10 Особенности конструкции пролетных строений ж/д мостов со сквозными главными фермами с ездой поверху. Способы установки балочной клетки проезжей части.

При езде поверху существенно снижается объем кладки опор, но большая строительная высота пролетных строений является существенным недостатком. При безбалластном мостовом полотне и расстоянии между осями ферм более 2..2,2 м при езде по верху необходимо устраивать балочную клетку проезжей части. П. с. Без балочной клетки проще и легче, но его верхние ездовые пояса работают на осевое сжатие с местным изгибом при внеузловом приложении нагрузки, что требует снизить длину панели или увеличить сечение верхних поясов и массу главных ферм.

Принципы формирования главных ферм при езде поверху те же, что и при езде понизу. Балочную клетку можно выполнить с этажным расположением продольных и поперечных балок (но увеличивается строительная высота, появляется быстрое расстройство заклепок или болтов в сопряжении балок , изгиб и появление усталостных повреждений верхних поясов поперечных балок – сейчас не применяется) или с размещением их в одном уровне.

При расположении балок в одном уровне, продольные балки и пояса главных ферм делают одной высоты (меньше высоты поперечных балок), это позволяет сделать минимальной строительную высоту, обеспечить удобство монтажа и надежность прикрепления продольных балок к поперечным и поперечны к узлам главных ферм. Поперечные балки работают как распорки продольных и поперечных связей, имеется возможность включения балочной клетки в совместную работу с главными фермами. Но приходится снижать длину панели для обеспечения жесткости продольных балок.

Гипротрансмостом выполнена проезжая часть по изложенному выше варианту. В ней для удобства монтажа поперечных балок сечения верхних поясов выполнены гладкими - без весов верхних листов.

Продольные и поперечные балки выполнены разной высоты с устройством столиков в узлах их сопряжения. Балочная клетка совмещена в совместную работу с главными фермами с помощью диагоналей верхних продольных связей, жестко скрепленных с с нижними поясами продольных балок. В местах соединения поставлены распорки, исключающие изгиб диагоналей.

Пролетные строения с ездой поверху с длиной пролета 44, 55, 66 м, с ездой на безбалластных плитах предназначены под нагрузку С14. Коробчатые элементы поясов главных ферм могут быть как перфорированными, так и замкнутыми. Элементы решетки приняты Н- образного сечения. Пролетные строения разделены на 2 серии с высотой главных ферм 6,0 и 8,5м.

Преимущества мостового полотна с ездой на балласте в сравнении с безбалластным полотном привлекают к устройству его и в пролетных строениях с ездой поверху.Для поддержания балластного мостового полотна используется железобетонная плита. Существует отечественная конструкция длиной 44 м с металлической плитой безбалластного корыта. Оно сформировано на базе типового с добавлением в верхнем поясе двухъярусной ортотропной плиты с листом настила из стали. Ортотропная плита совмещает функции части верхнего пояса фермы, продольных балок, связей и безбалластного корыта, позволяет довольно эффективно использовать материал даже с учетом того, что верхний пояс, помимо осевых сил работает на местный изгиб в пределах панели фермы.

11Металлические пс а\д мостов с проезжей частью в виде ортотропных плит. Технико-экономическая характеристика и область применения. Особенности конструкции и работы ортотропных плит проезжей части. ПС «гибкой технологии».

Ортотропная плита состоит из 1)покрывающего листа (работает на нормальные напряжения,сжимающие или растягивающие и в поперечном направлении на местный изгиб под действием давления колес);2)продольных ребер(выполнены в виде открытого полосового профиля, пропущены через фигурные вырезы в стенках поперечных балокс приваркой к ним вертикальными швами; продольные ребра работают как неразрезные балки)3)поперечных балок.

Применяются тонкостенные коробчатые конструкции (+большая крутильная и изгибная жесткость +рациональное использование металла) замкнутого коробчатого сечения (есть нижняя ребристая плита, выполняющая роль нижних продольных связей) и незамкнутого (в уровне нижних поясов устраиваются продольные связи). Длины пролетов а\д мостов назначают кратными 21(10,5)м

Расстояния между продольными рёбрами 25…40см, шаг поперечных балок 2…4м, толщина покрывающего листа 12…16мм. Ортотропную плиту разделяют на монтажные блоки длиной 8…11м и шириной 2…2,5м

«Гибкая технология» С 1980х применение унифицированных конструкций в рамках так называемой гибкой технологии. При массовом возведении а\д мостов это позволяет существенно снизить трудозатраты, сроки и стоимость строительства. Гибкая технология не исключает индивидуальное проектирование пс на основе унифицированных решений. Принципы гибкой технологии:1)применение унифицированных элементов пс ограниченной номенклатуры, из которых можно компоновать широкий спектр продольных схем и поперечных сечений;2)унификация технологий изготовления, транспортировки и монтажа конструкций;3)альтернативность способов монтажа(гибкость производственной системы);4)специализация производственных фирм на отдельных видах работ;5) совместное проектирование конструкции, организации и технологии ее возведения

ПС по проекту 585РП (предназначен для обычных условий)

1)с двутавровыми главными балками:42;63;42+63*n+42; 63+84*n+63;63+105*n+63 м. Блоки ортотропной плиты 10,5м вес 4,5т. Соединения сварные и на ВПБ.

