Оценка грузоподъемности мостовых сооружений на автомобильных дорога

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра «Автомобили и технологические машины»

ОЦЕНКА ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ

Общие положения по определению грузоподъемности мостовых сооружений

Методические указания к курсовому и дипломному проектированию

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2012

elib.pstu.ru

Составители: И.Г. Овчинников, И.И. Овчинников, Б.С. Юшков

УДК: 625.725.12-043.61(076.5) О-93

Рецензент д-р техн. наук, профессор А.А. Пискунов

(Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

Оценка грузоподъемности мостовых сооружений на автомо- О-93 бильных дорогах. Общие положения по определению грузоподъемности мостовых сооружений : метод. указания к курсовому и дипломному проектированию / сост. И.Г. Овчинников, И.И. Овчинников, Б.С. Юшков. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-

та, 2012. – 19 с.

Рассматриваются основные понятия грузоподъемности мостовых сооружений, классы нагрузки в соответствии с новым ГОСТ Р 52748–2007, а также нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения. Излагаются основные принципы расчета грузоподъемности, а также теоретический и эксперимен- тально-теоретический методыопределения грузоподъемности мостов.

Предназначено для студентов специальности 270201 «Мосты и транспортные тоннели».

УДК: 625.725.12-043.61(076.5)

Исследование проведено при финансовой поддержке государства в лице Минобрнауки России из федерального бюджета в рамках реализации федеральной целевой программы «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы,

соглашение № 14.В37.21.1222.

© ПНИПУ, 2012

2

elib.pstu.ru

3

elib.pstu.ru

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ

Грузоподъемность, как характеристика мостового сооружения, определяется максимальной полезной нагрузкой, которую может воспринять сооружение при расчетах по первой группе предельного состояния.

Основным показателем грузоподъемности мостового сооружения является фактический класс нагрузки. Грузоподъемность устанавливают для неконтролируемого режима движения по классам нагрузки АК и НК, а также по общей массе эталонных транспортных средств.

Регулирование условий движения осуществляется в случае, если фактический класс нагрузки снизился по сравнению с проектным более чем на 10 %. При этом за проектный принимают класс нагрузки, дающий наибольшее усилие в конструкции (класс АК или класс НК).

Класс нагрузки по схеме загружения «АК» (рис. 1, а) определяют для случаев загружения, принятых в СНиПе [1] и ГОСТе [2].

Нагрузка по схеме «АК» на пролетное строение принята в виде равномерно-распределенной нагрузки с интенсивностью «К» кН/м (или 0,1 Кт/м) и одной двухосной тележки с нагрузкой на ось 10К кН (или 1К тс) для каждой полосы движения. При этом тележка устанавливается в наиболее невыгодное положение по длине пролета.

Коэффициенты надежности, полосности динамический и другие коэффициенты принимают согласно действующему СНиПу [1].

При определении грузоподъемности по схеме загружения НК (4-основе колесная нагрузка (рис. 1, б)) схема загружения выполняется согласно СНиПу [1], а для мостовых сооружений, построенных по другим нормам (СН-200-62 [3] и др.), ось нагрузки «НК» устанавливается не ближе 2,0 м от ограждения (бордюра).

Грузоподъемность по общей массе и осевой нагрузке, предназначенной для установки дорожных знаков на дороге, определяют для шести эталонных схем 2–7-осных транспортных средств (табл. 1). При расчете эталонную нагрузку устанавливают в колонну

4

elib.pstu.ru

однотипных транспортных средств на расстоянии от 10 до 22 м друг от друга (расстояние от последней оси переднего транспортного средства до первой оси последующего транспортного средства) в зависимости от типа эталонной схемы, а по ширине ездового полотна – как для нагрузки «АК».

Допускаемая общая масса каждого эталонного транспортного средства (грузоподъемность) определяется путем сопоставления усилий, возникающих от эталонной нагрузки с фактическим классом нагрузки для сечения. Сопоставление этих усилий выполняют без учета коэффициентов надежности, полосности идинамического.

