Тема 5.7. Рамные и арочные ж/б мосты. Основные виды, конструкция. — КиберПедия

5.8.1 Мостовое полотно, его состав и характеристики.

 Мостовое полотно – совокупность элементов, расположенных на ПС, обеспечивающих условия безопасности движения транспорта и пешеходов и отвода воды. Мостовое полотно состоит из проезжей части с тротуарами, ограждающих устройств, деформационных швов, освещения, водоотвода, сопряжения моста с подходами.

Рис 132. Мостовое полотно:

1 — перильное ограждение; 2 — тротуарный блок; 3 — ограждение безопасности (бортовой камень, барьер); 4 — плита проезжей части; 5 — мачта освещения; 6 — элементы отвода; 7 — деформационный шов; 8 — выравнивающий слой (сточный треугольник — гидроизоляция; 10 — защитный слой гидроизоляции; 11 — покрытие; 12 — переходные плиты

В состав работ по устройству проезжей части входят:

— установка водоотводных трубок;

— нанесение цементной смазки (выравнивающего слоя);

— устройство деформационных швов;

— укладка гидроизоляционных слоев;

— устройство защитного слоя;

— устройство бордюрных элементов или ограждений;

— устройство покрытия проезжей части и тротуаров.

Водоотводные трубки очищают от грязи и ржавчины, покрывают битумным лаком снаружи и внутри и устанавливают в специальные отверстия в плите проезжей части до устройства смазки.

Расстояние между водоотводными трубками вдоль пролета не более 6,0 м при продольном уклоне до 5‰ и 12,0 м; при уклоне 5-10‰

1 — водоотводная трубка: 2 — одежда проезжей части

Выравнивающим подготовительным слоем устраняют все неровности и резкие перегибы, а в местах пересечения изолируемых поверхностей под углом создают плавные переходы радиусом 10-15 см.

Бетонную смесь готовят на мелких чистых заполнителях с введением воздухововлекающих, газообразующих и уплотняющих добавок с целью уменьшения водонепроницаемости и увеличения морозостойкости. Укладывают смесь, как правило, не допуская затирок и железнения поверхности с целью лучшей последующей пропитки бетонной поверхности битумным лаком. Зазор между двухметровой рейкой и поверхностью при контроле не должен превышать 3 мм. Выдерживают поверхность два-три дня.

По сухой чистой поверхности наносят грунтовку из двух слоев битумного лака не ранее чем за 4 ч и не позже чем за 16 ч до укладки изоляции. Состав битумного лака: одна часть битума и две части растворителя (по массе). Назначение грунтовки — обеспечить пропитку пор бетона, создать пленку для последующего приклеивания рулонного материала мастикой.

Битумную мастику наносят при рабочей температуре не ниже 150°С и не выше 170°С небольшими участками с передвижного гудронатора и разравнивают щетками. Уложенный рулонный материал разглаживают и прижимают шпателем. Наклеенные полотнища разглаживают и прикатывают ручным подогретым катком сначала вдоль оси полотна, а затем под углом к оси в 30-35°. Полотна перекрывают друг друга не менее чем на 10 см, продольные стыки устраивают вразбежку (минимум на 30 см). Стыки последующих слоев смещают по отношению к предыдущим на половину ширины полотна. Полотно гидроизоляции у водоотводной трубки разрезают от центра трубки секторообразно, и секторные лепестки заводят в раструб, подклеивают и зажимают стаканом. Возле тротуарного блока изоляцию поднимают вверх и приклеивают к боковой поверхности бортика.

В первую очередь укладывают гидроизоляцию в местах примыкания к скользящему деформационному шву, в местах закрытых деформационных швов и у водоотводных трубок.

Гидроизоляционное полотно в местах расположения закрытых деформационных швов заводят в углубление компенсатора и приклеивают мастикой по концам. Углубление компенсатора в нижней части заполняют слоем микроасбеста, а выше — мастикой. Концы компенсаторов отгибают и заводят в штрабы, устраиваемые в подготовительном слое.

Поверх гидроизоляции устраивают защитный слой бетона. Сначала укладывают арматурную сетку. Бетонную смесь для защитного слоя подвозят на автомобилях в бадьях непосредственно к месту укладки. Во избежание повреждения гидроизоляции под колеса автомобиля подкладывают колейные щиты из досок. Уплотняют бетонную смесь, как правило, виброрейкой, обеспечивая требуемый уклон.

Защитный слой следует выполнять из армированного бетона пониженной проницаемости толщиной не менее 40 мм. При устройстве цементобетонного покрытия допускается совмещать функции покрытия и защитного слоя. Выравнивающий слой в многослойной конструкции одежды следует выполнять из цементопесчаного раствора толщиной не менее 30 мм или асфальтобетона.

Покрытие на проезжей части следует предусматривать в виде двух слоев асфальтобетона общей толщиной не менее 70 мм из мелкозернистой смеси (рис. 133. а)в соответствии с категорией дороги — типа Б, В и Г не ниже II марки или из армированного цементобетона толщиной не менее 80 мм.

При применении материалов Изопласт и Мостопласт по согласованию с Заказчиком защитный слой может быть выполнен из асфальтобетона. В этом случае его толщину включают в состав асфальтобетонного покрытия, принимая его толщину равной 110 мм (рис.133. б).

Рис.133. Конструкция одежды проезжей части мостового полотна

1 — асфальтобетон 2 слоя > 70 мм; 2 — защитный слой > 40 мм; 3 — арматурная сетка; 4 — гидроизоляция; 5 — выравнивающий слой > 30мм; 6 — изолируемая поверхность.

На пролетных строениях дорог III-V категорий по согласованию с заказчиком допускается в качестве временной одежды ездового полотна применять сборные железобетонные плиты, укладываемые на выравнивающий слой толщиной 30-50 мм из пескоцементной смеси. При этом плиту проезжей части и боковые поверхности несущих конструкций, на которые может попасть вода, следует гидроизолировать. Полосы безопасности (предохранительные) и разделительные следует выделять покрытием из материалов разной фактуры или разметкой — сплошной маркировочной линией из износоустойчивых материалов.

