2252

Т.А.Шишова, М.А.Телегин

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ

СО СПЛОШНОСТЕНЧАТЫМИ

ГЛАВНЫМИ БАЛКАМИ

Учебно-методическое пособие

Омск – 2012

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская госу-

дарственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Т.А.Шишова, М.А.Телегин

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ

СО СПЛОШНОСТЕНЧАТЫМИ ГЛАВНЫМИ БАЛКАМИ

Учебно-методическое пособие

Омск

СибАДИ

2012

УДК 624.27 ББК 39.112.24.2 Ш 65

Рецензенты:

канд. техн. наук В.М. Курепин (ООО «НПО Мостовик»); канд. техн. наук С.Д. Паршиков (ООО «НПО Мостовик»)

Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве учебно-методического пособия для специальностей «Мосты и транспортные тоннели», «Строительство железнодорожных мостов и транспортных тоннелей», а также профиля «Мосты и транспортные тоннели» направления «Строительство».

Шишова Т.А., Телегин М.А.

Ш 65 Проектирование сталежелезобетонных пролетных строений со сплошностенчатыми главными балками: учебно-методическое пособие /

Т.А. Шишова, М.А. Телегин. – Омск: СибАДИ, 2012. – 100 с.

В учебно-методическом пособии изложены положения по проектированию сталежелезобетонных пролетных строений со сплошностенчатыми главными балками. Рассмотрены вопросы конструирования. Приведены методики расчета основных конструктивных элементов пролетного строения.

Пособие предназначено для студентов специальностей «Мосты и транспортные тоннели», «Строительство железнодорожных мостов и транспортных тоннелей», а также профиля «Мосты и транспортные тоннели» направления «Строительство» при выполнении курсового и дипломного проектов.

© ФГБОУ ВПО «СибАДИ», 2012

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

2.О МЕТАЛЛИЧЕСКИХ БАЛОЧНЫХ

3.СПЛОШНОСТЕНЧАТЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЯХ

Всплошностенчатых пролетных строениях несущими элементами служат балки двутаврового или коробчатого сечения, имеющие сплошную стенку между верхним и нижним поясами.

Главным достоинством сплошностенчатых балок является простота конструкции. Изготовление и монтаж их проще, дешевле и быстрее, чем сквозных ферм. Несколько проще и их эксплуатация.

Самой простой системой металлического пролетного строения является балка на двух опорах. Ясность работы, нечувствительность к неравномерным осадкам опор и однозначность эпюры моментов делают эту систему наиболее распространенной. Мосты с разрезными балками (рис. 1.1) применяются в самых разнообразных условиях, с различным количеством пролетов. Длины пролетов, применяемые в разрезных системах, могут доходить до 63 м.

Рис. 1.1. Схема моста с балочными разрезными пролетными строениями

С увеличением пролетов более экономичными становятся неразрезные системы. При сравнении разрезной и неразрезной систем при перекрытии одинаковых пролетов и прочих равных параметрах (рис. 1.2) оказывается, что максимальный изгибающий момент в разрезной балке больше, чем в неразрезной. Следовательно, строительная высота такой балки будет больше. Кроме этого, в неразрезных балках ширина промежуточных опор меньше, чем у разрезных балок

(см. рис. 1.2).

Рис. 1.2. Балочные пролетные строения: а) разрезные; б) неразрезные;

М1>М2, H1>H2; В1>В2

Длины пролетов, применяемые в неразрезных системах, могут доходить до 126 м. При таких пролетах строительная высота может достигать 3,5 м, т.к. над промежуточными опорами возникают большие отрицательные моменты и поперечные силы. При таких пролетах для экономии металла целесообразнее увеличивать высоту главных балок только над промежуточными опорами. Это достигается приданием нижнему поясу ломанного или криволинейного очертания

(рис. 1.3).

Крайние пролеты неразрезных балок следует делать несколько меньшими, чем средние, принимая отношения L1:L2 равным 0,7 – 0,8 (см. рис. 1.3). В этом случае получаются близкие по величине наибольшие изгибающие моменты в смежных пролетах.

