Автореферат (Применение интегральных устоев в косых путепроводах в условиях Вьетнама), страница 2

Железобетонные устои имеют прямоугольную форму. Толщина телаустоя принята равной 1,2 м. Высота тела устоя - 3,0 м. Сваи устоевприняты по сортаменту, применяемому во Вьетнаме. Схема принятого длядальнейших исследований путепровода и поперечное сечение пролетногостроения приведены на рис.

2 и 3.В диссертации разработана трехмерная конечно-элементная модельс использованием компьютерной программы MIDAS Civil. Проезжая часть8путепровода принята в виде железобетонной монолитной плиты и онамоделировалась с помощью оболочечных элементов; балки и сваимоделировались стержневыми элементами, устои моделировались спомощью пластинчатых элементов.Рис. 2.

Схема путепровода с планом и поперечным разрезом1 – главные балки; 2 – поперечные балки; 3 – устои; 4 – сваи.Рис.3 Поперечное сечение пролетного строенияВо третьей главе на основе принятой расчетной моделипутепровода, представлены результаты проведенных исследованийвлияния косины однопролетного путепровода на перемещения егоинтегральных устоев и влияния типа свай на работу интегрального устоякосого путепровода.

В поперечном сечении принятого пролетногостроения расположено 4 железобетонные балки с напряженной арматуройс шагом 2,7 м. На рис. 4, а показано расположение пучков напрягаемой9арматуры в главной балке. В первой рассмотренной задаче сваи устоевприняты стальными Н-образными (рис. 4, б) для 5 случаев косиныпутепровода: 0, 10, 20, 30, 45 градусов.а)б)Рис. 4.

Расположение пучков напрягаемой арматуры в главной балке (а) ипоперечное сечение стальной Н-образной сваи (б)При этом задача решаласть для 2-х сочетаний нагрузок СН1 и СН2,включающие все постоянные нагрузки, временную подвижную по нормамВьетнама (HL-93K или HL-93M), нагрузку от торможения и воздействиеположительного перепада температуры TU(+) = +26.30 C, характерногодля условий Ханоя.В формализованной виде сочетания представляются в следующемвиде:CH1= 1.25DC+1.5DW+1.5EH;CH2=1.25DC+1.5DW+1.5EH+1.2TU(+)+1.75(HL-93K+HL-93M+IM+BR).Полученные результаты представлены на графиках рис.5, изкоторых можно видеть, что при 0º результирующее перемещение устоясимметрично относительно точки 8 (точка находится в середине верхаустоя). При увеличении угла косины до 10º перемещение в точке 1 длязагружения СН2 больше почти в 2 раза, чем для загружения СН1.

Прикосине 20о-45о перемещение точки 1 для СН2 увеличивается по сравнениюс сочетанием СН1 на 30% и 5% соответственно.На основе полученных результатов можно было убедиться, что сувеличением косины пролетного строения влияние временной подвижнойнагрузки, температуры и торможения по отношению к влияниюпостоянных нагрузок уменьшается.Для прямого в плане путепровода наибольшее результирующееперемещение оказалось для 6-ой сваи, находящейся в середине устоя. Для10косых путепроводов, результирующее перемещение приходилось на 1-юсваю, где находится острый угол устоя. При увеличении угла до 45º,перемещение свай увеличиватся и составляет более 5 см (рис.6).Рис.

5. Графики перемещения точек верха устояРис. 6. Графики перемещения свай и тела интегрального устоя11Далее были рассмотрено влияние формы сечения свай (Н-образная итрубчатая с одинаковой площадью сечения) на работу интегральныхустоев косых путепроводов. (рис.

7)Рис. 7. Поперечные сечения свайИзменение угла косины от 0о до 45о показывает, что даже поддействием постоянных нагрузок пролетное строений поворачивается вгоризонтальной плоскости. При этом, для Н-образных свайориентирование оси поперечного сечения параллельно продольной оси Хпутепровода по сравнению с ориентирование сечения относительно осиперпендикулярной косой грани устоя ведет к уменьшению продольныхперемещений до 11% при угле косины 45о. При использования трубчатыхсвай с такой же примерно площадью сечения продольные перемещенияуменьшаются до 31% (рис. 8).а)в)б)г)Рис.

8. Графики продольных перемещений устоя вдоль оси Х придействии постоянных нагрузок: а,б,в- при загружении СН1; г- призагружении СН212В целом можно констатировать, что, изменяя расположениепоперечного сечения Н-образных свай или применяя трубчатые сваиможно добиться снижения продольных перемещений устоя до 30%. Посравнению с перемещениями Dх перемещения в направлении поперечнойоси Dу оказываются существенно большими по величине и при косине 45осоставляют от 8 до12 см. Графики изменения наибольших перемещенийотносительно оси Х и Y представлены на рис.