На мостах, как правило, следует предусматривать на каждой стороне тротуары или служебные проходы, ограждаемые с наружных сторон перилами высотой 1,10 м.

На городских эстакадах, путепроводах и мостах грузовых дорог, изолированных от пешеходного движения, а также на мостовых сооружениях автомобильных дорог при интенсивности пешеходного движения 200 чел/сут и менее допускается предусматривать только служебные проходы. Ширина служебных проходов принимается равной 0,75 м.

Вне населенных пунктов при отсутствии пешеходного движения на мостовых сооружениях длиной до 50 м служебные проходы допускается не устраивать.

Ширину тротуаров следует назначать по расчету в зависимости от величины расчетной перспективной интенсивности движения пешеходов в час «пик». Расчетную пропускную способность пешеходной полосы шириной 0,75 м следует принимать равной 1500 чел/ч. Ширину многополосных тротуаров, как правило, следует назначать кратной 0,75 м, ширину однополосных тротуаров — не менее 1,0 м. На мостах, расположенных в городах, поселках и сельских населенных пунктах, ширину тротуаров следует принимать не менее 1,50 м.

Устройство тротуаров с шириной не кратной 0,75 м, обусловленное конструктивными соображениями, допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании и по согласованию с заказчиком. Со стороны проезда транспортных средств тротуары должны быть отделены от проезжей части ограждающими устройствами:

металлическими барьерными или железобетонными парапетами высотой 0,75 м на мостовых сооружениях автомобильных дорог I-III категорий и в городах;

то же высотой 0,6 м на мостовых сооружениях автомобильных дорог IV, V категорий, в поселках и сельских населенных пунктах;

колесоотбойным брусом высотой 0,25 м на деревянных мостах.

За высоту ограждения следует принимать расстояние от поверхности покрытия до верхней грани ограждения. Высота ограждений на мостовых сооружениях дорог промышленных предприятий должна назначаться не менее 1/2 диаметра колеса расчетного автомобиля, но не менее 0,75 м.

При отсутствии на мостовом сооружении тротуаров и служебных проходов ограждения должны быть установлены не ближе 0,5 м от края плиты пролетного строения и могут быть при этом совмещены с перильными ограждениями, устройство которых должно предусматриваться во всех случаях.

На разделительной полосе следует предусматривать ограждения в случае, если: ограждения имеются на разделительной полосе подходов; на разделительной полосе расположены элементы конструкций моста, опоры контактной сети, освещения и т.п.; конструкция разделительной полосы не рассчитана на выезд транспортных средств на полосу.

Ограждения на подходах к мостовым сооружениям следует устраивать на длине не менее 18 м от начала и конца сооружения, причем на первых 6 м они должны быть в одном створе с ограждениями на мостовом сооружении. Отгон в плане ограждений, устанавливаемых на мостовом сооружении, к ограждениям на обочинах дороги должен быть не более 1 : 20.

Конструкции деформационных швов должны не нарушать плавности движения транспортных средств и исключать попадание воды и грязи на опорные площадки и нижерасположенные части моста. При применении водопроницаемых швов следует предусматривать: возможность осмотра и ремонта конструкций швов сверху; отвод воды, проникающей через шов, с помощью лотков, имеющих уклон не менее 50 ‰; удобный осмотр и очистку лотков от грязи.

Цементобетонные покрытия над деформационным швом следует прерывать во всех случаях. Асфальтобетонные покрытия допускается устраивать непрерывными на дорогах I-III, категорий при перемещениях в шве не более 5 мм, на дорогах более низких категорий — до 10 мм.

Конструкции деформационных швов должны быть надежно закреплены в пролетных строениях. Перекрывающие элементы, скользящие листы или плиты следует прижимать к окаймлению с помощью пружин или другими способами, исключающими неплотное прилегание перекрывающих скользящих элементов. Различают закрытый, открытый, перекрытый шов.

Ездовое полотно и другие поверхности конструкций (в том числе и под тротуарными блоками), на которые может попадать вода, следует проектировать с поперечным уклоном не менее 20‰.

Продольный уклон поверхности ездового полотна на автодорожных и городских мостах, как правило, следует принимать не менее 5 ‰. При продольном уклоне свыше 10 ‰ допускается уменьшение поперечного уклона при условии, что геометрическая сумма уклонов будет не менее 20 ‰.

5.8.2 Водоотвод. Гидроизоляция, ее виды. Сопряжение моста с насыпью.

 Водоотвод – комплекс конструктивных мероприятий для быстрого удаления воды с моста. Поперечный уклон полотна – не менее 20%, продольный уклон – не менее 5%. Воду отводят через водоотводные трубки или через поперечные и продольные лотки. Расстояние между трубками вдоль пролета не более 6 м при продольном уклоне 5% и 12м при уклоне 5-10%. Лотки устраивают в местах сброса воды с пролетного строения на конус насыпи. Защитные выступы устраивают вдоль тротуаров с наружной стороны для предотвращения попадания влаги на нижние поверхности П.С. Неорганизованный сброс воды через тротуары (по всей длине пролетного строения) не допускается. Вода из водоотводных устройств не должна попадать на нижележащие конструкции, а также на железнодорожные пути и проезжую часть автомобильных дорог, расположенных под путепроводами. Верх водоотводных трубок и дно лотков следует устраивать ниже поверхности, с которой отводится вода, не менее чем на 1 см.

Гидроизоляция – конструктивный элемент, который защищает несущие конструкции от воздействия поверхностных вод. Гидроизоляция может быть обмазочная, оклеечная, мастичная.