Рис. 1. Временные подвижные вертикальные нагрузки: а – нагрузка АК; б – нагрузка НК

5

elib.pstu.ru

Для наиболее распространенных видов пролетных строений мостовых сооружений грузоподъемность их по общей массе эталонного транспортного средства определяют по формуле

где mM – грузоподъемность по общей массе эталонного транспортного средства для моста; Kф – фактический класс нагрузки сооружения; KА11 – класс нагрузки KА11 = 11; mА11 – допустимая общая масса транспортного средства для случая, когда класс по грузоподъемности сооружения равен А11 (табл. 1).

Таблица 1

Предельные массы эталонных транспортных средств (в тоннах) для пропуска по мостам, запроектированным под нагрузку А11 (неконтролируемый режим движения)

Примечание. При ограничении осевой нагрузки ≤12 т.

6

elib.pstu.ru

Регулирование движения в неконтролируемом режиме по мосту с установленной грузоподъемностью по эталонным нагрузкам осуществляют с помощью соответствующих дорожных знаков по ГОСТ 10807–78 и ГОСТ 23457–86 (рис. 2):

–ограничение массы (знак 3.11) при грузоподъемности ниже, чем по схеме АК при K = 11;

–ограничение нагрузки на ось (знак 3.12) при допускаемой осевой нагрузки менее 12 т;

–ограничение скорости автомобиля (знак 3.24), если это необходимо из-за состояния покрытия, деформационных швов, узла сопряжениямоста снасыпью дляснижения динамического воздействия;

–ограничение интервала (знак 3.16) между грузовыми транспортными средствами для определенной группы автопоездов или автомобилей.

Рис. 2. Дорожные знаки по ГОСТ 10807–78 и ГОСТ 23457–86

Если мостовое сооружение соответствует классу нагрузки не ниже А11, то все виды транспортных средств по схемам табл. 2 и параметрам (см. табл. 1) пропускают по сооружению в неконтролируемом режиме. При сниженной грузоподъемности сооружения для каждого транспортного средства по схеме табл. 1 определяют наибольшую величину его массы, при которой транспортное средство может пропускаться по мостовому сооружению в неконтролируемом режиме. Перед сооружением устанавливают два знака – 3.11 и 3.12 – для 2- и 3-осных автомобилей и отдельно для автопоездов. При этом знаки грузоподъемности для автопоездов устанавливают в виде щитов с указанием числа осей и соответственно допустимой их массы. Также устанавливают стенд с информацией при въезде на данный участок дороги с мостом и дублирующие стенды за 3–5 км от сооружения (на стендах, знаках указывают количество осей и соответствующие значения массы).

7

elib.pstu.ru

8

9

Грузоподъемность мостового сооружения определяется несущей способностью наиболее ослабленных дефектами его частей (элементов) – плиты проезжей части, балок пролетных строений, ригелей и тела опор, фундаментов, основания. Расчет несущей способности элементов мостового сооружения производят с учетом фактических геометрических размеров элементов, влияния дефектов и повреждений на распределение усилий от постоянных и временных нагрузок, на несущую способность элементов, а также с учетом прочностных и деформативных свойств материалов (бетона, арматуры, стали, древесины и др.) на рассматриваемый период времени.

Во всех случаях решению этих задач предшествует обследование мостового сооружения, включающее:

–ознакомление с технической документацией для установления данных по сооружению и характера изменения его состояния,

аименно – год проектирования или строительства пролетного строения, нормативная временная вертикальная нагрузка, под которую запроектировано сооружение; по проекту полная геометрия пролетного строения, конструкция проезжей части и тротуаров, а также коммуникаций на мосту; типовой проект, по которому было возведено пролетное строение, если конструкция типовая; данные по авариям, связанным с повреждениями несущих элементов пролетного строения; грузоподъемность пролетного строения по предыдущему обследованию и время его проведения;

–уточнение расчетной схемы сооружения (пролетных строений, опор и их элементов), при необходимости с проведением испытаний;

–определение геометрических характеристик элементов по результатам замеров сечений (площади сечения элементов и их раз-

меров, моментов сопротивления сечения, статических моментов и др.); для железобетонных конструкций определяют также положение арматуры, класс, ее количество и площадь в расчетных сечениях по проекту и исполнительной документации или производят вскрытие или просвечивание арматуры конструкций;

10

elib.pstu.ru