Диссертация (1173101), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Для проектированиятела интегрального устоя более значимым являются изгибные деформации изплоскости тела устоя.Рис 5.3. Эпюры нормальных напряженийДля принятых размерах тела устоя 1.2х3,0 м (см. табл. 5.1) и нагрузкахизменение изгибающих моментов по высоте тела устоя приведено в табл. 5.4и на рис.
5.4.Таблица 5.4Глубина (м)0123Изгибающий момент My (Кн.м)Сл-1Сл-2Сл-3-253,06-278,37-384,23-98,64-106,53-220,15-39,66-43,23-152,47-24,84-27,32-123,24PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com129Рис. 5.4. Эпюры изгибающих моментов My по высоте устоя в наиболеенагруженном сеченииИз рис. 5.4 видно, что максимальный изгибающий момент образуется вверхней части тела устоя. С последовательным учетом в расчетной моделиоткрылковипереходнойплитывеличинаизгибающегомоментаувеличивается до с 253,06 кН.м до 384,23 кН.м. Таким образом, если неучитывать открылки переходную плиту, то можно получить ошибки вопределении изгибающих моментов в верхних частях тела устоя до 34%.Таблица 5.5Глубина (м)123456789101112131415Изгибающий момент My (Кн.м)Сл-1Сл-2Сл-3-85,02-93,41-129,08-97,64-106,49-148,23-105,51-115,21-160,18-123,45-135,87-187,42-126,63-137,63-192,25-139,16-148,88-211,28-139,44-152,00-211,69-139,55-155,38-211,86-147,13-158,66-223,37-148,51-160,36-225,46-149,49-162,16-226,95-161,70-177,34-245,49-169,69-186,94-257,62-213,46-233,65-324,07-253,06-278,37-384,23PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com130По всей длине тела устоя изгибающие моменты изменяются согласноданным, представленным в табл.
5.5. и рис. 5.5.Из полученных результатов видно, что под действием внешнихнагрузок тело устоя косого путепровода при заданных параметрахдеформируется с образованием изгибающих моментов, изменяющихся всоответствии с эпюрами рис. 5.5, если в расчетной модели учитыватьвлияние открылков и переходной плиты, жестко объединенной с телом устоя.Характер эпюры моментов свидетельствует также о том, что наиболеенагруженнымиявляютсяверхниеучасткителаустоя,чтодолжноучитываться при проектировании.Рис. 5.5.
Эпюры изгибающих моментов My по длине тела устояPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com1315.2. Особенности работы неразрезных и температурно-неразрезныхкосых путепроводов с интегральными устоямиДля путепроводов часто применяют двухпролетные схемы как внеразрезном,такивтемпературно-неразрезномвариантах.Нижепредставлены результаты расчетов по определению перемещений верхаинтегрального устоя для двух таких схем в сравнении с однопролетнойсхемой (рис. 5.6). Для всех случаев угол косины принят 30°.а)б)в)Рис.
5.6. Схемы пролетных строений: а- разрезная (сл-1); б- температурнонеразрезная (сл-2); в- неразрезная (сл-3)В табл. 5.6. представлены результаты определения перемещений для 3–х случаев схем при учете нагрузок, перечисленных в п. 5.1.Те же результаты представлены в виде эпюр перемещений (рис. 5.7), изкоторых видно, что применение температурно-неразрезной двухпролетнойсхемы лишь на 2% повышает линейные перемещения верха устоя, а прииспользовании двухпролетной неразрезной схемы - на 10%.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com132Таблица 5.6Точки верхаустоя123456789101112131415сл-148,347,345,744,142,140,138,336,735,133,932,831,831,431,131,0Перемещения (мм)сл-249,048,046,344,742,740,738,937,335,734,433,332,331,931,631,5сл-353,452,250,548,746,544,342,340,638,837,536,235,234,734,434,3Рис.
5.7. Эпюры результирующих перемещений Dxy верха устоя при разныхвариантахPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com133Можно указать размеры тела устоя, при котором для косыходнопролетных строений с косиной 10о, 20о и 30о возникают наибольшиедопустимые перемещения верха устоя, принимаемое 50 мм (табл. 5.7)Таблица 5.7Перемещения Dxy для т.1 тела устоя, мм10оУгол20о30окосиныв1,2 м0,9 м1,2 м1,1 м1,2 мDxy7,548,630,448,648,3Ниже в табл. 5.8 показана толщина тела интегрального устоя, прикоторой для косых однопролетных строений с косиной 10о, 20о и 30овозникают наименьшие допустимые перемещения верха устоя, принимаемое5 мм (табл.
5.8). Здесь принимается высота устоя hуст равная 5,0 м.Таблица 5.8Перемещения Dxy для т.1 тела устоя, мм10оУгол20о30окосиныв1,2 м1,6 м1,2 м2м1,2 м2,3Dxy7,54,630,44,848,34,9Таким образом, изменяя только размеры тела устоя можно добитьсяполучение максимальных или минимальных перемещений по концампереходных плит.Из-за просадок грунта за стенкой интегрального устоя расчетнаясхема переходной плиты меняется от балки на сплошном упругом основаниидо балки с заделкой в теле устоя и упруго -податливой опорой на концеPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com134переходной плиты.