Земляное полотно на протяжении 10 м от задней грани устоев должно быть уширено на 0,5 м с каждой стороны и иметь ширину не менее расстояния между перилами плюс 0,5 м с каждой стороны. Переход от увеличенной ширины к нормальной следует делать плавным и осуществлять на длине 15-25 м. В сопряжении автодорожных и городских мостов с насыпью следует, как правило, предусматривать укладку железобетонных переходных плит. Длину плит следует принимать в зависимости от ожидаемых осадок грунта под лежнем плиты и назначать, как правило, не более 8м.

Гравийно-песчаная подушка под лежнем плиты должна всей своей площадью опираться на дренирующий грунт или на грунт насыпи ниже глубины промерзания. При слабых глинистых грунтах в основании насыпи лежни переходных плит следует укладывать с учетом возможной их осадки в размере 0,5-0,7 % высоты насыпи.

 Откосы конусов у мостов и путепроводов должны быть укреплены на всю высоту. Типы укреплений откосов и подошв конусов и насыпей в пределах подтопления на подходах к мостам и у труб, а также откосов регуляционных сооружений следует назначать в зависимости от их крутизны, условий ледохода, воздействия волн и течения воды при скоростях, отвечающих максимальным расходам во время паводков. Отметки верха укреплений должны быть выше уровней воды, отвечающих указанным выше паводкам, с учетом подпора и наката волны на насыпь:

у больших и средних мостов — не менее 0,50 м; у малых мостов и труб — не менее 0,25 м.

Вопросы для самоконтроля:

1. Состав мостового полотна.
2. Элементы водоотвода.
3. Сопряжение моста с насыпью.

5.9.1 Особенности расчета ж/б конструкций. Стадии работы ж/б балки прямоугольного сечения, работающей на изгиб с ненапрягаемой арматурой.

 Расчет элементов ж/б конструкций имеет специфические особенности, связанные с тем, что в ж/б совместно работают два совершенно разные материала: бетон и сталь.

Все элементы конструкций мостов и труб, выполненные из бетона и железобетона, рассчитывают по двум предельным состояниям.

По первому предельному состоянию элемент рассчитывают на прочность и устойчивость в стадии эксплуатации, предварительного напряжения, транспортирования, хранения и монтажа.

Расчет по второму предельному состоянию производят:

1) по образованию поперечных и наклонных трещин в предварительно напряженных железобетонных конструкциях на стадиях эксплуатации, предварительного напряжения, транспортирования, хранения и монтажа;

2) по ограничению раскрытия поперечных и наклонных трещин в железобетонных конструкциях с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой на стадиях эксплуатации, изготовления и монтажа;

3) по образованию продольных трещин в предварительно напряженных железобетонных конструкциях на стадиях предварительного напряжения, транспортирования, хранения и монтажа, а также в бетоне на стадии эксплуатации;

4) по ограничению деформаций бетонных и железобетонных конструкций на стадиях эксплуатации, изготовления и монтажа.

Расчет элементов железобетонных конструкций имеет специфические особенности, связанные с тем, что в железобетоне совместно работают два разных материала — бетон и сталь.

Работу железобетонных элементов рассмотрим на примере железобетонной балки, изгибаемой внешними нагрузками и имеющей в. нижней зоне ненапрягаемую арматуру (рис.134, а-в).

При небольшой нагрузке и малых напряжениях балка работает как упругий брус, причем бетон участвует в работе на растяжение совместно с арматурой. Эпюра напряжений в сечении имеет прямолинейное очертание (1 стадия);

При дальнейшем росте нагрузки напряжения в растянутой зоне достигают предела прочности бетона и в нем начинают появляться трещины. Растянутая зона бетона выключается из работы и все растягивающие усилия передаются на арматуру. Эпюра напряжений в сечении имеет криволинейное очертание (2 стадия);

Если продолжать нагрузку, то наступит предел текучести в арматуре. Наступает полное разрушение элемента. Состояние элемента в момент, когда напряжения в арматуре достигают предела текучести, а в бетоне – предела прочности, называют стадией разрушения (3 стадия).

Рис.134. Схема работы железобетонной балки под нагрузками

1 — ненапрягаемая арматура; 2 — сжатая зона бетона; 3 — растянутая зона бетона с трещинами; 4 — ненапрягаемая арматура в трещинах; 5 — область разрушения бетона в сжатой зоне; 6 — ненапрягаемая арматура в трещинах, достигшая предела текучести.

5.9.2 Расчетная формула для проверки прочности центрально сжатого элемента, ее составляющие.

 Центрально сжатые ж/б элементы рассчитывают исходя из условия, что сжимающее усилие N в элементе не должно превышать расчетного сопротивления сечения элемента, слагающегося из расчетных сопротивлений бетона Rб и Аб и арматуры Rа и Аа. При этом учитывают и влияние продольного изгиба. Расчетная формула для проверки прочности центрально сжатого элемента имеет вид:

N ≤ (Rб Аб Rа Аа) φ,

где Аб и Аа – площади сечения бетона и арматуры;

Rб – расчетное сопротивление бетона на осевое сжатие;

 Rа – расчетное сопротивление арматуры;

φ – коэффициент понижения несущей способности при проверке устойчивости сжатых элементов, называемый коэффициентом продольного изгиба.

Для элементов прямоугольного сечения коэффициент φ можно определить по отношению свободной длины к наименьшему размеру b поперечного сечения.

Так как прочность бетона на растяжение мала, то, если в конструкции приходится устраивать работающие на растяжение ж/б элементы (затяжки, подвески), их рассчитывают, предполагая, что все растягивающее усилие передается арматуре. Формула прочности центрально растянутого ж/б элемента выглядит так:

 N ≤ Rа Аа

5.9.3 Условие равновесия моментов внутренних и внешних сил относительно центра тяжести арматуры.

3. При одновременном действии сжимающей силы и изгибающего момента элемент работает на внецентренное сжатие.

Изгибающие моменты невелики и сжимающие напряжения в бетоне при стадии разрушения условно считают равномерно распределенными по всему сечению и равными пределу прочности бетона на осевое сжатие.

