Ещё один архив по мостам и строительству / 8 семестр / Грузоподъемность_надежность / литература / бн Содержание и ремонт транспортных сооружений

Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Мосты и тоннели»

А.С. Мацкевич В.Ю. Олляк

СОДЕРЖАНИЕ И РЕМОНТ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Учебно-методическое пособие

ккурсовому и дипломному проектированию для студентов дорожных специальностей 1-70 03 01 «Автомобильные дороги»

и1-70 03 02 «Мосты, транспортные тоннели и метрополитены»

М и н с к 2009

ВВЕДЕНИЕ

Целью данного учебно-методического пособия является оказание по­ мощи студентам в выполнении курсовых и дипломных проектов по те­ мам, связанным с определением параметров грузоподъемности пролет­ ных строений автодорожных мостов и их ремонтом, усилением (заменой) или реконструкцией.

Для выполнения указанных работ студентами выделяется задание, составленное руководителем проектирования, в котором увязываются тема проекта и необходимые для проекта исходные данные: схема моста; расчетный пролет, габарит, схема объединения балок, год по­ стройки; пролетная нагрузка, класс бетона, толщина покрытия, по­ вреждение и др.

Выполнению проекта должно предшествовать изучение основной ли­ тературы, приведенной в конце издания, и дополнительной по указанию руководителя, а также конспекта лекций. При выполнении работ необхо­ димо критически анализировать состояние сооружений, руководствуясь рекомендациями нормативных документов.

К защите представляются проектные материалы в виде графической час­ ти(чертежей) ирасчетно-пояснительной записки.

Состояние мостов как технических систем оценивается основными эксплуатационными характеристиками: грузоподъемностью, пропускной способностью, надежностью, долговечностью и эстетическим видом. Эти характеристики со временем изменяются вследствие физического старе­ ния материалов и морального износа отдельных элементов конструкций и всей системы в целом, что вызывает необходимость ее ремонта, усиле­ ния и даже реконструкции. Поэтому все существующие транспортные сооружения на дорогах должны проходить плановую оценку техническо­ го состояния с целью выявления дефектов, повреждений и их влияния на эксплуатационные характеристики. И это в значительной степени касает­ ся большого количества мостов, построенных по типовым проектам СДП вып. 10-11 (1952 г.) и вып. 56 (1957 г.) под нагрузки Н-13 и НГ-60, кото­ рые менее интенсивны по сравнению с действующими в настоящее вре­ мя. При этом габариты ездового полотна в этих сооружениях (Г-7; Г-8) не всегда соответствуют пропускной способности дорог, что отражается на скорости транспортного потока, особенно вблизи городов. Все это требует выполнения работ по повышению основных эксплуатационных характеристик этих сооружений с применением таких технических ре­ шений, при которых максимально используются существующие элемен­ ты конструкций, что позволяло бы значительно снизить материальные

3

затраты и трудоемкость строительно-монтажных работ, связанных с ремонтом и реконструкцией. Этому в значительной мере будет способст­ вовать детальная оценка резервов грузоподъемности отдельных элемен­ тов пролетных строений.

Важное значение при определении грузоподъемности сооружений име­ ет качество проведенных обследований, так как своевременное выполне­ ние этой работы позволяет выявить и на ранней стадии их образования устранить повреждения, которые являются, как правило, следствием до­ пущенных дефектов при изготовлении конструкций, просчетов при проек­ тировании, низкого качества строительства, неудовлетворительного содер­ жания, и этим самым обеспечить безаварийную эксплуатацию и долговеч­ ность сооружения. Качество обследований в большей мере зависит от ква­ лификации специалистов, наличия приборов, оборудования и смотровых приспособлений. Работы по обследованию сооружений начинают с изуче­ ния карточки и книги (автоматизированного банка данных на базе ЭВМ), проектной и строительной документации, а далее выполняют определен­ ный объем натурных наблюдений и измерений.