9.а)б)Рис. 9. Графики продольных Dх (а) и поперечных Dу (б) перемещенийустоя при загружениях CH1 и CH2Таким образом, для косых пролетных строений с интегральнымиустоями целесообразно использование трубчатых стальных свай,обеспечивающих наиболее благоприятные условия работы с точки зрениясопротивления перемещениям и обеспечения прочности по сравнению сосваями Н-образного сечения независимо от ориентации поперечногосечения по отношению к продольной оси пролетного строения.В четвертой главе представлены результаты особенностей работыкосыходнопролетныхпутепроводовсинтегральнымииполуинтегральными устоями.13Как показали наши исследования при косине пролетных строенийболее 30о наблюдается существенное увеличение линейных перемещенийинтегральных устоев, объединенных с пролетным строением и этот фактснижаетцелесообразностьприменениякосыхсооруженийсинтегральными устоями.При надежных грунтах основания возможно применение такназываемых полностью интегральных мостов и путепроводов, у которыхпролетное строение жестко объединяется с устоем в виде гибкой стенки.Такие сооружения по своей работе близки к мостам с интегральнымиустоями со свайным основанием Рис.10,а).

Промежуточное положениезанимают мосты и путепроводы с полуинтегральными устоями,возможности применения которых в косых мостах и путепроводах поканедостаточно исследованы (рис. 10,б,в).а)б)в)DWDWDWDCDCDCРис. 10. Расчетные модели косого путепровода: а - с интегральнымиустоями; б- с полуинтегральными устоями- стенками; в- тоже со свайнымоснованиемДля сравнения работы этих видов косых путепроводов былиприняты только трубчатые сваи (рис.11).На рис.

11 приняты следующие обозначения:ТК – путепровод синтегральными устоями; ВТК-1 – тоже с полуинтегральными устоями наестественном основании; ВТК-2 – тоже на свайном основании и сшарнирно-неподвижными опорыми частями на каждом устое; ВТК-3 –путепровод с полуинтегральными устоями иа свайном основании сшарнироно-подвижными и шарнирно-неподвижными опорными частями.14Рис. 11. Графики максимальных перемещений верха устоя (а) и верха свай(б) при интегральных и полуинтегральных устояхИз графиков рис. 11 видно, что линейные перемещенияполуинтегральных устоев на естественном основании при заданных егопараметрах и любой косине меньше, чем интегральных устоев.Применеиие гибкого свайного основания у полуинтегральныхустоев ведет к увеличению перемещений в уровне проезжей части на 15 и20% в зависимости от способа опирания пролетного строения верха посравнению со случаем применения интегральных устоев и, таким образом,не улучшает условий работы путепровода.Проведен учет особенностей работы грунта насыпи подхода наповедение косых путепроводов с интегральными устоями.На рис.

12 видно, что учет только активной фазы работы грунтанасыпи дает результаты в 3 раза меньше, чем при учете действительнойработы грунта, при которой активное давление переходит в пассивное сбольшей интенсивностью.Величина давления грунта зависит от амплитуды сезонныхперемещений и для условий Москвы она будет больше, чем для условийХаноя. Так, расчеты показали, что при учете средних температур в Москвеамплитуда перемещений верха интегрального устоя путепровода пролетом30 м с косиной 30о составит 79,4 мм, а при тех же параметрах путепроводав Ханое – 63,7мм.

Таким образом амплитуда результирующих15перемещений верха интегрального устоя для условий Москвы на 25%больше, чем для условий Ханоя.Рис. 12. Эпюры результирующих перемещении Dxy косого путепроводапо HL-93K (TU+);по HL-93K (TU-);по A-14 (TU+);по A-14 (TU-);pa (ТU+);pa (TU-)При этом перемещения от действия только активного давлениягрунта, обозначенные как «pa», учтены одновременно с вертикальнойподвижной нагрузкой HL-93K.В целях снижения податливости стальных свай интегральных устоевприменяют способ, при котором верх свай обетонируется и тем самымувеличивается жесткость свай в верхней части, где они испытываютнаибольшиедеформации.Обетонированиеверхасвайбылопредусмотрено при этом на высоту 2 м.Из рис.

13 нетрудно видеть, что обетонирование верха свайоказывает значительно влияние на перемещения верха устоя и верха свай.При обетонировании амплитуда перемещений верха устоя ∆ сум убывает от63 мм до 56 мм при действии HL-93K; а при действии A-14 с 79мм до69мм, что составляет 12%.16Рис. 13. Эпюры результирующих перемещений интегрального устоя состальными и с обетонированиым верхом сваямиВ пятой главе приведено влияние учета в расчетной моделиэлементов устоя и переходной плиты.

В расчетной модели косогопутепровода в большинстве случаев не учитывается влияние переходнойплиты и открылков. Поскольку эти элементы интегрального устояобеспечивают определенную жесткость узлу сопряжения балокпролетного строения с телом интегрального устоя, их учет может серьезноповлиять на результаты перемещений по концам переходных плит, азначит и на конструкцию деформационного шва в этом месте.Рассмотрены 4 возможных случая учитываемой в расчетной моделиконструкции:1.