Прочность сечения проверяют, пользуясь условием равновесия моментов внутренних и внешних сил относительно центра тяжести арматуры Аа, более удаленной от сжимающей силы N:

N·е ≤ Rб·S0 Ra·Sa,

где е – расстояние точки приложения силы N от центра тяжести арматуры Аа

S0 – статический момент площади всего сечения бетона, относительно центра тяжести арматуры Аа

Sa — статический момент площади сечения всей арматуры относительно центра тяжести арматуры Аа

Вопросы для самоконтроля:

1. Особенности расчета ж/б конструкций.
2. Расчетная формула для проверки прочности центрально сжатого элемента.

3. Условие равновесия моментов внутренних и внешних сил относительно центра тяжести арматуры.

6.1.1 Опоры. Назначение и требования.

 Опоры, являясь основной частью моста, по затрате труда, материалоемкости и стоимости работ составляют 60-70% от общих затрат на все сооружение.

Назначение опор – воспринимать нагрузки от пролетных строений и вместе с собственным весом передать их основанию. Кроме этого на опоры воздействует ряд внешних факторов – давление от льда, ветра, грунта, навала судов и т.д.

 Опоры мостов должны отвечать ряду эксплуатационных требований: обеспечить безопасный пропуск вод, надежную работу при ледоходах, обеспечение видимости и беспрепятственного проезда под путепроводами, эстакадами, устойчивость против выветривания, истирания поверхности.

Рис. 135. Нагрузки, действующие на опоры.

1-береговая опора; 2-промежуточная опора; А1,А2,А3 – вертикальные силы от ПС; Е и Т – горизонтальные силы от давления грунта и торможения.

6.1.2 Опорные части и подферменники.

2. Балочные ПС опираются на опоры при помощи опорных частей. Опорная часть – элемент моста, передающий опорные давления ПС на опоры и обеспечивающие угловые и линейные перемещения ПС. Опорная часть устанавливается на подферменную площадку, устраиваемую на насадке (ригеле) или оголовке массивной опоры.

Плитные и ребристые пролетные строения с пролетами по 10-12 м можно укладывать на опоры с прокладкой двух слоев рубероида или гидроизола. Вместо гидроизола для небольших пролетов можно устраивать опорные части из металлических листов (рис.136, а). В этом случае на неподвижной опоре укладывают один опорный лист толщиной 10-20 мм, а на подвижной — два листа, скользящие друг по другу. К листам приваривают арматурные стержни, закрепленные в бетоне балки и опоры.

Рис.136. Опорные части

1 — стальные листы; 2 — арматурные стержни; 3 — стальной лист.

При пролетах 9-18 м применяют тангенциальные опорные части, из двух стальных подушек (см. рис.137), верхняя из которых имеет плоскую поверхность, а нижняя — цилиндрическую, обеспечивающую свободный поворот конструкции. В неподвижной опорной части устраивают потайной штырь или закраины против сдвига верхней подушки по нижней. В подвижных опорных частях штырь не делают и смещение происходит за счет скольжения верхней подушки по нижней.

При пролётах более 18 м для уменьшения трения устраивают стальные катковые или валковые опорные части. По конструкции стальные опорные части аналогичны опорным частям металлических мостов.

Рис.137. Опорные части

1 — арматурные стержни; 2 — плоская стальная подушка; 3 — стальная подушка с цилиндрической поверхностью; 4 — потайной штырь.

Широко применяемые резиновые опорные части (рис.136, б) состоят из перемежающихся слоев синтетического каучука (наирита или неопрена) и стальных листов, связанных между собой вулканизацией. Такие опорные части дешевы, требуют мало металла, их легко устанавливать и заменять, они обеспечивают необходимую подвижность пролетного строения. При горизонтальном перемещении балки резиновая опорная часть дает деформации сдвига (см. рис.136, б), не оказывая этому особого сопротивления. Деформации сжатия от вертикального усилия в таких опорных частях незначительны.

В мостах, где расстояние между крайними опорными частями в направлении поперек пролета не превышает 10-12 м, опорные части можно ориентировать только на восприятие продольных деформаций конструкции вдоль ее пролета. При большем расстоянии между опорными частями нужно учитывать, что температурные деформации пролетных строений будут возникать не только вдоль, но и поперек пролета. Соответственно конструкция опорных частей должна обеспечивать свободу перемещениям в двух направлениях или под углом к оси моста. Наиболее приспособлены к этому резиновые опорные части. Они же обладают способностью гасить колебания пролетных строений от проезда автомобилей и уменьшать передачу динамических воздействий на расположенные ниже опоры.

Опорную часть можно располагать непосредственно на верхней плоскости опоры, если до любой грани опоры от любой грани опорной части сохраняется расстояние не менее 15 см. Если это условие не соблюдено, а также если поверхность опоры не приспособлена или не удобна для непосредственной установки опорных частей, под ними устраивают подферменники или ригель (оголовок).

Подферменник представляет собой прямоугольный выступ из тела опоры, монолитно с ней соединенный и армированный сетками ненапрягаемой арматуры. Сетки усиливают бетон подферменника их количество устанавливают расчетом на местное смятие бетона. Подферменник имеет ровную поверхность для размещения опорной части и способствует распределению концентрированного усилия опорной реакции пролетного строения на опору. Подферменник должен выступать в плане из-под нижней плиты опорной части в любом направлении не менее чем на 15 см. Расстояния между соседними торцами балок двух смежных пролетных строений или между торцом балки и устоем должны быть не менее 5 см.

Все эти размеры вместе с размерами опорных частей и расстояниями между ними вдоль и поперек оси моста позволяют определить необходимые размеры верхней части опоры как по фасаду моста, так и в поперечном направлении.

6.1.3 Промежуточные опоры.