2)с коробчатыми главными балками: 63+105*n+63; 84+126*n+84; 63+105+147*n+105+63м. Блоки ортотропной плиты 10,5м вес 6,1т

ПС по проекту 378-КМ (для северных условий – полное исключение монтажной сварки и частично заводской сварки) 42;63;42+63*n+42м

Блоки ортотропной плиты размером 10,5м*2,48м. Заводские соединения выполняют на сварке и заклёпках, монтажные соединения на ВПБ

Ортотропная плита представляет собой сварную конструкцию из плоского стального листа, усиленного продольными ребрами (стрингерами) и поперечными ребрами (балками). Эта конструкция обладает разной жесткостью в двух ортогональных направлениях, из-за разного сечения прод. и попер. ребер, и разного шага их установки.

Ортотропная плита проезжей части работает на пространственный изгиб и осевые и осевые силы. Нижняя ребристая плита коробчатых сечений, будучи поясом балки, испытывает только растяжение или сжатие, а её продольные и поперечные ребра служат для обеспечения общей устойчивости плиты.

Взаимное расположение ребер может быть двухъярусным или одноярусным. В первом случае к покрывающему листу на заводе приваривают только продольные ребра, опирающиеся на расположенное снизу двутавровые поперечные балки, прикрепляемые на монтаже к вертикальным стенкам главных балок. Монтажные соединения продольных ребер с поперечными балками обычно выполняют на ВПБ. Во втором случае покрывающий лист подкрепляют приваркой к нему как продольны, так и поперечны ребер, верхние кромки которых расположены в одном уровне. При этом продольные пропускают сквозь прорезы в стенках поперечных и объединяют ребра в этих зонах с помощью сварки.

Одноярусные плиты по сравнению с двухъярусными при прочих равных условиях имеют меньшую металлоемкость. Однако привара ребер к покрывающему листу обуславливает повышенную концентрацию напряжений в местах сварных соединений. Это может явиться причиной появления усталостных напряжений. В отечественной практике в ж/д мостах не применяются одноярусные плиты.

12 Сталежелезобетонные пс ж\д и а\д мостов. Особенности работы и конструкции. Способы выполнения плит и обьединения их с главными балками. Особенности работы сталежелезобетонных неразрезных пс в области отрицательных изгибающих моментов

Бетон и сталь работают единой конструкцией, что позволяет наилучшим образом использовать положительные качества каждого из материалов.

ж\д: Рациональная область применения 30-60м

Критические места – стыки сборных ж\б блоков между собой в поперечном направлении и стык бетона с верхним поясом балки, если разрушен стык бетона, то верхний пояс становится очень нагружен

Существуют типовые сталежелезобетонные пс с ездой на балласте (Гипротрансмост) расчетным пролетом 18,2; 23; 27; 33,6; 45; 55 м .Соединения выполняются на жестких упорах и на ВПБ

+ езда на балласте и устройство пути на кривых; уменьшение металлоемкости до 15%; цельноперевозимые пс (поблочные); единая технология содержания на мосту и на подходах

- большая масса; надежность конструкции зависит от качества строительно- монтажных работ(2001г,обрушение такого пс из-за некачественно выполненного стыка блоков (вместо бетона В30,класс бетона был В7,5))

а\д: Рациональная область применения 40-120м

В отличие от ж\д мостов в автодорожных варианты пс намного многообразнее.

Существуют типовые сталежелезобетонные пс (Ленгипротрансмост) расчетными пролетами 42;63;42+63+42; 42+63*n+42;63+84*n+63м (длина монтажного блока 5,25 или 10,5 м).В большинстве случаев сплошностенчатые пс имеют поперечные и нижние продольные связи (верхних нет).Соединения выполняются на:

1)жестких упорах(уголковые коротыши, дугообразные, пилообразные) приваренные или прикрепленные к поясу на ВПБ;2)гибких упорах (стержневые)3)вертикальных и наклонных анкерах(воспринимает не только сдвигающие но и отрывающие усилия и косые растягивающие напряжения)4)гребенчатых упорах(вертикальная пластина с вырезами которые служат для пропуска поперечной арматуры нижней сетки плиты) 5)ВПБ

+меньшая потребность в стали по сравнению с металлическими пс; расходы на содержание меньше (большая стойкость к атмосферным воздействиям, не требует защиты от коррозии); более долговечная конструкция ж\б плита не подвержена усталостным напряжениям как цельнометаллическая конструкция

Для более эффективного использования плиты, а значит, возможно большей экономии металла балок применяют искусственное регулирование усилий. В растянутых зонах неразрезных балок такого эффекта можно добиться путем предварительного вертикального перемещения (опускания или поднятия)опорных точек балки. После этого уменьшаются положительные изгибающие в пролетах и возрастают отрицательные моменты в зоне средней опоры, но после устройства плиты и опускания (или поднятия) пс опорные моменты снижаются с обжатием плиты в данной зоне и повышением ее трещиностойкости, при этом моменты в пролетах возрастают, но они уже воспринимаются объединенной конструкцией.

Регулировать усилия также можно путем армирования растянутой зоны.