Диссертация (1173134), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Изменение углов закручивания пролетных строений (αz) поддействием сочетаний нагрузок СН1 и СН2При минимальном радиусе кривизны R=250м угол закручивания притрубчатых сваях меньше, чем при Н-образных сваях на 20% и 12%соответственно для сочетания нагрузок СН1 и СН2.Дополнительный учет временных нагрузок, помимо постоянных, всоответствии с сочетанием СН2 дает несколько другую картину вперемещениях верха устоя (табл. 3.9).Таблица 3.9Вариант сваи/ R, мH - образные(HP360x152)O – образные(О508х12.7)2504007001000∞22,218,117,016,214,620,916,315,514,914,0Перемещения в табл.3.9 указаны в мм.Дополнительный учет временных нагрузок и температуры ведет куменьшению перемещений верха интегрального устоя от 4 до 15% при69 изменении кривизны от 400м до бесконечности (прямое пролетное строение).При малых радиусах до 250 м – наоборот к их увеличению до 10% (см.табл.3.6 и 3.9).
На рис.3.11 наглядно видно, как влияет приращение временныхнагрузок на величину перемещений верха интегрального устоя.Рис.3.11. Графики относительного приращения перемещений устояНа графиках рис.3.11 D1 и D2 - соответственно результирующиеперемещения верха устоя при сочетании нагрузок СН1 и СН2.При малых радиусах пролетного строения воздействие положительныхтемператур изменяет перемещение устоя в сторону насыпи подхода, а прирадиусах более 250 м суммарные перемещения направлены в сторону пролета.С уменьшением кривизны пролетного строения влияние формы сечениясвай на величину перемещений становится менее значительной, что видно изтабл.3.9.
Последнее подтверждает целесообразность применения трубчатыхсвай для интегральных устоев криволинейных мостов и путепроводов.В интегральных устоях прямых пролетных строений наибольшиеперемещения получают средние сваи (№ 7 на рис.3.12), причем Н-образныесваи деформируются сильнее.
С увеличением кривизны деформации свай70 увеличиваются и их результирующие перемещения выравниваются для всехсвай (см. рис.3.12).Рис. 3.12. Графики результирующих перемещений верха свай Dxy придействии постоянных нагрузокЧем меньше радиус кривизны, тем больше перемещается верх сваи, идля Н-образных сваях перемещение будет максимальным (Dxy=6,3cм).Максимальное перемещение верха приходится на 7-ю сваю. При одинаковойплощади сечения, трубчатая свая работает лучше, чем Н-образная и длякриволинейных конструкций это снижение составляет до 68%, а дляпрямолинейных - 14%.
На рис. 3.12 и в табл. 3.10 показаны результатывычисленных перемещений верха сваи № 7 в мм.Таблица 3.10Вариант сваи /R, мH - образные(HP360x152)O – образные(О508х12.7)2504007001000∞63,551,850,650,523,137,934,429,829,720,171 При загружении СН2 наблюдается так же тенденция в отношениипродольных перемещений, но по абсолютной величине перемещениястановятся больше до 8,6% для Н-образных свай и до 6,5% - для трубчатыхпри минимальном радиусе кривизны R=250м.Вцеломможноконстатировать,что,изменяярасположениепоперечного сечения Н-образных свай или применяя трубчатые сваи можнодобиться снижения продольных перемещений устоя до 20% и сниженияперемещенийверхасваидо23%.Графикиизменениянаибольшихперемещений устоя относительно оси Dx и Dxy представлены на рис.
3.13.а)б)Рис.3.13. Продольные перемещения Dx (а) и результирующие перемещенияDxy (б) при загружениях СН1 и СН2По сравнению с перемещениями DX перемещения в направлениипоперечной оси DY оказываются существенно большими по величине и прирадиусе кривизны R = 250м составляют от 0,58 до 1,45 см (рис.3.14).72 Рис.3.14. Графики поперечных перемещений устоя DyРезультаты исследования показали, что в свае № 7, расположенной всредней части устоя, возникают наибольшие изгибающие моменты в сечениизаделки. При разных кривизне пролетного строения и сечении сваиизгибающие моменты Мx и Мy под действием сочетании нагрузок СН2 будутиметь значения, представленные в табл.3.11.Таблица 3.11Изгибающиемоменты,кН.мРадиус кривизны пролетного строения R, м250MyMx278,554,3MyMx215,841,2400700При H - образных (HP360x152)256,4247,331,527,6При О - образных (О508х12,7)192,4185,122,518,41000238,721,8226,40178,710,6160,80Для стальных свай интегральных устоев должна быть обеспечена ихработа в упругой стадии.
Изменения нормальных напряжений в сваях73 трубчатого сечения O508x12,7 при разной кривизне пролетного строения изагружении СН1 показаны на графиках рис. 3.15.При наибольшей кривизне R = 250м наибольшие напряжения в местезаделки свай в тело устоя меньше предела текучести. Для сравнения уровнейнормальных напряжений в сваях Н-образного и трубчатого сечений припримерно одинаковой площади их поперечных сечений были построеныграфики изменения наибольших напряжений по глубине свай (рис. 3.16).а)б)Рис. 3.15. Нормальные напряжения при загружении СН1в сваях Н-образного(а) и трубчатого сечений (б)На графиках наглядно видно, что при радиусе кривизны около R = 250мв сваях Н-образного сечения при принятой выше ориентации относительнопродольной оси пролетного строения достигается предел текучести. Эти74 результаты еще раз подтверждают вывод о целесообразности применения вкриволинейных пролетных строениях с интегральными устоями свайтрубчатого сечения.