     Промежуточные опоры мостов через реки кроме передачи нагрузок должны учитывать водный и ледовый режим рек. По материалу опоры выполняют из бетона, обычного и предварительно напряженного железобетона, для виадуков и путепроводов чаще под пешеходную нагрузку иногда применяют металлические опоры. В эксплуатации встречаются каменные опоры, или бетонные и железобетонные с каменной облицовкой. По изготовлению опоры бывают монолитные, сборные и сборно-монолитные. Монолитные сооружают на месте, сборные выполняют из блоков на полигонах и заводах, затем привозят и устанавливают краном на место. Сборно-монолитные опоры выполняют из пустотелых блоков, которые заливают потом бетоном из более низких марок или бутобетоном с крупным камнем. Конструктивно опора состоит из фундамента, тела опоры и оголовка, включающего подферменную плиту и подферменники для установки опорных частей

Типы опор

Промежуточные опоры

Устраивается при а/б покрытии на жестком или полужестком основании с наклоном 1:12 и заглублением конца до 70см.

Подходы к мосту – участок земполотна дороги, примыкающей к мосту и служащий для въезда и съезда с моста транспортных средств. Как правило, к подходам относят участок дороги, расположенный в границах разлива (поймы) реки. Подходы к мосту состоят из насыпей или выемок на спусках к реке при крутых берегах. Конструкция земполотна та же, что и на дороге, за исключением подтапливаемых участков, где соблюдаются повышенные требования к грунту.

При высоких насыпях, для обеспечения их устойчивости и создания условий для содержания устраивается промежуточная горизонтальная площадка (берма).

Профиль насыпи	Условия применения
	при высоте насыпи до 6 м крутизна откосов принимается 1:15	На незатапливаемых участках
	крутизна верхней части откоса на высоту 6-8 м принимают 1:2, а затем через каждые 6-8 м крутизну откосов уменьшают на 1/4	Откосы насыпи подтапливаются почти на всю высоту, в т.ч. из-за набега воды
	крутизну надводной части верха откосов на высоту 6-8 м принимается 1:1,5, а затем через каждые 6-8 м уменьшается на 1/4. Подтапливаемая часть — крутизна откосов 1:2 и менее.	На участке частично подтапливаемой насыпи, при пересечении проток, стариц, озер
	При устройстве берм их ширину назначают, как правило, 4 м	При высоких насыпях, для обеспечения их устойчивости и создания условий для содержания

       Ограждения на подходах устраиваются барьерного или парапетного типа при высоте насыпи более 3м. В пределах переходных плит принимается тот же тип ограждения, что и на мосту и в одном уровне. Отгон в плане ограждений, устанавливаемых на мосту, к ограждениям на дороге должен быть с тангенсом не более 1:20.

Вопросы для самоконтроля:

1. Назначение опор, требования, предъявляемые к ним.

2. Назначение опорных частей, их виды.

3. Конструкция береговых и промежуточных опор.

4. Устройство сопряжения моста с насыпью. Подходы.

6.2.1 Сбор нагрузок на опору моста.

   Опоры мостов рассчитывают на общую устойчивость против опрокидывания и сдвига, на прочность тела опоры, его фундамента и основания.

На опору действуют вертикальные и горизонтальные усилия. Вертикальные усилия слагаются из собственного веса опоры и пролетных строений и временной подвижной нагрузки. Горизонтальные усилия возникают от действия сил торможения, центробежных сил на кривых в плане мостах, поперечных воздействий движущейся нагрузки, ветровой нагрузки, навала судов и давления льда. На устои действует также горизонтальное давление грунта насыпи.

Различные сочетания этих нагрузок вызывают в теле опоры и в основании продольные сжимающие силы и изгибающие моменты, т. е. опора работает как внецентренно сжатый элемент. Изгиб опоры может происходить в направлениях как вдоль, так и поперек пролета моста.

При расчете опор различают основные и дополнительные сочетания нагрузок, отличающиеся вероятностью одновременного их совпадения.

   При расчете промежуточных опор балочных мостов учитывают следующие виды силовых воздействий: собственный вес опоры -G; опорные давления от веса пролетных строений и мостового полотна – Gп1, Gп2, Gп3; опорные давления от временной подвижной нагрузки – V1, V2, V3; тормозные силы –Q1 и Q2; ветровые нагрузки –q1 и q2; давление льда – vh1 и vh2; нагрузка от навала судов – С; поперечные удары подвижной нагрузки F.

   При определении собственного веса опоры используют предварительно назначенные размеры, а вес пролетных строений берут из типовых проектов. Давление льда может быть направлено как поперек, так и вдоль моста и в уровне высокого и низкого ледохода. Нагрузка от навала судов действует также в двух направлениях и принимается на уровне РСГ. Продольное давление ветра принимается в размере 60% от поперечного давления. Тормозные силы полностью передаются через неподвижные опорные части.

    При расчете промежуточных опор принимают следующие сочетания нагрузок:

· только постоянные нагрузки;

· постоянные нагрузки временная подвижная нагрузка тормозная сила ветровая нагрузка (вдоль и поперек моста).

Береговые опоры (устои) рассчитывают только на нагрузки, действующие вдоль моста. Кроме перечисленных выше нагрузок, на устой действуют еще вертикальные рv и горизонтальные  vh давления грунта.

При расчете устоев принимают следующие сочетания нагрузок:

· только постоянные нагрузки;

· постоянные нагрузки временная подвижная нагрузка на пролетном строении тормозная сила;

· постоянные нагрузки временная, расположенная на призме обрушения.

6.2.2 Последовательность расчета промежуточных опор.

 Расчет опор производится по обрезу и по подошве фундамента по первому предельному состоянию: прочности и по устойчивости положения на расчетные нагрузки с коэффициентами перегрузки.

