Автореферат (1173133), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Использование двухпролетной схемы с балочным опиранием на среднююопору позволяет снизить прогибы до 10% по сравнению с однопролетной схемой;- применение двухпролетной схемы криволинейного путепровода с интегральными устоями улучшает работу стальных свай, находящихся в состоянии изгиба с кручением по сравнению с однопролетной и трехпролетными схемами ипредставляется более предпочтительной для путепроводов с пролетами до 40 м(рис.6).а)б)PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com13Рис.6. Эпюры нормальных напряжений в сваях: а - R=250 м; б - R=1000 мДля оценки влияния числа пролетов криволинейных путепроводов с интегральными устоями на их работу под нагрузками, было рассмотрено 5 следующихслучаев схем, а именно: однопролетная, двухпролетная, трехпролетная, четырехпролетная и пятипролетная, имеющие интегральные концевые устои (промежуточные опоры – обычные, балочные).
Радиус кривизны взят постоянным и равным 700м. Длину пролетов приняли 30 м и во втором случае 20м. Для всех случаях пролетное строение представляет собой железобетонную монолитную плитнуюконструкцию с напрягаемой арматурой. Полная ширина пролетного строения под2 полосы движения составляет 12м. В основании устоев и опор расположеныстальные трубчатые сваи (О508х12,7) постоянной длиной 15м.Для оценки зависимости перемещений и углов поворота устоя от числапролетов криволинейных строений с интегральными устоями было использованозагружения СН6 – при действии собственного веса пролетного строения,отрицательной температуры (-11,6оС), давления грунта и временной нагрузки HL93 с учетом динамического коэффициента 1+μ.Полученные результаты показывают, что при двухпролетной схеме перемещения Dxy верха устоя оказывается минимальными.
C повышением длины пролетов с 20м до 30м, перемещение верха устоя тоже увеличивается на 30-40%(рис.7).Как и линейные перемещения углы поворота устоев αz при увеличениидлины пролетов возрастают на 15-35%; при однопролетной и трехпролетной схемах остаются примерно одинаковыми по величине (рис.8).PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com14Рис.
7. Графики зависимости перемещенийРис. 8. Графики зависимости углов поворотаверха устоя от числа пролетов под действиемверха устоя от числа и длины пролетов подзагружения СН6действием загружения СН6Таким образом, был сделан вывод о том, что двухпролетная схема криволигейного путепровода представляется более рациональной с точки зрения общейдеформативности системы с интегральными устоями.В настоящей работе предложена достаточно простая модель для оценкидлины сваи, заделаной внутри устоя. Под действием момента свая поворачиваетсяв заделанной части и напряжения смятия распространяются на длине заделки какэто показано на рис.9.Рис.
9. К расчету длины заделки свай в тело интегрального устояПри этом значение C определяется по формуле из ACI-318 и 22 TCN 272-05:æ LöC = 0,85.f c' .b.ç β1 . ÷ ,è 2øгде: fc’ – прочность бетона на сжатие;β1 – коэффициент, определяемый по п. 5.7.2.2 стандарт 22TCN 272-05,который можно принять равным β1 = 0,85 ;b – ширина области бетона, сопротивляющегося сжатию (равна диаметру сваи).Из условия равновесия длина заделки сваи L будет определяться изформулы:PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com15L³2M yæ β ö0,85.f .b.β 1 .ç1 - 1 ÷è 2ø,'cгде: My – изгибающий момент в уровне верха сваи.Кроме того, чтобы увеличить жесткость области контакта между сваей и телом устоя, а также уменьшить длину части сваи, которую армируют в теле устоя,можно установить спиральную арматуру в пределах заделки сваи.
В этом случаесхема армирования и схема расчёта длины части сваи внутри тела устоя будутпредставлены на рис. 10.Тогда минимальная длина части сваи внутри тела устоя определяется поформуле:L³2M y'æ β1 ö A s .f s0,85.f .b.β1 .ç1 - ÷ +sè 2ø,'cгде: As – площадь горизонтального сечения, усиленного стальной арматурой; fs' – прочность армированной части; s – шаг арматуры.Рис. 10. Расчетная схема к ограничению длины заделки сваиСледовательно, при использовании спирального усиления заделанной частиуменьшается ее длина.Дляоценкиполученныхрезультатовбылипроведенысравнительные расчеты с результатами, полученными в институте штата Небраска для криволинейного 4-х пролетного моста с интегральными устоями на основекомплексной программы SAP2000 с 4 одинаковыми пролетами длиной 58 футов.Сравнение результатов максимального момента в сваях показало, что принятые вдиссертации расчетные модели дают хорошую сходимость с результатами расчетов по данным зарубежных исследований (Расхождения в результатах - около4%)(рис.11).а)б)PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com16Рис.
11. Изгибающие моменты в сваях интегральных устоев: а - по приятой в диссертации расчетной модели; б - по сравниваемому источникуБылаподтвержденаэкономическаяэффективностьпримененияинтегральных устоев в криволинейных железобетонных путепроводах. Учитывая,что с путепроводами с интегральными устоями могут конкурировать путепроводы с полуинтегральными устоями, с раздельными функциями устоев и полностьюинтегральные, в настоящей работе было сделано сравнение затрат на возведениевсех перечисленных типов конструкций путепроводов, а также на их содержаниев процессе эксплуатации.Во всех сравниваемых вариантах принята однопролетная схема путепроводас длиной пролета 30 м, шириной 12м и радиусом кривизны R= 700 м.
