Диссертация (1173134), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

При этом постоянным радиус кривизны былпринят неизменным R=700 м. Результаты перемещений верха устоя погоризонтальному направлению Dxy показаны в таблице 3.19 и на графиках рис.3.35.100 Таблица 3.19ДлинапролетовЗначения наибольших перемещений устоя Dxy (мм) для схем1 пролетная2-х пролетная3-х пролетная4-х пролетная5-ти пролетнаяl = 20 м9,17,09,213,818,1l = 30 м15,712,316,221,326,8Рис. 3.35.

Графики зависимости перемещений верха устоя от числа пролетовПолученные результаты показывают, что при двухпролетной схемеперемещения Dxy верха устоя оказывается минимальными. C повышениемдлины пролетов с 20м до 30м, перемещение верха устоя тоже увеличиваетсяна 30-40%. При этом абсолютные значения перемещений не превышают 2,5см,что соответствует требованиям нормативных документов США [6].Можно также отметить, что перемещения устоев в трехпролетной схемепримерно такие же как в однопролетной.Изменение угла поворота при изменении схемы пролетного строенияпредставлены в табл. 3.20 и на графиках рис.

3.36.101 Таблица 3.20ДлинапролетовЗначения наибольших углов поворота αz (10-4рад.) верха устоя1 пролетная2-х пролетная3-хпролетная4-х пролетная5-ти пролетнаяl = 20 м2,41,82,53,13,5l = 30 м3,32,83,63,94,1Рис. 3.36. Графики зависимости углов поворота верха устоя от числа и длиныпролетовКак и линейные перемещения углы поворота устоев αz при увеличениидлины пролетов возрастают на 15-35%; при однопролетной и трехпролетнойсхемах остаются примерно одинаковыми по величине (табл. 3.20 и рис.

3.36).Таким образом, можно сделать вывод о том, что двухпролетная схемакриволигейного путепровода представляется более рациональной с точкизрения общей деформативности системы с интегральными устоями.102 3.4. Определение минимальной длины заделки сваи в интегральномустоеРанее полученные результаты показали, что в свае № 7, расположеннойв средней части устоя, возникают наибольшие изгибающие моменты всечении заделки (см. п.3.1.2).

При разной кривизне пролетного строенияизгибающие моменты Мx и Мy при сочетании нагрузок СН6 будут иметьзначения. представленные в табл.3.21. При этом длина стальных трубчатыхсвай (О508х12,7) принята 15 м при высоте устоя h=5м.Таблица 3.21Изгибающиемоменты,кН.мMyMxРадиус кривизны пролетного строения R, м2504007001000203,444,9181,721,8175,117,3169,711,6160,40В зависимости от схемы пролетного строения и длины пролетовзначения изгибающих моментов при постоянном радиусе кривизны R = 700мприведены в табл. 3.22.Таблица 3.22Изгибающиемоменты,кН.мСхема пролетного строения1 пролетная2-х пролетная3-х пролетная4-х пролетная5-ти пролетнаяl = 20 мMy124,3100,4142,2186,3219,8Mx13,610,114,016,317,8l = 30 мMy173,4146,9242,8327,1389,3Mx17,616,119,520,821,4103 С увеличением числа пролетов от 1 до 5 изгибающие моменты в сваяхотносительно продольной оси возрастают на 43% при пролетах 20 м и на 55%при пролетах 30м.

И в том и другом случаях в двухпролетной схемепутепровода изгибающие моменты в сваях меньше на 13-19%, чем воднопролетной схеме. В пятипролетной схеме эти изгибающие моментыбольше чем в двухпролетной схеме на 54 - 62% в зависимости от длиныпролетов.Поперечные изгибающие моменты Мx в сваях в 10 и более раз меньшепродольных изгибающих моментов Мy.При пролетах 30м изгибающие моменты при числе пролетов более 3-хпревышают предел текучести, равный 250 МПа [36].Если величина момента будет далее увеличиваться, то можетпроизойдёт разрушение бетона в месте контакта сваи и тела устоя. Поэтомунеобходимо рассчитывать минимальную длину заделки свай и такжедополнительно армировать участок бетона в зоне заделки.Следует предполагать, что разрушение бетона вокруг верха сваипроисходит по двум причинам:- из-за большого уровня напряжений в бетоне;- из-заповоротазаделаннойчастисваивнутриположенияразрушаемого бетона.В соответствии с рекомендациями INDOT длина части сваи, которуюармируют внутри устоя, составляет 15 дюймов (37,5 см) [80].В настоящей работе предлагается достаточно простая модель для оценкидлины сваи, армируемой внутрь устоя.

Под действием момента свая104 поворачивается в заделанной части и напряжения смятия распространяются надлине заделки как это показано на рис. 3.37 [95].а)б)Рис. 3.37. К расчету длины заделки свай в тело интегрального устояПри этом значение C определяется по формуле из ACI-318 и 22 TCN272-05: LC  0,85.f c' .b. β1 .  , 2где:fc’ – прочность бетона на сжатие;(3.3) 105 β1 – коэффициент, определяемый по п.