Расчет по прочности сечений внецентренно сжатых элементов производится, при малых эксцентриситетах по формуле:

N·e                           

——≤Rпр;

φS0

при больших эксцентриситетах по формуле:

N

——≤Rи;          признаком малого эксцентриситета является условие Sс> 0,8S0

φ·Ас

N –нормальное усилие; φ –коэффициент понижения несущей способности сжатых элементов или коэффициент продольного изгиба (СНиП 2.05.03-84* табл. 36,37); е – эксцентриситет, расстояние от точки приложения нормального усилия N до менее напряженной грани сечения; S0 – статический момент площади А относительно менее напряженной грани сечения; Sс –статический момент площади сечения сжатой зоны бетона Ас относительно менее напряженной грани сечения; Rпр и Rи –расчетные сопротивления, на осевое сжатие и сжатие при изгибе (СНиП 2.05.03-84* табл. 23). b –наименьший размер поперечного сечения элемента; l0 – свободная длина элемента.

Исходные данные:

На двухпролетном мосту на промежуточную опору с прямоугольным сечением в плане опираются два ж/б ПС заданной длиной и расчетными пролетами l1иl2 м. Материал опоры бетон заданной марки с Rпр и Rи.

Постоянная нагрузка: полный вес ж/б ПС заданной длины, в том числе вес мостового полотна и перил. Определяем нагрузку на 1 п.м.; заданы размеры опоры – b (ширина опоры по фасаду моста), а (ширина опоры по фасаду), l (высота опоры по обрезу фундамента), временная подвижная нагрузка.

.

тогда, вышеуказанные формулы приобретают вид: при малых эксцентриситетах

N        2е0                   

—— (1 ——-)≤Rпр;

φА        b

        М

где е0=——— — эксцентриситет приложения продольной силы;

         N

М –момент действующих сил относительно центра тяжести сечения;

 b – размер опоры по ширине; А – площадь всего сечения;

при больших эксцентриситетах

N        N 

——= ——————- ≤Rи;     признаком малого эксцентриситета является условие    

φ·Ас φ·А(1 2е0/ b)                                 е0≤ 0,225 b    

Проверяем опору в направлении вдоль моста. Основные сочетания нагрузок: постоянная нагрузка и временная на одном из пролетов.

Проверка напряжений по обрезу фундамента.

Площадь сечения по обрезу фундамента А= b · а

                                                 а·b³                  

Момент инерции сечения I=————

                                                  12

определяем собственный вес опоры в т с удельным весом ж/бетона 2,5т/м³;

расчетный вес с учетом коэффициента перегрузки в т

Давление от веса пролетного строения:

   (п·р1 п·р2)L    

Gр=——————,т

            2                              

где п – коэффициенты перегрузки, для мостового полотна – 1,3, для ПС – 1,1

коэффициент понижения несущей способности определяется l0=2хl

l0       

—=—            (φ по СНиП 2.05.03-84* табл. 36,37)

b      

Давление от временной подвижной нагрузки:

       v·L          

V =п·———-,т

          2                  

v — временная эквивалентная нагрузка (табл. 1 СНиП 2.05.03-84*)

п – коэффициент перегрузки для временной нагрузки при основных сочетаниях нагрузок (СНиП 2.05.03-84*)

сумма вертикальных сил

N=расчетный вес опоры с учетом коэффициента перегрузки давление от веса пролетного строения давление от временной подвижной нагрузки в т.

Момент относительно центра тяжести сечения от временной нагрузки на втором пролете:

М= V· е= в тм

                                                                         М          

                                             эксцентриситет е=——-= должен быть < 0,225b

                                                                                N         

При малом эксцентриситете напряжения определяются по формуле:

N        2е0                         

—— (1 ——-)≤Rпр;        

φА        b      

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие усилия действуют на опору?

2. Сочетания нагрузок при расчете промежуточных опор и устоев.

3.  Последовательность расчета промежуточных опор.

 Раздел 7. Металлические мосты.       

7.1.1 Особенности, преимущества и недостатки металлических мостов.

 Металл один из наиболее совершенных материалов, применяемых для строительных конструкций. Металл как строительный материал для мостов применяется очень давно. В мостах металлическими делают пролетные строения, опоры же устраивают бетонными, ж/б или каменными. В редких случаях опоры могут быть металлическими (особо высокие мосты, виадуки, путепроводы и эстакады).

Рис.140. Металлический арочный мост через реку

Рис.141. Висячий металлический мост пролетом 1298 м

Достоинства металлических мостов:

· возможность максимальной индустриализации изготовления (поточное изготовление элементов на заводах);

· скоростной монтаж из готовых элементов, в том числе укрупненными блоками;

· снижение транспортных расходов;

· отсутствие работ по омоноличиванию на стройплощадках;

· значительная простота восстановления по сравнению с железобетонными мостами.

Эти преимущества в сочетании с высокой удельной прочностью металлов (высокой прочностью при малом весе металлических конструкций) определили область применения металлических мостов:

· большие и средние пролеты преимущественно под железную дорогу;

· на автодорогах и в городах – благодаря легкости конструктивных форм и архитектурным достоинствам.

Существенный недостаток металлических – это коррозия металла от атмосферных воздействий. Особенно неблагоприятны условия работы металла при наличии сернистых газов (например в путепроводах над неэлектрофицированными ж/д путями), или соляной пыли (на морском побережье).

7.1.2 Классификация металлических мостов по статической схеме, уровню проезда, конструкции, применению и назначении.

 По статической схеме металлические мосты разделяются на:

1. балочные;

2. рамные;

3. арочные;

4. висячие;

5. вантовые;

6. комбинированных систем.

1. На автомобильных дорогах применяют преимущественно неразрезные, реже консольные балочные пролетные строения пролетами более 60-80м с двутавровыми или коробчатыми балками.

2. Стальные рамы применяют для автодорожных виадуков больших пролетов.

3. Арочные металлические мосты пролетами от 70 до 500м строят, как правило, двухшарнирными; бывают мосты со сплошными и со сквозными арками.

4. Висячие и вантовые мосты строят преимущественно в городах и достигают пролетов 350м (вантовые) и 1500м (висячие).

5. Мосты комбинированных систем (фермы с жестким нижним поясом, гибкие арки с балкой жесткости и т.п.) выполняют из металла в случае явного экономического перед ж/б пролетами превышающими 100-120м.

