книги из ГПНТБ / Толмачев, К. Х. Регулирование напряжений в металлических пролетных строениях мостов

резная балка временно превращалась в двухпролетную с двумя консолями. При такой статической схеме производилось бетониро вание плиты (первая стадия загружения). В металлической балке возникали изгибающие моменты, характеризующиеся эпюрой, изо­

растягивающие напряжения в бетоне в зоне возникновения отрица тельных моментов. Предварительное напряжение плиты позволяет

полностью использовать ее в совместной работе с балками в зоне возникновения отрицательных моментов.

бетона плиты. Затем, после предварительного ее сжатия и создания

связи с балкой от второй части постоянной и временной нагрузок,

балка будет работать всем объединенным сечением. Однако бла­

годаря наличию предварительно сжатой плиты, полученная обьединенная балка способна будет воспринимать отрицательные мо­ менты с передачей растягивающих напряжений на плиту проезжей части. Причем величина предварительного сжатия плиты должна

удовлетворять условию

Жп

°пб muz6np ’

где Мц — изгибающий момент от второй стадии загружения; Гбпр— приведенный момент сопротивления объединенного сече

ния для верхней фибры бетонной плиты; т — отношение модулей упругости стали и бетона.

109-

Предварительное напряжение плиты при отсутствии ее связи с верхним поясом балки применено в проекте моста через р. Рейн на дороге Кобленц — Пфафендорф, где предусматривалось сжатие плиты при помощи домкратов на всем ее протяжении (см. рис. 33).

В осуществленном проекте моста в Монтаборе было предусмот­ рено сжатие плиты предварительно напряженной арматурой на протяжении крайних пролетов и надопорной зоны (см. рис. 34). При этом во время предварительного сжатия плиты обеспечивалась ее подвижность по отношению к верхнему поясу балки при помощи роликов

Рис. 64. Влияние предварительного напряжения плит на усилие

вконсольной и неразрезной балках

Вэтих примерах предварительное напряжение плиты осущест­ вляется на большом ее протяжении. Чаще в практике мостострое­ ния применяют предварительное напряжение плиты в зоне воз­

никновения отрицательных изгибающих моментов. Если плита свя­

зана с верхним поясом, балка (см. рис. 63) работает самостоятель­ но на первую часть постоянной нагрузки.

Напрягают арматуру плиты после приобретения бетоном над­ лежащей прочности. Причем предварительное натяжение вызыва­ ет в объединенной системе дополнительные нормальные сжимаю­ щие усилия N на участке между анкерными закреплениями арма­

туры и изгибающий момент М от эксцентриситета приложения усилия.

На рис. 64 приведены эпюры изгибающих моментов для кон­

сольной и неразрезной балок. В консольной балке (рис. 64, а) из­ гибающий момент от силы N будет распространяться лишь на уча­

сток балки, соответствующий длине предварительно напрягаемой плиты. В неразрезной балке натяжение вызывает изгибающие мо­ менты по всей ее длине (рис. 64, б).

Изгибающий момент над средней опорой двухпролетной нераз-

J10

моментов в опорном сечении достигает—1792,88 тм, что значи­ тельно превышает положительный момент ( + 428,66 тм), возни­

кающий от предварительного напряжения арматуры.

Поэтому возникла необходимость принять меры к уменьшению отрицательного изгибающего момента. Последнее было достигнуто опусканием средней опоры, что вызвало в опорном сечении поло-

Рис. 65. Эпюры моментов в бортовой балке моста:

Afq—от постоянной нагрузки; Л7Т — от температуры; Л1у —от усадки бетона;

— от ползучести бетона; тах-Мр — максимальный момент от временной нагрузки;

mjnAfp — минимальный момент от временной нагрузки; Af0 — от опускания средней опоры

жительный изгибающий момент Л40 = 1 ЮО тм. В результате было достигнуто примерное уравнивание положительных и отрицатель­ ных моментов, а именно:

Alj - Мо -+ Мп = 1100 + 428,66 = 1528,66 тм;

Л12 =—1792,88 тм.

Таким образом, применением двух методов регулирования было получено равномерное напряженное состояние объединенной балки на всем ее протяжении.

Из практики мостостроения последних лет можно заключить,

что регулирование напряжений путем комбинации отдельных прие мов находит себе все большее применение. В этом отношении пред-

112

ставляет интерес регулирование напряжений при постройке пой­

менной части Северного моста в Дюссельдорфе1 — шестипролетно­ го неразрезного с пролетами по 72,0 м. Пролетное строение состоит из четырех балок со сплошной стенкой высотой 2,95 м, что состав­

ляет ’/25 пролета.

Собирали балки на подмостях с расстоянием между точками опирания в 14,4 м. Ввиду малости этого расстояния сечение балки, объединенной с железобетонной плитой проезжей части, работало на восприятие моментов от полной постоянной нагрузки и от дру­ гих силовых воздействий. Однако объединенное поперечное сечение балки без применения регулирования не могло надежно воспринять

изгибающие моменты.

Из табл. 7 видно, что напряжения в металлической части объ­ единенного сечения балки первого пролета значительно превосхо­ дили допускаемые и достигали 2805 кг/см2. В опорном сечении сжи­ мающие напряжения в нижнем поясе балки достигали 2342 кг/сж2, а в бетонной плите возникало растягивающее напряжение, равное 136,9 кг/см2, которое естественно не могло быть допущено.

С целью достижения приемлемых величин напряжений как в металлической части (ос ), так и в бетонной плите (сТбеД объеди­ ненного сечения балки было применено регулирование напряжений в металлических балках натяжением 16 тросов усилием по 153 т

в каждом. После этого осуществляли предварительное напряже­ ние плиты проезжей части в надопорных зонах.

1 Der Stahlbau. Heft3. Marz 1958.

113

Рис. 66. Уменьшение моментов от постоянной нагрузки вследствие применения предварительного напря­

жения