5.7.2.2 стандарт 22TCN272-05 [90], который можно принять β1  0,85 ;b–ширинаобластибетона,сопротивляющегосясжатию(равна диаметру сваи);Из условия равновесия длина заделки сваи L будет определяться изформулы:L2M y β 0,85.f c' .b.β 1 .1 - 1  2, (3.4)где: My – изгибающий момент в уровне верха сваи;Кроме того, чтобы увеличить жесткость области контакта между сваей ителом устоя, а также уменьшить длину части сваи, которую армируют в телеустоя, можно установить спиральную арматуру в пределах заделки сваи. Вэтом случае схема армирования и схема расчёта длины части сваи внутри телаустоя будут представлены на рис. 3.38, а-б.а)Рис.

3.38. Расчетная схема к ограничению длины заделки сваи106 б)Рис. 3.38. ПродолжениеНа рис.3.38, T- величина, определяющаяся по формуле:TL.A s .f s',s(3.5)Тогда минимальная длина части сваи внутри тела устоя определяется поформуле:L2M y' β  A .f0,85.f c' .b.β1 .1 - 1   s ss 2,(3.6)где: As – площадь горизонтального сечения, усиленного стальнойарматурой; fs' – прочность армированной части; s – шаг арматуры.Следовательно, при использовании спирального усиления заделаннойчасти уменьшается её длина.107 3.5.Технико-экономическоепоказателиоднопролетныхкриволинейных путепроводов с различными устоямиЭффективностьприменениявкриволинейныхпутепроводахсжелезобетонными пролетными строениями можно показать на результатахсравнения технико-экономических показателей.По сравнению с простыми балочными прямыми в плане конструкциямипутепроводы с интегральными устоями более экономичны и это былопоказано в диссертации Фам Туан Тханя [27].

По его расчетам экономия порасходуматериалов при использовании интегральных устоев вместотипичных балочных составляет примерно 20%. Преимущество путепроводаили другого мостового сооружения с интегральными устоями состоит вотсутствии опорных частей и сложных деформационных швов. Этообстоятельство позволяет уменьшить расходы на содержание сооружения привсе других равных условиях [70, 104].Экономическаяцелесообразностьстроительствапутепроводовсинтегральными устоями была показана и в работе вьетнамскогго специалистаНгуен Фук Чи в 2003г [98].Все перечисленные работы рассматривали сравнение путепроводов содинаковыми пролетами, имеющими интегральные устои и обычныеобсыпные под балочные пролетные строения.Учитывая, что с путепроводами с интегральными устоями могутконкурировать путепроводы с полуинтегральными устоями, с раздельнымифункциями устоев и полностью интегральные, в настоящей работе былосделано сравнение затрат на возведение всех перечисленных типовконструкций путепроводов, а также на их содержание в процессеэксплуатации.108 Во всех сравниваемых вариантах принята однопролетная схемапутепровода с длиной пролета 30 м, шириной 12м и радиусом кривизны R=700 м.

Высота насыпи подхода для всех вариантов принята равной h = 6 м.Основной вариант представляет собой путепровод с интегральнымиустоями с монолитным плитным пролетным строением с напрягаемойарматурой, принятым для исследований в диссертации. Основные размерыконструкций приведены на рис.3.39. Стальные трубчатые сваи сечениемО508х12,7 в количестве 11 штук имеют длину 16 м.M1M2Рис 3.39. Вариант 1 с интегральными устоямиВариант 2 полностью интегрального путепровода с ребристыми балкамии монолитной плитой проезжей части.

За основу взяты сборные ребристыебалки разработки АО «Институт «Стройпроепкт» с монолитной плитойтолщиной 20см. Учитывая грунтовые условия основания (с/з песок109 мощностью 6м, мягкая глина мощностью слоя 3 м и ниже к/з песок на глубину10м) устои имеют свайный ростверк из железобетонных забивных свайсечением 35х35 см длиной 16 м.

(рис.3.40).M1M2Рис. 3.40. Вариант полностью интегрального путепроводаВариант 3 - путепровод с раздельными функциями устоев. За концевойопорой устроена железобетонная подпорная стена с армогрунтом насыпиподхода. Пролетное строение принято таким же как в варианте 2. Опорныечасти – резиновые. В основании опор приняты железобетонные сваи сечением35х35 см длиной 16 м.

(рис. 3.41).M1M2Рис. 3.41. Вариант путепровода с раздельными функциями устоев110 Вариант 4 – путепровод с полуинтегральными устоями. Пролетноестроение ребристое сборно-монолитной конструкции как в вариантах 2 и 3.Основание опор-свайное.M1M2Рис. 3.42. Вариант полуинтегрального путепроводаРасценки на использованные виды работ по вариантам были взяты изсборников Федеральных единичных расценок ФЕР 81-02-05-2001и ФЕР 81-0230-2001с учетом индексов изменения сметной стоимости СМР, установленныхна IV квартал 2018 г. по письму Минстроя России от 15 ноября 2018 г. N45824-ДВ/09.Стоимости основных работ по возведению 4-х вариантов путепроводапредставлены в табл.3.23. При этомне были учтены затраты потранспортировке материалов и изделий, их погрузку и выгрузку, хранение наскладах.Из таблицы видно, что затраты на строительства путепровода синтегральными устоями несколько меньше, чем по остальным вариантам.Затраты на путепровод с раздельными функциями устоев имеет максимальноезначение.Полученныеданныенаглядноиллюстрируетотносительной стоимости рассмотренных вариантов (рис.3.43)..диаграмма111 А - полностью интегральный путепроводБ - путепровод с интегральными устоямиВ - путепровод с раздельными функциями устоевГ – вариант с полуинтегральными устоямиРис.