При этом длина свай во всех случаях может быть не более20м.Полученные результаты свидетельствуют также о том, что трубчатыесваи по сравнению с Н-образными, лучше сопротивляются кручению, чтонаблюдается в криволинейных пролетных строениях.Рис. 3.16. Нормальные напряжения в наиболее напряженной свае № 7 придействии постоянной нагрузки СН13.1.3. Значение размеров интегрального устоя на его работу поднагрузкамиВ настоящем параграфе представлены результаты исследования влиянияразмеровтелаинтегральногоустоянанапряженно-деформированноесостояние криволинейных путепроводов конструкций. При этом былорассмотрено2граничныхслучая,когдавысотапрямоугольныхжелезобетонных устоев (h) принималась 3,0 и затем 5,0 м при постояннойтолщине (b) 1,2 м.75 Изменение радиуса кривизны от бесконечности (прямолинейноепролетное строение) до 250 м показывает, что даже под действием постоянныхнагрузок (загружение СН1) верх свай перемещается и чем меньше радиускривизны, тем эти перемещения больше (рис.3.17). Рис.
3.17. Эпюры результирующих перемещений устоя и свай присочетании СН1и размерах устоя 3х1,2 м (а) и 5х1,2 м (б)Из графика (рис.3.17) видно, что изменение высоты прямоугольныхжелезобетонных устоев от 3 до 5 м оказывает большое влияние на значенияперемещения верха свай и устоя. При одинаковой жесткости пролетногостроения сваи при высоте устоя 3 м и наименьшем радиусе кривизныполучают перемещения в 2,4 раза меньше, чем при высоте 5 м. Одновременноперемещения верха интегрального устоя при его высоте 5 м становятсяменьше примерно на 35%, чем перемещения устоя при высоте 3 м.76 Наибольшие результирующие перемещения DXY верх устоя получает вточке со стороны внутренней грани пролетного строения (т.15).
Этирезультаты при размерах тела устоя 3х1,2 м и 5х1,2 м приведены в табл.3.12 (вмм) и на графиках рис.3.18.Таблица 3.12Сваи / R, м2504007001000∞3х1,2 мHP360x152О508х12.732,923,618,817,314,828,221,517,416,214,85х1,2 мHP360x15220,419,418,918,717.2О508х12.718.917,316,916,716,1Из приведенных графиков видно, что при увеличении высоты тела устояот 3 до 5 при неизменной толщине 1,2 м перемещения верха интегральногоустоя при радиусах кривизны от 400 до 1000 м и трубчатых сваяхнезначительно меняются по величине от 17,3 до 16,7 мм.Рис.3.18. Графики результирующих перемещений верха устоя DХY приразмерах устоя 3х1,2 м и 5х1,2 м под действием постоянных нагрузок77 При уменьшении высоты тела устоя до 3 м перемещения верха устоязначительно меняются в диапазоне кривизны от 250- до 700 м, но длятрубчатых свай остаются меньше, чем для Н- образных на 15-20 %.Из полученных результатов можно сделать вывод о том, что прикривизне более 700 м достаточно иметь невысокие устои в 3 м, т.к.
увеличениеих высоты не ведет к уменьшению перемещений верха интегрального устоя.Такой результат отвечает большинству случаев, которые могут встретиться напрактике.Дополнительный учет временных нагрузок, помимо постоянных, всоответствии с сочетанием СН2 дает другую картину в перемещениях верхаустоя. Из графиков рис.3.11 и 3.19 ещё раз наглядно видно, чторезультирующие перемещения верха устоя уменьшаются при R более 400 м иувеличиваются при R=250 м.Рис.3.19.
Графики приращения величины результирующих перемещенийверха интегрального устоя при размере устоя 3х1,2 мНа графиках рис.3.19 D1 и D2 соответственно результирующиеперемещения верха устоя при сочетании нагрузок СН1 и СН2.78 Прирадиусахпролетногостроенияменее400мвоздействиеположительных температур изменяет перемещение т.15 устоя в сторонунасыпи подхода, а при радиусах более 250 м суммарные перемещениянаправлены в сторону пролета. Во всех случаях картина приращенияперемещений при высоте устоя 3 м более благоприятная, чем при болеевысоком устое в 5 м.Для принятой длины пролета расчеты показывают, что напряжения всваях интегральных устоев мало реагируют на изменение кривизныпролетного строения и размеры устоя.
Так для свай трубчатого сечения эпюрынормальных напряжений при высоте устоя 3 и 5 м под действием постоянныхнагрузок CH1 представлены соответственно на рис.3.20 и 3.15,б.Рис.3.20. Эпюры нормальных напряжений в сваях при размере устоя 3х1,2 мВ табл.3.13 показаны наибольшие напряжения в месте заделки свай втело устоя при размерах устоя 3х1,2 м и 5х1,2 м под действием постоянныхнагрузок.79 Таблица 3.13R,мσmax, МПа250224,15σmax, МПа228,58b x h = 3x1,2 м400700208,25201,58b x h = 5x1,2 м215,48213,281000198,27∞192,38208,34201,23Из приведенного таблицы видно, что наибольшие напряжения в местезаделки свай в тело устоя имеет тенденцию к уменьшению при уменьшениивысоты устоя. Такой результат еще раз показывает о целесообразностиприменения устоя с размером 3х1,2 м в уменьшении наибольшие напряженияв месте заделки свай в тело устоя под нагрузками.Рассмотрены разные значения высоты прямоугольных железобетонныхустоев (h) от 2 до 6 м и постоянной толщиной (b) 1,2 м для более точнойоценкивлиянияжесткостиустоевнанапряженно-деформированноесостояние.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
