Диссертация (1173134), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Вместе стем попытки запроектировать мост с ИУ во Вьетнаме были. В 2004 годукомпания «Katahira & Engineers» (главный менеджер Нгуен Фук Чи) провелапредварительные изыскания и предложила применять интегральную схемуустоев для средних и малых мостов.В 2015 и 2018 году асп. Фам Туан Тхань и Нгуен Ван Хиен с научнымруководителем проф. Поповым В.И. в МАДИ начали исследования посовершенствованию конструкции сопряжения путепроводов с насыпьюподходов путем применения в однопролетном путепроводе интегральныхустоев и применению интегральных устоев в косых путепроводах в условияхВьетнама.Результаты,полученныеавторами,рекомендованыдляиспользования в условиях Вьетнама. Следует отметить, что эти исследованиякасались только прямолинейных и косых конструкций [62,105,30,14,7,11,8,9].1.4.Постановка цели и задач диссертацииУчитывая бурное развитие крупных городов Вьетнама Ханоя иХошимина, часто решение транспортных проблем связано со строительствомпутепроводов, в том числе криволинейных.
При стандартном решениивопросов сооружения таких путепроводов с насыпями подходов путемприменения переходных плит не удается решить проблемы с просадками привъезде на такие путепроводы. Как показывает зарубежная практика для мостови эстакад с путепроводами бывает целесообразным применение интегральныхили полуинтегральных устоев, что обеспечивает исключение просадкинасыпи, улучшение работы сооружений под подвижными нагрузками иуменьшение эксплуатационных расходов на содержание таких сооружений.Однако, исследований работы криволинейных путепроводов проведенов мире еще мало и нет каких-либо практических рекомендаций по ихпроектированию, в настоящей диссертации была поставлена цель: провестиисследования работы однопролетных и многопролетных криволинейных28 путепроводов с интегральными устоями под разными сочетаниями нагрузок ипредложить рекомендации при проектировании таких путепроводов вусловиях Вьетнама.Для достижения указанной цели ставятся следующие задачи: Провести анализ существующего положения с проектированием,строительством и результатами проведенных исследований по данной темедругими исследователями и специалистами. Выбратьобъектисследований,характерныйдляусловийВьетнама, разработать расчетную модель на базе метода конечных элементовивыбратьпрограммныйпродуктдляпроведенияисследованийкриволинейных путепроводов с интегральными устоями. Провести комплексные исследования работы интегральных устоевкриволинейных путепроводов с различными схемами и разработать по ихрезультатам рекомендации для проектирования подобных конструкций вусловиях Вьетнама. Исследоватьвозможныепросадкинасыпиподходовккриволинейным путепроводам с интегральными устоями и предложитьпрактические способы снижения влияния просадок на условия проездатранспорта в зоне сопряжения путепроводов с насыпью подхода. Разработатьрекомендациипоосновампроектированиякриволинейных путепроводов с железобетонными плитными пролетнымистроениями для условий Вьетнама. Осуществить апробацию результатов диссертационной работы нанаучно-исследовательских конференциях. Внедритьрезультатыдиссертационнойработывучебно-методический процесс базового транспортного ВУЗа Вьетнама по местуработы диссертанта.29 Опубликоватьрезультатыдиссертационнойработывпрофессиональных журналах, входящих в список, рекомендованных ВАКРоссийской Федерации.Выводы по главеВ главе проведен анализ построенных в мире мостовых сооруженийсложного очертания в плане с интегральными устоями и результатовпроведенных исследований по работе интегральных конструкций устоев,включая исследования вьетнамских специалистов, которые позволили сделатьследующие выводы:1.Построенные мостовые сооружения с интегральными устоями вСША и других странах имеют в основном прямолинейное расположение вплане.
Косых и криволинейных в плане путепроводов еще не было построенодо настоящего времени во Вьетнаме, нет указаний по проектированию истроительству таких конструкций.2.Опытэксплуатациимостов,путепроводовиэстакадсинтегральными устоями в развитых странах, начиная с 70-х годов прошлогостолетия, свидетельствует об их надежности и экономичности.3.Для городских условий, характеризующихся необходимостьювозведения сложных в плане путепроводов, применение интегральных устоевможет способствовать как снижению эксплуатационных затрат, так иулучшению конструкции сопряжения путепроводов с насыпью подходов.4.Попытки отдельных вьетнамских специалистов повысить интересво Вьетнаме к строительству мостов, путепроводов и эстакад с интегральнымиустоями должны быть подкреплены результатами проведенных исследованийработы криволинейных железобетонных путепроводов с интегральнымиустоями и эти решения должны экономически обоснованы.5.По результатам главы определены цели диссертации и поставленыконкретные задачи для ее достижения.30 Глава2.интегральнымиРасчетнаяустоямимодельскриволинейногожелезобетоннымпутепроводаплитнымспролетнымстроением и напрягаемой арматурой2.1.