К особым системам относятся разводные мосты, строящиеся только металлическими в больших городах и в устьях крупных рек, куда заходят морские суда с большим подмостовым габаритом (до 40м), если по экономическим или архитектурным соображениям устройство неподвижного моста с высокими насыпями нецелесообразно.

По уровню езды металлические мосты бывают с ездой понизу, поверху и посередине.

По назначению они разделяются на ж/д, а/д, под совмещенную езду, городские, пешеходные и под трубопроводы.

По виду соединений металлические мосты бывают клепанными, сварными, а также со сварными элементами, соединяемыми в узлах на заклепках (клепано-сварные) и на высокопрочных фрикционных болтах (болто-сварные).

По конструкции металлические пролетные строения бывают со сквозными (решетчатыми) фермами и со сплошными фермами(балками).

7.1.3 Материалы и способы соединения элементов металлических мостов.

 Основным материалом металлических мостов является сталь, подразделяемая по прочности на классы. Класс обозначают дробью: в числителе указывают предел прочности, а в знаменателе – предел текучести стали в кгс/мм².

В современном мостостроении для несущих конструкций применяют углеродистую сталь класса С38/23 марок Ст3 мост (для клепанных) и М16С (для сварных элементов).

Для соединений элементов стальных конструкций материалы выбирают в зависимости от прочности основного металла и района постройки моста (обычное или «северное» исполнение). Основным видом монтажных соединений в настоящее время являются высокопрочные фрикционные болты из термообработанной стали. Эти болты, затянутые до нормативной величины натяжения, передают усилия в соединениях элементов благодаря трению по соприкасающимся плоскостям. При этом сам болт является предварительно напряженным элементом и работает на растяжение, а соединяемые им поверхности – на трение.

Вопросы для самоконтроля:

1. Особенности, преимущества и недостатки металлических мостов.
2. Классификация металлических мостов по статической схеме, уровню проезда, конструкции, применению и назначении.
3. Материалы и способы соединения элементов металлических мостов.

7.2.1 Системы мостов со сплошными главными балками. Их высота.

 Мосты со сплошными главными балками имеют пролетные строения разрезной, неразрезной и консольной систем.

1. Разрезные балки для упрощения конструкции и облегчения изготовления делают с параллельными поясами, т.е постоянной высоты.

высота сплошных балок принимается 1/10 – 1/16 L

2. В неразрезных конструкциях постоянная высота балок применяется в пролетах до 50-60м. Для больших пролетов над промежуточными опорами, где возникают большие отрицательные моменты, нижнему поясу придается ломанное очертание в пределах надопорных участков.

 Крайние пролеты неразрезных балок целесообразно делать меньшими, чем средние, принимая отношение L1 : L2 = 0,7 ÷ 0,8. В целях уменьшения высоты главных балок в среднем пролете трехпролетных мостов крайние пролеты можно довести до L1 : 0,5L2 и менее. Этим достигается увеличение степени защемления опорных сечений среднего пролета и уменьшение изгибающего момента в его середине. Высота сплошных балок в середине пролета принимается 1/16 – 1/20 L и менее.

3. В консольных конструкциях балкам придается криволинейное очертание.

Все геометрические параметры и требования применимы как и в неразрезных конструкциях.

7.2.2 Конструкция и достоинства сплошных главных балок.

 Конструкция балок со сплошной стенкой в поперечном сечении представляет собой двутавр. В клепанных балках сечение составляют из вертикального листа, четырех поясных уголков и горизонтальных листов.

Толщину вертикального листа, размеры поясных уголков, ширину и толщину горизонтальных листов назначают по расчету, принимая во внимание ряд конструктивных требований. Изменение момента инерции по длине балки осуществляют изменением числа горизонтальных листов. При большой высоте балок (более 1,8-2,0м) вертикальную стенку составляют из двух листов с двухсторонними накладками.

Сварные балки образуют из вертикального листа и приваренных к нему горизонтальных листов. Если требуемая толщина пояса сварной балки превышает 40-50мм, то его образуют из двух листов.

Главное достоинство сплошных балок – простота их конструкции, изготовления и монтажа. Кроме того, пролетные строения со сплошными балками имеют небольшую строительную высоту, что облегчает устройство мостов с ездой поверху. Несмотря на несколько большую затрату металла по сравнению со сквозными фермами, балки сплошного сечения применяют для пролетов 60-80м, а в отдельных случаях и значительно больших. Преимущества сплошных балок особенно проявляются в мостах со сварными соединениями. 

Вопросы для самоконтроля:

1. Системы мостов со сплошными главными балками. Их высота.
2. Конструкция и достоинства сплошных главных балок.

7.3.1 Характер работы и конструкция сталежелезобетонных пролетных строений.

 В сталежелезо/б конструкциях ж/б плита проезжей части включена в совместную работу с главными металлическими балками путем жесткого объединения. Конструкция ж/б плиты воспринимает сжимающие напряжения, металлические балки в основном работают на растяжение. Объединение ж/б плиты со стальными балками достигается применением особых упоров или фрикционных соединений, воспринимающих сдвигающую силу при работе объединенной конструкции на изгиб. Стальные балки воспринимают почти всю постоянную нагрузку, а объединенная конструкция – временную нагрузку и часть постоянной нагрузки: вес выравнивающего и защитного слоев бетона, гидроизоляции, дорожного покрытия. При этом общий вес конструкции увеличивается, но за счет включения плиты в работу достигается экономия стали до 10-15% из-за уменьшения сечения верхних поясов балок, а также из-за снижения высоты балок, жесткость которых при включении плиты в работу значительно повышается.

Рис.142. Элементы объединения железобетонной плиты с металлическими балками

1 — железобетонная плита; 2 — металлическая балка; 3 — уголковый коротыш.