3.43. Суммарные расходы на строительство путепроводов с различнымиустоями112 Таблица 3.23. РАСЧЕТ ЗАТРАТ ПО 4 ВАРИАНТАМВариант польностьюинтегрального путепровода№п/пНаименование работ и затратЕдиницаКоличествоизмеренияСтоимостьед., (в руб.)Общаястоимость (вруб.)Вариант интегрального путепроводаКоличествоСтоимость ед.,(в руб.)(1)12345Монтаж сборного ж.б. балокБетонирование плиты /пролетного строенияАрмирование напрягаемой арматуройАрмирование ненапрягаемой арматуройМонтаж и демонтаж опалубким3м3ттм21234567Бетонирование тела устоевУстройство обмазочной гидроизоляции тела устоевУстройство свайного основанияАрмирование устоевУстановка опорных частейУстановка армогрунтовой системыМонтаж и демонтаж опалубким3м2мтшт.м2м2123Бетонирование переходной плитыАрмирование ненапрягаемой арматуройУстановка деформационных швовм3ткгИтогоИтого разницаПРОЛЕТНОЕ СТРОЕНИЕ64.8099,621.6372.0044,392.560.0085,558.975.2460,306.85216.25505.42УСТОИ414.00283.38704.0038.130.000.00495.8624,396.94854.278,722.6827,865.7514,858.00505.42СОПРЯЖЕНИЯ38.4015,798.521.7960,306.8520.001560.00Общаястоимость (вруб.)(2)6,455,4813,196,264315,960109,29710,077,0020.00255.004.1328.72765.0299,621.6344,392.5685,558.9760,306.85505.4211,320,102352,9311,732,013386,65513,791,70111,665,885242,0836,140,7672,562,521250,61820,861,874100.80129.60352.004.850.000.00225.4524396.94854.2729900.8827865.7514,858.002,459,212110,71310,525,110135,149113,94713,344,131606,663108,21931,200746,08331,684,95913.64%38.401.7920.0015,798.5260,306.851560.00505.42606,663108,21931,200746,08327,881,9140.00%113 Таблица 3.23 (продолжение)РАСЧЕТ ЗАТРАТ ПО 4 ВАРИАНТАМВариант путепровода сраздельными функциями устоев№п/пНаименование работ и затратЕдиницаизмеренияКоличествоСтоимость ед.,(в руб.)Общаястоимость (вруб.)Вариант полуинтегрального путепроводаКоличествоСтоимостьед., (в руб.)(3)ПРОЛЕТНОЕ СТРОЕНИЕ64.8099,621.6372.0044,392.560.0085,558.975.2460,306.85216.25505.4212345Монтаж сборного ж.б.

балокБетонирование плиты /пролетного строенияАрмирование напрягаемой арматуройАрмирование ненапрягаемой арматуройМонтаж и демонтаж опалубким3м3ттм21234567Бетонирование тела устоевУстройство обмазочной гидроизоляции тела устоевУстройство свайного основанияАрмирование устоевУстановка опорных частейУстановка армогрунтовой системыМонтаж и демонтаж опалубким3м2мтшт.м2м2УСТОИ540.00257.74704.0031.788.001920.001054.50123Бетонирование переходной плитыАрмирование ненапрягаемой арматуройУстановка деформационных швовм3ткгСОПРЯЖЕНИЯ24.0015,798.521.1260,306.8520.001560.00ИтогоИтого разница24,396.94854.278,722.6827,865.7514,858.001,450.30505.42Общаястоимость (вруб.)(4)6,455,4813,196,264315,960109,29710,077,00264.8072.000.005.24216.2599,621.6344,392.5685,558.9760,306.85505.426,455,4813,196,264315,960109,29710,077,00213,174,348220,1806,140,767885,696118,8642,784,566532,96723,857,387495.00302.30704.0030.148.000.00592.8624,396.94854.278,722.6827,865.7514,858.0012,076,485258,2466,140,767839,874118,864299,64219,733,878379,16467,81431,200478,17834,412,56823.42%38.401.7920.0015,798.5260,306.851560.00505.42606,663108,21931,200746,08330,556,9629.59%114 В зарубежной литературе также имеются отдельные сведения оэкономической эффективености мостов и других мостовых сооружений синтегральными и полуинтегральными устоями.Так, в публикации [92] представлены сравнительные данные о затратахна строительство моста с полуинтегральными устоями “Shilonghe Bridge” вКитае и балочного моста.

Характеристики

Список файлов диссертации