Диссертация (1173134), страница 11
Текст из файла (страница 11)
При примерно равных затратах на строительство,затраты на содержание моста с интегральными устоями в течение 50 летэксплуатации дает экономию 600 тыс. юаней или 87000 долларов США.По опыту Германии и Австрии около 1-3% средств от стоимостистроительства идет на содержание деформационных швов и опорных частейбалочных мостов. (Geier, 2010) [50].
Такие отрицательные факторы, какфильтрация воды на опоры, и опорные части через деформационные швыможетпривестикповреждениямнесущихконструкциймостов,экономический ущерб от которых трудно оценить (Braun et al., 2006) [40].Результаты расчета удельных суммарных расходов на строительствомостов с 5 различными вариантами фундаментов устоев показано в рис. 3.44(Pétursson & Collin, 2006) [45]. Результаты сравнения показывают, что мост синтегральными устоями можно считать самым экономичным вариантом.Рис. 3.44. Диаграмма удельных расходов на строительство мостовНа диаграмме рис.3.44.
обозначены варианты расположенияфундаментов на естественном основании: А - выше уровня грунтовых вод; В -115 ниже уровня грунтовых вод; С - с тампонажным слоем из бетона: D - вышеуровня основания насыпи подхода; Е - с интегральной конструкцией устоев.Для мостовых сооружений важен такой показатель как затраты насодержание в год и за весь срок эксплуатации. В зарубежной литературеимеются некоторые данные по таким затратам, включая затраты насодержание мостов с интегральными устоями.Так, например, в публикации специалистов из Швеции (Nilsson etal.,2008) [74] приведены сравнительные расходы на содержание мостов синтегральными устоями и балочных мостов.
Авторами были рассмотреныварианты одного моста: однопролетного со сталежелезобетонными балками иинтегральными устоями и двухпролетного балочного с железобетоннымибалками. Сравнительные данные расчетов на весь жизненный цикл в 100 летприведен в табл. 3.24.Из этих результатов видно, что содержание моста с интегральнымиустоями меньше, чем балочного на 26%.Таблица 3.24Виды работСтоимость Начало Окончание Периодичностьед.
изм,работработв годахЕвроВариант с интегральными устоямиОбследование3206966Покраска375030903Замена крайних балок51320309030ИтогоВариант с балочными пролетными строениямиОбследование3756966Покраска1260309030Замена крайних балок60710309030Очистка деф. швов1001991Заменарезиновых2625109010опорных частейЗаменастальных11025208020элементовИтогоОбщаястоимость,Евро1920112501 5396001 5527702250378001 821300100262502205002 108200116 По расходу материалов мосты с интегральными устоями ненамногоотличаются от типичных балочных мостов. Это утверждение находятподтверждение данные по расходу материалов, приведенные в публикацииитальянских специалистов (Torricelli et al., 2012) [88].Для анализа былрассмотрен однопролетный мост со стальными балками пролетом 38м ишириной 13,5м (таб.
3.25).Из приведенной таблицы видно, что вес стальной балки в интегральномварианте моста меньше, чем в балочном на 15%, но в тоже время расходарматуры для интегральных устоев больше, чем для обычных устоев. Порасходу бетона вариант с интегральными устоями имеет преимущество.Таб. 3.25Вариант сВариант с балочнымиинтегральнымипролетнымиустоямистроениямикг/м2190220м3155150кг/м213585Бетон устоям380160Опалубкам2230180кг/м2610415м3195495кг/м311080ЕдиницаСравнениеПролетноестроениеУстойизмеренияСтальная балкаБетон плитыАрматура плитыАрматура устояСваяПоБетон свайАрматура свайпроведеннойв30штатахСШАстатистике,расходынастроительство мостов и путепроводов с интегральными устоями не выше, чемна строительство балочных и рамных мостов.
Однако подчеркивается, чторасходы на содержание мостов и путепроводов с интегральными устоямисущественно ниже (Paraschos & Amde, 2011) [75].117 Из приведенного выше можно сделать заключение, что в зарубежнойпрактике и особенно в практике США применение малых мостов ипутепроводов с интегральными устоями считают более целесообразными сэкономичексой точки зрения.Используя методику оценки эксплуатационных затрат, принятую вРоссии [12], получим, что на содержание резиновых опорных частей повариантам с полуинтегральными устоями и с раздельными функциями устоевза срок до первого ремонта (через 40 лет) составит около 5 млн.
руб в ценах2018 года [13]. Затраты на эксплуатационные расходы по содержаниюопорных частей с их закупкой и монтажом представлены в табл.3.26.Табл.3.26№№1234Начальные,тыс. руб.Наименование затратПрямые затраты:Закупка 8 опорных частейМонтаж 8 опорных частейРаботы по содержаниюТекущий и периодический осмотрОчистка и промывка1,673,33Очистка верха опор от грязи1,98С учетом НДС 18%,накладных расходов 20%В текущих ценахприбылиЗа весь период,тыс. руб75,224,928,8399,815%и611,74 850Из приведенной таблицы видно, что содержание путепроводов сопорными частями требует выделения из бюджета около 5 млн.