Важнейшим этапом обследования является детальный осмотр всех кон­ струкций сооружения с целью обнаружения повреждений: просадок и на­ клонов опор, провисания и смещений конструкций пролетных строений, местных повреждений конструкций моста. Далее производятся контроль­ ные измерения длин пролетных строений, параметров расчетных сечений и выполняются нивелировочные работы, а также производятся работы по контролю прочности бетона неразрушающими методами и работы по ус­ тановлению вида, диаметра арматуры, ее состояния.

Итогом обследования является составление акта, заключения или тех­ нического отчета, пример которого рассматривается в данном издании.

Одним из основных разделов курсового проекта является определение грузоподъемности пролетных строений мостов, в том числе с дефектами и повреждениями. Усилия от временных нагрузок в пролетном строении могут быть определены как расчетным путем, так и экспериментально­ теоретическими методами с учетом действующих норм. Расчетный метод применяют при возможности вычисления действительной жесткости глав­ ных несущих элементов пролетного строения и возможном выборе кон­ кретной расчетной схемы, в том числе и с учетом наличия разрушений отдельных связей в его пространственной схеме.

Экспериментально-теоретический метод используют в случае, когда де­ фекты пролетного строения и его элементов не мотуг быть учтены расчетным путем. При этом методе определения усилий в главных балках пролетного строения используют поперечные линии влияния характерных деформаций

4

в средних сечениях главных балок, полученные по результатам испытания сооружения. Результатом обработки данных испытаний для обозначенных типов пролетных строений являются ординаты линий влияния коэффици­ ентов поперечного распределения усилий в середине пролета главных ба­ лок, приведенные в прил. 1 и 2.

В прил. 3 приведены схемы наиболее характерных дефектов и повреж­ дений конструкций железобетонных мостов, которые будут востребованы в графической части курсового или дипломного проектирования при при­ нятии решений по выполнению ремонта (текущего, капитального), усиле­ ния (замены) илиреконструкции.

На выбор решения между усилением и заменой пролетных строений влияет целый ряд факторов, которые следует тщательно анализировать в каждом конкретном случае. При большом различии между классом гру­ зоподъемности, до которого необходимо усилить пролетное строение, и фактическим классом по грузоподъемности могут возникнуть проблемы, исключающие вариант усиления. При сопоставлении вариантов усиления и замены пролетных строений должен быть выполнен технико-эконо­ мический анализ.

Экономическую целесообразность усиления пролетного строения или его замену новым можно оценивать по известной типовой методике, ис­ пользуя понятие о приведенных затратах:

Сирш, = Су + Сн / (1 + Е)т,

где Су - стоимостьусиленияэксплуатируемого пролетного строения; С„ - единовременные затраты на замену усиленного пролетного

строения новым; Е - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложе­

ний, принимаемый в пределах 0,08-0,12; Т - срок службы усиленного пролетного строения до замены, прини­

маемый равным 20 годам.

Усиление пролетного строениябудетцелесообразнее заменыновым, если

Субудет меньше Сн [1 - 1/(1 + £)г].

Необходимость реконструкции мостов определяют две группы обстоя­ тельств:

1. Физическое состояние основных элементов моста вследствие сниже­ ния прочности из-за старенияматериалов - физический износ;

5

СОСТАВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО ТЕМЕ «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ БАЛОЧНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ АВТОДОРОЖНОГО МОСТА»

(ПО СРЕДНЕМУ СЕЧЕНИЮ ГЛАВНЫХ БАЛОК)

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки, которая составляется по форме технического отчета, и двух листов формата А2 с графическими иллюстрациями.

Всостав расчетно-пояснительной записки входят:

1.Задание по курсовому проектированию с исходными данными.

2.Пример составления общих сведений по объекту.

3.Пример нумерации элементов сооружения.

4.Пример описания пересекаемого препятствия и основных кон­

струкций сооружения:

-характеристика пересекаемого препятствия;

-характеристика подходов;

-описание конструкции опор, фундаментов, опорных частей;

-описание конструкции пролетных строений;

-описание конструкции мостового полотна.