Исходные данные и допущения2.1.1. Расчетные схемы путепроводов и принятые материалыВ качестве исходных расчетных моделей криволинейного путепроводабыли приняты однопролетная, двухпролетная и трехпролетные системы,имеющие интегральные концевые устои (рис.2.1, а-в)а)б)в)Рис. 2.1. Схемы путепровода с интегральными устоямиа - однопролетная; б - двухпролетная; в - трехпролетнаяВ качестве несущей конструкции было принято монолитное плитноепролетное строение с напрягаемой арматурой, распространенное припроектировании мостов, путепроводов и эстакад с пролетами до 40 м (рис.2.2).Напрягаемая арматура в виде канатов диаметром 15,2 мм расположена попоперечному сечению в соответствии с рис.2.3.31 Рис.
2.2. Поперечное сечение путепровода с монолитным плитным пролетнымстроением и напрягаемой арматуройРис. 2.3. Расположение напрягаемой арматуры в поперечном сечениимонолитного плитного пролетного строения путепроводаИсходяиз[26,22,25,24,23,28],ранеебылиполученныхпринятырезультатовпервоначальныеисследованийразмерытелаинтегральных устоев таким: высота- 5,0 м, ширина- 12,0 м, толщина- 1,2 м.Физико-механическиехарактеристикиприятыхматериаловпредставлены в табл.2.1 [107].Наименование характеристикВеличинаПролетное строениеПредел прочности бетона35МПапролетного строенияМодуль упругости2,9332x107 кН/м2Коэффициент Пуассона0,2Таблица 2.1НормыASTM (RC)32 23,54кН/м3Удельный весПрочность бетона на сжатие (28-ой 35000кН/м2день):Коэффициентлинейного 9x10-6 (1/[oC])расширения:Устои и промежуточные опорыПредел прочности бетона на24МПасжатие2,4289x107 кН/м2Модуль упругости:Коэффициент Пуассона:0,2Удельный вес:23,54 кН/м3Прочность бетона на сжатие (28-ой 24000 кН/м2день):Коэффициентлинейного 9x10-6(1/[oC])расширения:Стальные сваипо ASTM (S) - A709-50W1,9995x108 кН/м2Модуль упругостиКоэффициент Пуассона0,3Удельны вес77,09кН/м3-5Коэффициентлинейного 1,17x10(1/[C])расширения:Предел прочности на растяжение482633,16 кН/м2Предел текучести250МПаКанаты диаметром 15,2ммпо ASTM(S) A416-270 (Normal)0,0012483 м2Диаметр кабеля:Предел прочности:1860 кН/м2Предел текучести:1670 кН/м2Коэффициент трения при изгибе0,3Коэффициент трения качения:0,00661/мASTM (RC)В качестве грунтов основания приняты слои, чередование которыхнаиболее характерно для условий Ханоя (рис.2.4).
Характеристики грунтовоснования приведены в табл.2.2.33 Рис. 2.4. Геологическая колонка для типичных условий ХанояТаблица 2.2Слой12Тип грунтаГрунт засыпки Песок среднейкрупности,уплотнённыйСреднезернистыйпесокТолщинаслоя (м)Удельныйвес γ(кН/м3)719,6618,703Мягкая глина219,504Крупный песок1720,90Коэффициентбоковогодавления К0(φo)0,500(30,00o)0,484(31,09o)0,733(15,47o)0,639(21,17o)Коэффициентреакцииземляногополотна С(кН/м3)35400239201248046800где: К0 = 1-sinφ - коэффициент бокового давления;φ - угол внутреннего трения (o);С = 1040.N - коэффициент реакции земляного полотна (кН/м3);34 N - количество ударов молота по зонду для его погружения на глубину300 мм в соответствии со стандартной методикой (динамической) пенетрации,принятой нормами [37,43].Впрактикепроектированияистроительствапутепроводовсинтегральными устоями обычно применяются двутавровые (H - образные) итрубчатые сваи.
При проведении исследований были использованы H образные сваи (HP360x152) и трубчатые сваи (О508х12,7), сортамент которыхбыл взят по нормам ASTM A709М (предел текучести 250 МПа) [36].Геометрические характеристики сечений свай приведены на рис. 2.5 и в табл.2.3; табл. 2.4.Рис. 2.5. Размеры поперечных сечений свайТаблица 2.3СортаментH(мм)B1(мм)tw(мм)tf1(мм)S(мм2)Izz(мм4)H360х15235637617,917,919400158х108Таблица 2.4СортаментD(мм)tw(мм)S(мм2)Izz(мм4)О508х12.750812,719700567х108В табл.