Высотанасыпи подхода для всех вариантов принята равной h = 6 м. При этом расценки наиспользованные виды работ по вариантам были взяты из сборников Федеральныхединичных расценок ФЕР 81-02-05-2001 и ФЕР 81-02-30-2001 с учетом индексовизменения сметной стоимости СМР, установленных на IV квартал 2018 г. пописьму Минстроя России от 15 ноября 2018 г. N 45824-ДВ/09.Полученные данные наглядно иллюстрирует диаграмма относительной стоимости рассмотренных вариантов (рис.12). Из диаграммы видно, что затраты настроительства путепровода с интегральными устоями несколько меньше, чем поостальным вариантам.
Затраты на путепровод с раздельными функциями устоевимеет максимальное значение.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com17А - польностью интегральный путепровод;Б - путепровод с интегральнымиустоями;В - путепровод с раздельными функциями устоев;Г – вариант с полуинтегральнымиустоями.Рис. 12. Суммарные расходы на строительство путепроводов с различными устоямиВ четвертой главе приведены результаты исследований работы грунтанасыпи за интегральным устоем однопролетного криволинейного путепровода спомощью конечно-элементной программы Plaxis 2D version 8.2.Определения перемещений в программе Plaxis 2D v.8.2 позволяет оценитьработу грунта насыпи с системой устоев, свай и переходных плит, учитываяполное взаимодействие системы грунт-конструкция и нелинейность работынасыпи под действием сочетания нагрузок с учетом сезонных измененийтемпературы.Вначале было проведено сравнение результаты определения перемещенийустоев и свай по направлению Dx, полученные с помощью программы Plaxis 2Dv.8.2 и Midas Civil 2011 по двум сочетаниям нагрузок (были приняты 2 сочетаниянагрузок: постоянные, временная подвижная HL-93 в пределах переходной плиты, а также положительный TU (+) = +18,2oC (CH7) и отрицательный TU (-) = 11,6oC перепады температуры (CH8), что соответствовало условиям Ханоя)показаны на рис.
13. Результаты расчетов по программным комплексам MidasCivil 2011 и Plaxis 2D v.8.2 достаточно близки между собой. Однако модель, принятая в программе Plaxis 2D v.8.2 на самом деле несколько лучше отражаетпрактическую работу интегрального устоя в грунтовом массиве, чем в программеMidas Civil 2011.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com18а)б)Рис.
13. Эпюры продольных перемещений Dx устоя и свайПри сезонном изменении температуры TU(+) và TU(-), а также под воздействием постоянных и временных нагрузок насыпь за интегральным устоем попеременно находится в состояния сжатия и растяжения.Расчеты показали, что при положительном градиенте температуры насыпьза устоем выпучивается до максимальной величины 3 см за пределами переходной плиты и далее на длине около 35 м это выпучивание снижается практическидо нуля. При отрицательном градиенте осадки насыпи происходят на несколькобольшей длине, и наибольшая величина осадки составила 2,8 см. (рис.14).Рис. 14. Деформация грунта насыпи за устоем под действием сочетаний нагрузок CH7 иCH8В целях исследования влияния конструкции переходной плиты на оседаниенасыпи, исследуем два вариаета расположения переходной плиты за телом инте-PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com19грального устоя: поверхностный (тип 1) и заглубленный (тип 2) (рис.
15). Об особенностях их работы было показано в работе проф. Попова В.И.а)б)Переходная плитаПереходная плитаУстойНасыпь за устоемУстойНасыпь за устоемРис 15. Варианты расположения переходной плиты: а - тип 1; б - тип 2При учете положительного градиента температур грунт насыпи выпирает(перемещение Dy) и в случае переходной плиты по типу 2 это выпирание научастке около 4м превышает выпирание для случая по типу 1 максимально на30%. Просадка грунта в месте сопряжения переходной плиты с телом устоя длятипа 1 меньше, чем для типа 2 (3,1 см) примерно на 15%.
Однако при конструкции устоя типы 2 в насыпи за устоем, особенно в области, отстоящей на 5м отустоя, оседание насыпи уменьшается в сравнении с конструкцией устоя типы 1(рис.16).Рис 16. Диаграмма деформаций насыпи за устоем при различных конструкциях под действиемсочетаний гагрузок CH7 и CH8Представленные эпюры деформаций также показывают, что применение заглубленных переходных плит ведет к более плавному изменению значений перемещений грунта. В это же время поверхностные переходные плиты обеспечиваютменьшие по величине перемещения (выпирание и просадки) в пределах своейдлины.Результаты расчетов изгибающих моментов в переходной плите под действием вертикальной временной нагрузки, расположенной в пределах длины пе-PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com20реходной плиты показали, что максимальные значения изгибающих моментов вслучае устоев типа 1 и 2, соответственно составили 15,7 кН.м и 14,9 кН.м.Применение заглубленных переходных плит в целом обеспечивают болееплавную кривую деформация насыпи за телом устоя и незначительно уменьшаютизгибающие моменты в переходной плите.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