5.Пример составления ведомости дефектов.

6.Пример определения усилий от постоянных нагрузок.

7.Пример определения усилий от эталонных нагрузок.

8.Пример определения предельных усилий в расчетном сечении главной балки (с учетом дефектов).

9.Пример определения параметров грузоподъемности балочно­ го железобетонного пролетного строения.

10.Пример составления заключения и рекомендаций по режиму пропуска нагрузок и эксплуатации моста.

Расчеты необходимо пояснять схемами.

Графическая часть курсового проекта должна содержать: - схему моста в двух проекциях (1 : 100); - армирование расчетного сечения ребра балки (1 : 25);

- поперечный разрез пролетного строения (1 : 50); - поперечные линии влияния коэффициента распределения изги­

бающего момента и их загружение временной (эталонной) нагрузкой; - схемы устранения основных дефектов (опор, пролетных строе­

ний), технологию устранения дефектов, используемые материалы.

8

1. СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1.1.Типовой проект - выпуск 56 СДП, 1957 г.

1.2.Интенсивность нагрузки от веса одной нитки тротуарных блоков с рабочей шириной, равной 0,75 м - 0,3 тс/м (2,94 кН/м);

ишириной 1,5 м - 0,5 тс/м (4,91 кН/м).

1.3.Интенсивность нагрузки от веса одной нитки перильных ограждений:

-железобетонных - 0,2 тс/м (1,96 кН/м);

-металлических - 0,1 тс/м (0,981 кН/м).

1.4.Удельный вес слоев покрытия мостового полотна:

-асфальтобетона - 2,3 тс/м (22,56 кН/м3);

-защитного слоя из бетона, армированного стальной сеткой - 2,5 тс/м (24,53 кН/м3);

гидроизоляции -1,5 тс/м (14,72 кН/м3);

-выравнивающего слоя (сточного треугольника) - 2,4 тс/м (23,54 кН/м3). '

1.5.Проектные нагрузки: Н-13 и КГ-60; Н-18 и НК-80.

1.6.Конструкция мостового полотна - рис. 1.1.

1.7Расчетное сечение главной балки (размеры сечения, распо­ ложение арматуры) - рис. 1.2 и табл. 1.1,1.2.

1.8.Шаг диафрагм - 2,7 м;

1.9.Толщина диафрагм - 0,13 м.

1.10. Год строительства моста - см. задание.

1.11.Материалы.

Бетон. Расчетное сопротивление бетона по прочности на сжатие по СНиП 2.05.03-84 при расчетах по первой группе предельных со­ стояний принимается в зависимости от класса бетона, который ука­ зывается в задании. Для бетона класса В20 (М 250) RB= 10,5 МПа,

адля бетона класса В 22,5 (М 300) Еъ- 11,75 МПа.

9

Рис, 1.1, К о н с т р у к ц и я м о с т о в о г о п о л о т н а

Рис. 1.1. Конструкция мостового полотна

Рис. 1.2, Расчетное сечение главной балки

Т

Таблица 1.1

Таблица 1.2

Расчетная длина и высота балок

Арматура. Расчетное сопротивление растяжению стержневой ар­ матуры периодического профиля класса АП принимать по формуле

Rs =Rsn- т / Ys ,

где Rs„- нормативное сопротивление арматуры растяжению (брако­ вочный минимум предела текучести); принимать Rsn = 2800 кгс/см2 (275 МПа) до 1962 г. постройки и Rs„ = 3000 кгс/см2 (295 МПа)

с1.01.1962 г. постройки;

т- коэффициент гарантированного обеспечения предела теку­ чести; т = 0,95;

Ys- коэффициент надежности по арматуре; Ys = 1,05.

Примечание:

1 Н « 0,102 кгс;

1кН м «102 кге м «0,102 тс-м;

*Толщина диафрагм - 13 см.

13