2.3 и 2.4 обозначено:S - площадь поперечного сечения сваи;Izz - момент инерции сечения свай относительно оси OZ.35 2.1.2. Нормативные нагрузки, учитываемые при расчетахСогласно нормам Вьетнама “Мосты и трубы. Нормы проектирования 22TCN272-05” [107], любое мостовое сооружение, в том числе и синтегральными устоями, необходимо рассчитать на следующие нагрузки исочетания (Нагрузки длярасчета путепроводов по нормам Вьетнама22TCN272-05 приведены в табл.2.5):Таблица 2.5Нагрузки и воздействияОбозначение1.
Постоянные нагрузки:Собственный вес конструкцийDCВес покрытия ездового полотна, тротуаров и огражденийDWГоризонтальное давление грунтаEH2. Временные нагрузки:Подвижные нагрузки (HL-93K и HL-93M)LLДинамический коэффициентIMНагрузка от торможенияBRЦентробежные силыCEНагрузка от толпыPLГоризонтальное давление подвижным нагрузок на устоеLS3. Прочие нагрузки:Распределенное температурное воздействиеTUВоздействие температурного градиентаTGПолзучесть и усадка бетонаCR, SHОсновные сочетания нагрузок по действующим нормам Вьетнамаприведены в табл.2.6, а коэффициенты для получения расчетных значений Pприведены в табл.2.7 [107,31].36 Таблица 2.6ПредельныесостоянияПо прочности IПо прочности IIПо прочности IIIПо экстремальностиПо эксплуатацииПо выносливостиDCDWEVEHLLIMCEBRPLLSWAPPPP1,0-1,751,350,501,000,751,000,5/1,21,00 1,400,5/1,21,00 0,40 1,00 0,5/1,21,001,00 0,30 1,00 1,0/1,2-WSWLTUCRSHTG SETGTGTGTG-SESESESE-Использованиекаждого из ниходновременноEQCTCV1,0-1,0-1,0-Таблица 2.7НагрузкиDD: собственный вес конструкцийDW: вес покрытия ездового полотна, тротуарови огражденийEH: горизонтальное давление грунта- активное давление- состояние покояКоэффциент нагрузокмакмин1,250,901,500,651,501,350,900,90Примечание - Коэффициенты надежности для температурного градиента следуетопределять равными:- P = 0,0 при расчетах по прочностям и экстремальности;- P = 1,0 при расчетах на стадии эксплуатации, когда не учитывается подвижнаянагрузка;- P = 0,5 при расчетах на стадии эксплуатации, когда учитывается подвижнаянагрузка;Собственный вес конструкций DCЭто собственный вес пролетных строений, устоев, свай, переходныхплит.Вес покрытия ездового полотна, тротуаров и ограждений DWВес покрытия полотна проезжей части воздействует равномерно синтенсивностью P = 1,665 kN/m2.37 Изменение температуры TUПри проведении исследований учитывали влияние такого важного факторакак температура.
Для основных районов Вьетнама характерные температурывоздуха в течение года приведены в табл.2.8 [106].Таблица 2.8РегионВеличиныМесяцыЯнв.Мар.МайИюньИюльАвг.Окт.Дек.Средняя загод40,0 39,0 35,7 31,9Тмак 0C 33,1 36,8 42,8 40,4Северный Тмин 0C 13,8 17,5 23,9 25,525,7 25,4 21,6 15,0Тср.сут 0C 16,6 19,9 27,1 28,7 28`,8 28,3 24,6 17,939,5 39,4 37,0 31,6Тмак 0C 34,9 39,1 41,1 42,1Центральый Тмин 0C 4,09,8 14,8 19,719,0 16,7 14,3 8,0Тср.сут 0C 17,9 20,4 27,5 29,329,5 28,6 24,4 18,9Тмак 0C 36,4 39,4 39,0 37,534,6 34,9 34,6 36,3ЮжныйТмин 0C 13,8 17,4 21,9 20,419,4 20,0 19,8 13,30Тср.сут C 25,7 27,8 28,8 27,427,0 27,0 26,6 25,7Источник: Всемирная метеорологическая организация (ООН)37,521,138,113,336,618,3При исследовании работы свай устоя следует учитывать влияниеизменения температуры, воздействующей на конструкцию путепровода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