На рис. 5.8 показаны эпюры моментов и осадок прирасположении временной подвижной нагрузки на переходной плите.Если в начале эксплуатации путепровода наибольший изгибающиймомент в переходной плите составляет 172,36 кН м, а вертикальноеперемещение конца плиты 2,4 мм, то после 1,5-2 лет эксплуатации, когдапроявляются просадки, соответственно изгибающий момент и прогибсоставляют 327, 6 кН м и 4,5 мм.Эти результаты говорят о том, что обеспечение плотного прилеганияпереходной плиты к грунту насыпи существенно влияет на напряженнодеформированное состояние переходной плиты. Наличие просадок грунтаухудшает работу переходных плит.Рис 5.8.
Эпюры моментов и вертикальных перемещений переходной плитыпри косине 30ºPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com135Из-за деформаций тела устоя сваи также получают соответствующиедеформации и в них возникают изгибающие моменты. Для 3-х схемпролетного строения (см. рис. 5.6) и принятых ранее нагрузках былиполучены изгибающие моменты в трубчатых стальных сваях (табл. 5.9)Таблица 5.9Глубина (м)1234567891011Изгибающие моменты (кН.м)сл-1сл-2сл-395,36102,70133,5195,75103,12134,0596,26103,66134,7696,76104,21135,4797,31104,79136,2397,84105,37136,9898,39105,82137,7498,91106,52138,4799,41106,92139,1899,89107,58139,85100,21107,92140,29Рис.
5.9. Максимальные изгибающие моменты в сваяхPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com136Из рис. 5.9 видно, что максимальные изгибающие моменты свай приразных вариантах незначительно увеличиваются от острого к тупому углу.Наибольшее расхождение в значениях изгибающих моментов для крайнихправой и левой свай составляют около 5%. Это свидетельствует о том, что засчет большой жесткости тела устоя обеспечивается хорошее распределениеусилий между сваями. Этот же результат говорит о том, что сваи в косыхпролетных строениях с интегральными устоями можно принимать одногосечения и располагать с одинаковым шагом.Рис.
5.10. Расположение характерных свайТаблица 5.10Глубина (м)02468101214161820Изгибающие моменты (кН.м)свая 1свая 6свая 11133,51136,98140,29112,12114,41116,6081,1582,3683,2553,2854,7756,173,683,874,05-4,60-4,71-4,81-0,40-0,42-0,430,130,140,140,030,040,040,000,000,000,000,000,00PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com137Полученные выводы иллюстрируются также данными по изгибающиммоментам для 3-х характерных свай для схемы двухпролетного путепроводас неразрезным пролетным строениям (табл.
5.10 и рис. 5.11).Рис. 5.11. Изгибающие моменты в характерных сваях5.3. Проверка полученных результатов по данным зарубежныхисследованийОсобенностью мостов с интегральными устоями является восприятиедеформаций от нагрузок и температуры за счет высокой гибкости свай. Вместах заделки свай в тело устоя создаются большие изгибающие моменты,приводящие к образованию трещин по нижней поверхности тела устоя. Вцелях снижения вероятности образования таких трещин предлагаетсяобетонирование верха свой с армированием.
В таком случае обеспечиваетсяболее плавное изменение жесткости участка перехода от свай к телу устоя.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com138Одно из возможных технических решений предлагается в главе 4диссертации.Взарубежнойтехническойлитературеприводятсярезультатыотдельных обследований мостов и с интегральными устоями. Так в работешвейцарских специалистов отмечены трещины в покрытии в местахсопряжения переходных плит с телом интегральных устоев, а такжеобразование пустот в грунте насыпи в непосредственной близости от заднейстенки тела устоев. [60].В диссертации предложено при использовании поверхностных плитобеспечивать заполнение узкого зазора между торцом переходной плиты ителом устоя битумно-полимерной мастикой, которая выполняет роль упругоподатливогодеформационногошваипредотвращаетпопаданиеповерхностной воды ниже уровня расположения верха переходной плиты.При ограниченной угловой податливостью узла сопряжения переходнойплиты с телом устоя за счет анкерной арматуры образование трещин впокрытии не приведет к ухудшению технического состояния местсопряжения переходной плиты с интегральным устоем.
Вода не попадет втело насыпи и не ухудшит сцепление низа переходной плиты с грунтомнасыпи.Другое предложенное решение заключается в устройстве заглубленнойпереходной плиты, которая жестко объединяется с телом устоя (см. глава 6).В этом варианте поворот узла сопряжения, из-за армированного вута,наиболее стеснен и поэтому образование трещины на покрытии вдоль линиисопряжения менее вероятно.Проведенный в штате Индиана (США) лабораторные испытанияпоказали, что перемещения стальных свай в местах заделки в телоинтегрального устоя до 50 мм не приводит к каким-либо повреждениям местобъединения[94].Впроведенныхвнастоящейработерасчетныхисследованиях такие перемещения при углах косины 45о доходили доPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com139указанной величины, а при рекомендуемой косине для железобетонныхпутепроводов в 30о эти перемещения были существенно меньше.Натурные обследования, проведенные университетом в Теннеси(США) [94] показали, что на мостах с интегральными устоями наблюдаютсянезначительные трещины в месте объединения свай с телом интегральныхустоев.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