Рис. 1.3. Неразрезные пролетные строения переменной высоты

Достоинством неразрезных пролетных строений, кроме экономии

взатратах на материалы, является также уменьшение числа деформационных швов. Поэтому в длинных пролетных строениях целесообразно применение многопролетных неразрезных балок. Применение неразрезной системы может вызвать трудности только в случае, когда из-за слабых грунтов возможны значительные неравномерные осадки опор. Консольные системы сохраняют все достоинства неразрезных и

вто же время им не страшна неравномерная осадка опор благодаря наличию шарниров (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Влияние осадки опор на неразрезные и консольные системы

4. 2. СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПРОЛЕТНЫЕ

СТРОЕНИЯ

5.

Сталежелезобетонные (СТЖБ) пролетные строения являются специфи-

ческим современным видом мостовых конструкций, получившим широкое распространение и в нашей стране, и за рубежом. Преимуществом таких пролетных строений по сравнению с металлическими пролетными строе-

ниями является увеличение несущей способности вследствие объединения металлической балки с железобетонной плитой. Следовательно, при оди-

наковом расходе металла можно перекрыть больший пролет. Это является следствием того, что плита в СТЖБ пролетных строениях участвует в ра-

боте балок в зоне положительных моментов. А бетон, как известно, хоро-

шо работает на сжатие.

Простейшая конструкция СТЖБ пролетного строения состоит из двух главных балок со сплошными стенками, связанных системой поперечных и продольных связей и объединенных с железобетонной плитой с помощью металлических упоров (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Общий вид стальной части СТЖБ пролетного строения с несущими элементами в виде двутавровых балок

Для СТЖБ пролетных строений характерны экономия стали, увеличе-

ние вертикальной и горизонтальной жесткости и ряд иных обеспечивае-

мых совместной работой железобетонной проезжей части и стальных ба-

лок преимуществ по сравнению с другими видами металлических пролет-

ных строений. Развитие сталежелезобетона в нашей стране произошло благодаря таким ученым-мостовикам и инженерам как Н.С. Стрелецкий,

Н.Н. Стрелецкий, Е.Е. Гибшман, Г.Д. Попов, и другим.

В пролетных строениях балочно-разрезной системы использование СТЖБ конструкций наиболее характерно, поскольку в них железобетонная плита проезжей части полностью располагается в сжатой зоне и наилуч-

шим образом разгружает стальную балку (рис. 2.2, а).

Рис. 2.2. Эпюры изгибающих моментов разрезных и неразрезных систем

В неразрезных пролетных строениях эпюра моментов двузначна (рис. 2.2, б), следовательно, железобетонная плита включается в работу в тех се-

чениях, где она сжата, т.е. в зоне положительных моментов. В зоне отрица-

тельных моментов не учитывают наличие плиты в сечении или же вклю-

чают ее в работу на изгиб с помощью специальных мероприятий, как то:

предварительное напряжение плиты, искусственное регулирование усилий в системе и т.д.

Для совместной работы железобетонной плиты с металлическими балками необходимо создание надежной связи, способной передавать сдвигающие усилия, возникающие между плитой и верхними поясами ме-

таллических балок. Для этого устраивают специальные связывающие эле-

менты, выполняемые в виде жестких или гибких штыревых металлических упоров.

Жесткие металлические упоры прикрепляют к верхнему поясу метал-

лической балки с помощью болтов или сварки. Жесткие упоры могут быть выполнены из отрезков уголков (рис. 2.3, а), вертикальную стенку которых можно укрепить приваркой ребер жесткости (рис. 2.3, б). Упоры могут быть выполнены из листовой стали, приваренной непосредственно к поясу балки (рис. 2.3, в). Упоры омоноличиваются бетоном и препятствуют сдви-

гу плиты относительно балки. В случае невозможности приварки упоров к поясу балки можно приварить каждый упор к специальному листу (рис. 2.3, г). Этот лист затем прикрепляют высокопрочными болтами к поясу.

При такой конструкции упоры можно устанавливать при монтаже балок,

если их наличие на верхних поясах нежелательно во время перевозки.