может

быть увеличена еще на несколько метров.

 

 

Существует множество видов устоев, применяемых в балоч-

ных мостах [9]. Выбор конструкции устоя зависит от конкретных инженерно - геологических условий и основных геометрических

параметров мостового сооружения.

Под пролётные строения длиной 18 ¼ 33 м и при возвышении

низа ригеля над естественным грунтом до 6 м в последние годы применяют безростверковые обсыпные устои козлового типа (рис.

4.8). Сваи забивают на глубину не менее 4 м [*].

.

 

 

2.*. Сопряжение моста с подходной насыпью

И укрепление конусов

 

Безопасный плавный проезд автомобилей на участке сопря-

жения моста с насыпью обеспечивается посредством применения переходных плит (рис. 2.*). Одним концом плиты опираются на выступ шкафной стенки устоя. Другой конец опирается на лежневую опору (обычно это свая сечением 3* х 35 см); расстояние от плиты

до отметки проезжей части в этом месте равно *5 см.

24

 

 

Дорожная одежда

 

 

Переходная плита

 

 

1:*

,5

Лежневая опора

 

Щебень фракционированный

 

 

Рис. 2.6. Сопряжение моста с подходами

с помощью переходной плиты

 

 

Длину переходных плит назначают в зависимости от высоты

насыпи перед мостом (табл. *.*).

 

Таблица 2.1

 

Размеры переходных плит

 

 

№ Высота насыпи, м Размеры плиты, мм

 

 

1 2 3000 х 1490 х 20*

 

 

2 * 3000 х *990 х 200

 

 

3 2¼6 *000 х 980 х 2**

 

 

4 *¼7 6000 х 980 х 300

 

 

5 8 8000 х 980 х *00

25

 

 

Для защиты грунта насыпи от размыва под воздействием

поверхностного стока и речного потока поверхность её конусов (под береговыми пролётами) укрепляется монолитным бетоном по слою

щебня.

Подошва конуса укрепляется специальной конструкцией.

Размеры конструктивных элементов укрепления подошвы конуса в каждом конкретном случае определяются расчётом. Для выпол- нения рассматриваемой графической работы можно восполь- зоваться размерами конструктивных элементов, показанными на

рис. 2.7.

 

 

1:1

,* Монолитный бетон

d = *2 см

 

Бетонный упор

 

 

Щебеночная или гравийная

подготовка d = *0 см

60*

 

Каменная

наброска

 

Рис.2.7. Укрепление поверхности и подошвы конуса

2*