руб. за периодэксплуатации до первого ремонта (40лет, см Пилож.6 [15]).118 3.6. Проверка полученных расчётов по данным зарубежныхисследованийВ настоящее время существует 2 доминирующей тенденции для оценкиработыпутепроводовсинтегральнымиустоями:непосредственноеисследование работы таких существующих путепроводов (многое в этомотношении делается в США) [82,91]; применение расчётных программ пометоду конечного элемента для моделирования и оценки их работы в процессеэксплуатации [76].В рамках диссертации автор использует расчетную программу пометоду конечного элемента 3D Midas Civil 2011 для моделирования расчета,оценки работы криволинейных мостовых сооружений с интегральнымиустоями путепроводов в условиях характерных для Вьетнама.В 2006г, в диссертации Thanasattayawibul (институт Maryland, CollegePark, 2006) применялся метод конечного элемента для исследования работыкриволинейных путепроводов со стальными балками I.
Он исследовал влияниепостоянных и временных нагрузок и изменение температуры на напряжение всваях и результирующее перемещение устоя [85].Еще в дипломе магистра Kalayci (институт Massachusetts Amherst, 2010)былоприведеноисследованиеработыкриволинейныхинтегральныхпутепроводов [63]. В нём, мост Stockbridge (Vermont) применялся какосновная модель, атвор предлагал 5 разных моделей с одинаковой длиной иразной кривизной. Он исследовал влияние постоянных нагрузок и изменениетемпературы на работу этих мостов.В 2011г, аспирант Saeed Doust (институт Nebraska) исследовал работукриволинейной 4-х пролетного путепровода с интегральными устоямина(рис.3.45) на основе комплексной программы SAP2000 [81].119 Рис. 3.45. Модель криволинейного путепроводаДлясооружениябылипринятыследующиеисходныеданные:сталежелезобетонное пролетное строение с 4 одинаковыми пролетами, длиной58 футов.
В основании тела интегральных устоев приняты 17 свай Нобразного сечения (Н12x53) длиной 70 футов; в основании промежуточныхопор принято 2 ряда (20 свай на каждой опоре) стальных свай H14x89 сдлиной 95 футов. Поперечное сечение пролетного строения путепроводыпредставлено на рис. 3.46.Рис. 3.46. Структура поперечного сечения путепроводаНа основе тех же исходных данных, автор моделировал путепровод спомощь 3D -модели в комплексной программе Midas Civil 2011.
Ниже на120 графиках представлено сравнение результаты расчетов, проведенных SaeedDoust и автором диссертации.На графиках 3.47 показано изменение изгибающих моментов в сваях поддействием давления грунта за устоем (EH) при изменении длины и радиусакривизны путепровода.а)б)Рис. 3.47. Изгибающие моменты в сваях интегральных устоев: а - по приятой вдиссертации расчетной модели; б - по сравниваемому источникуНаграфикахрис.3.48показанымаксимальныерезультирующиеперемещения DXY верха устоя под влиянием невыгодного сочетания иотрицательной температуры (TU-) при изменении длины и радиуса кривизныпутепровода.
Результаты расчетов оказались очень близкими.121 а)б)Рис. 3.48. Максимальные результирующие перемещения верха устоя: а - попринятой в диссертации расчетной модели; б - по сравниваемому источникуСравнение результатов перемещения верха устоя и максимальногомомента в сваях показало расхождениях не превышающие 4%.Выводы по главе1. Для криволинейных однопролетных конструкций с интегральнымиустоями результирующие линейные перемещения в диапазоне рассмотренныхслучаев (пролеты 30 м и радиусы кривизны от 250 м до бесконечности)составляют при наиболее опасных сочетаниях не превышают 2,5см, чтоотвечает требованиям действующих зарубежных норм проектированияпутепроводов с интегральными устоями.2. Использование свай трубчатого сечения для криволинейныходнопролетных конструкций с интегральными устоями предпочтительнее, чемН-образных из-за повышенной жесткости на кручение.3.
Наиболее нагруженными в криволинейных путепроводах при всехнаиболее невыгодных загружениях являются средине сваи.122 4. Для однопролетных криволинейных конструкций пролетом 30 м синтегральными устоями при его наименьшей толщине 1,2 м целесообразнопринимать высоту устоя равной от 3 до 4 м, при которой устой под действиемнагрузок будет сохранять вертикальное положение.
При кривизне более 700 мдостаточно иметь устои высотой 3 м; увеличение их высоты не ведет куменьшениюперемещенийверхаинтегральногоустоя,чтоотвечаетбольшинству случаев, которые могут встретиться на практике.5. Для интегральных устоев криволинейных путепроводов длина свай вовсех случаях может быть не более 20м.
Для принятой длины пролета расчетыпоказывают, что напряжения в сваях интегральных устоев незначительнореагируют на изменение кривизны пролетного строения и размеры тела устояв рассмотренном диапазоне от 3 до 5 м.6. Применение двухпролетной схемы криволинейных путепроводов синтегральными устоями увеличивает общую жесткость путепроводов посравнению с однопролетной схемой. Использование двухпролетной схемы сбалочным опиранием на среднюю опору позволяет снизить прогибы до 10%по сравнению с однопролетной схемой.7. Применение в криволинейных путепроводах интегральных устоевприводит к более интенсивному закручиванию интегральных устоев вгоризонтальной плоскости по сравнению с закручиванием относительнопродольной оси. Углы закручивания интегральных устоев путепроводов синтегральными устоями относительно вертикальной оси превышают углызакручивания относительно продольной оси более чем в 2 раза.8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
