3. Особенности проектирования пролетных строений балочных мостов

3.1. Железобетонные пролетные строения

Пролетные строения балочно-разрезной системы получили наибольшее распространение в конструкциях малых и средних железобетонных мостов. Для таких мостов применяют преимущественно сборные типовые пролетные строения, которые характеризуются своей простотой, удобством изготовления, транспортировки и монтажа.

К конструкциям железобетонных пролетных строений предъявляется ряд требований: конструкции должны быть надежными и долговечными в период эксплуатации, отвечать требованиям индустриализации, иметь оптимальный расход материала, а также обладать экономичностью. Кроме того, они должны отвечать требованиям унификации и типизации.

В

а

районах северной строительно-климатической зоны применяются ребристые пролетные строения с ненапрягаемой арматурой и полной  длиной от 9,3 до 16,5 м. Железнодорожные балки пролетных строений состоят из двух блоков с основными размерами (рис. 3.1).

б в

Рис. 3.1. Схема типовой конструкции железобетонного пролетного строения с ненапрягаемой арматурой под железнодорожную нагрузку: а – вид вдоль оси моста; б – план балластного корыта; в – поперечное сечение

В данных условиях применяют конструкции в соответствии с типовым проектом железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов для условий низких температур (северное исполнение) серии 3.501-46, инв. № 557/1, разработанного институтом Ленгипротрансмост (ЛГТМ). Проектом предусмотрены однопутные пролетные строения под расчетную временную нагрузку С-14, основные характеристики которых представлены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Основные характеристики пролетных строений с ненапрягаемой арматурой по типовому проекту инв. № 557/1

Расчетный пролет , м	Полная длина , м	Высота, м	Строительная высота , м	Материалоемкость		Масса одного блока, т
				бетона балок, м3	арматуры, т
Ребристые пролетные строения
8,7 9,25 10,80 11,50 12,80 13,60 15,80	9,30 9,85 11,50 12,20 13,50 14,30 16,50	0,90 0,90 1,05 1,05 1,20 1,20 1,40	1,40 1,40 1,55 1,55 1,70 1,70 1,90	15,30 16,20 20,00 21,20 26,24 27,86 35,30	3,55 3,75 5,16 5,91 6,94 7,76 9,18	22,3 23,6 28,9 30,6 37,3 39,7 49,2

В соответствии с нормативными требованиями [6] в районах с суровыми климатическими условиями применяют пролетные строения из бетона класса В30 и выше с горячекатаной стержневой арматурой периодического профиля классов А_с-II, A-III соответственно марок Ст.10ГТ и Ст.25Г2С.

Армирование пролетного строения состоит из рабочей продольной, поперечной и распределительной арматуры (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Схема армирования пролетного строения из обычного железобетона: 1 – верхняя сетка плиты; 2,3 – нижние сетки внешней и внутренней консолей плиты; 4,5 – сетки внешнего и внутреннего бортиков; 6 – сетка вута; 7 – распределительная арматура; 8 – монтажная арматура; 9 – рабочая арматура главной балки; 10 – хомуты; 11 – полухомутики; 12 – противоусадочная арматура; ,– соответственно полная и расчетная длины пролета;– высота балки

Требуемую площадь поперечного сечения продольной рабочей арматуры главной балки пролетного строения определяют из расчета на прочность.

Главным недостатком железобетонных пролетных строений без предварительного напряжения арматуры является образование трещин в процессе эксплуатации.

В целях увеличения трещиностойкости пролетных строений под действующими нагрузками применяют предварительно напрягаемую арматуру. При этом в растянутой зоне бетона от внешней нагрузки возникают напряжения сжатия, а в арматуре – растяжения.

Для создания предварительных напряжений в бетоне применяют способы натяжения на упоры и бетон.

В качестве напрягаемой арматуры применяют высокопрочную сталь. Наибольшее распространение получила арматура в виде пучков из проволоки диаметром 5 мм с числом проволок в пучке от 18 до 60.

Общий вид преднапряженного пролетного строения под железнодорожную нагрузку приведен на рис. 3.3, табл. 3.2.

Рис. 3.3. Ребристое пролетное строение с предварительно напряженной арматурой под железнодорожную нагрузку: а –фасад пролета;б – поперечное сечение в середине и на опоре

Конструкция пролетного строения соответствует типовому проекту «Пролетные строения из предварительно напряженного железобетона длиной 18.7, 23.6 и 27.6 м для железнодорожных мостов в северном исполнении» (серия 3.501–99, инв. № 556) разработки ЛГТМ, 1976 г.

Пролетные строения состоят из двух блоков, объединяемых монтажным стыком поперечных диафрагм (см. рис. 3.2).

Таблица 3.2