Так как железобетонная плита сильно разгружает верхние пояса металлических балок, сечение их обычно делают значительно меньшим, чем нижних поясов. Железобетонную плиту устраивают сборной или монолитной. В нашей стране применяют конструкции преимущественно со сборной плитой (рис.143), а за рубежом распространены с монолитной плитой (рис.144, а, б)

Рис.143. Поперечные сечения пролетных строений объединенной конструкции

1 — главная балка; 2 — продольная балка проезжей части; 3 — поперечный шов; 4 — сборная железобетонная плита; 5 — окно в железобетонной плите; 6 — паз в железобетонной плите.

7.3.2 Соединительные элементы. Гибкие и жесткие арматурные упоры. Болтовые соединения и металлические закладные части.

 Плиту включают в совместную работу с главными балками или также и с балками проезжей части: продольными (см. рис.143), поперечными (см. рис.144, б). Для связи между железобетонной плитой и металлическими балками устраивают специальные соединительные элементы — жесткие металлические упоры, гибкие арматурные выпуски, металлические закладные части, высокопрочные болты.

Рис.144. Поперечные сечения пролетных строений объединенной конструкции

1 — главная балка; 2 — коробчатая главная балка; 3 — монолитная железобетонная плита; 4 — поперечная балка проезжей части.

Жесткие металлические упоры приваривают к верхнему поясу балки так, что они входят в бетон плиты и препятствуют ее сдвигу по балке. Жесткие упоры делают из уголков (рис.142, б), укрепляя в необходимых случаях их вертикальную полку ребрами жесткости (рис.145, б). Чтобы лучше передавать сосредоточенные усилия, упор полезно несколько повышать, располагая его в толще бетона плиты (рис.145, а); упоры в этом случае сваривают из листовой стали. При сборной конструкции железобетонной плиты в ее блоках делают окна или пазы, размещенные так, чтобы в них входили жесткие упоры балок (см. рис.143). Заполняя эти окна бетоном, достигают объединения плиты с балками.

Рис.145. Элементы объединения железобетонной плиты с металлическими балками

1 — железобетонная плита; 2 — металлическая балка; 3 — ребро жесткости; 4 — сварка сопротивлением.

Гибкие арматурные выпуски делают из арматурных стержней обычно в виде петель (рис.146, а), входящих в бетон плиты. Приваривать арматурные выпуски к поясу балки на заводе нежелательно, так как при перевозке их легко повредить. Неудобно и трудоемко приваривать их и на монтаже, поэтому лучше приваривать арматурные выпуски к специальным листам (см. рис.146, а). Такие монтажные элементы надо приваривать или прикреплять высокопрочными болтами к балке на месте сборки конструкции. За рубежом довольно распространено объединение плиты с металлическими балками при помощи стальных стержней с головками (рис.145, в). Эти стержни приваривают на месте монтажа к верхнему поясу балки сваркой сопротивления с помощью ручных аппаратов.

Рис.146. Элементы объединения железобетонной плиты с металлическими балками

1 — железобетонная плита; 2 — металлическая балка; 3 — монтажный шов; 4 — закладная часть; 5 — жесткий упор; 6 — высокопрочный болт; 7 — цементная подливка или слой эпоксидного клея.

Металлические закладные части применяют для ускорения объединения сборной железобетонной плиты с металлическими балками. В этом случае на краях блоков плиты ставят надежно связанные с арматурой металлические листы так, чтобы после укладки блоков на балки их можно было удобно приварить к верхним поясам балок (рис.146, б). Верхнюю арматуру блоков плиты обычно соединяют сваркой или петлевыми стыками.

Для объединения железобетонных плит с металлическими балками в последние годы получили распространение высокопрочные болты. Болты ставят в отверстия, сделанные в плите и поясных листах металлических балок (рис.146, в), и натягивают так, чтобы созданная ими связь сохранилась после окончания деформаций усадки и ползучести бетона плиты.

7.3.3 Преимущества ортотропных плит, их конструкция, типы, элементы и их размеры.

 Коробчатые пролетные строения с ортотропной плитой (металлическая плита проезжей части) отличаются высокой заводской готовностью, снижением расхода металла, значительным повышением вертикальной, горизонтальной и особенно крутильной жесткости, а также упрощением транспортирования и монтажа.

Автодорожные мосты коробчатого типа с ортотропной плитой проезжей части получили широкое распространение благодаря названным выше преимуществам для пролетов более 60-80м.

В поперечном сечении, в зависимости от ширины моста, устраивают 1-2 коробки шириной по 4-5м и высотой 1:20-1:30 пролета.

Рис.147. Поперечные сечения пролетных строений с коробчатыми главными балками (ортотропная плита).

1 — металлический настил проезжей части, входящий в состав коробчатой главной балки; 2 — коробчатая главная балка.

Ортотропную плиту покрывают асфальтобетоном с полимерными добавками толщиной около 5см, толщина верхнего стального листа составляет 12-14мм, стенок продольных ребер 8-10мм, поперечных 12мм.

Рис.148. Типы продольных ребер металлических ортотропных плит:

а – открытого типа; б – закрытого типа

1-ребра из полосы, 2-из полосы с бульбой, 3-из тавра, 4-изшвеллера, 5-из уголка, 6-из двутавра, 7- квадратного, 8- полукруглого, 9- трапециедального, 10- треугольного (V-образного) сечения.

Вопросы для самоконтроля:

1. Характер работы и конструкция сталежелезобетонных пролетных строений.

2. Соединительные элементы. Гибкие и жесткие арматурные упоры. Болтовые соединения и металлические закладные части.

3. Преимущества ортотропных плит, их конструкция, типы, элементы и их размеры.

7.4.1 Основные виды решетчатых ферм металлических балочных пролетных строений.

 Для перекрытия пролетов, превышающих 50-60 м, сквозные фермы обычно требуют меньшей затраты металла, чем балки со сплошной стенкой, однако изготовление и сборка сквозных ферм сложнее и дороже, чем сплошных балок, поэтому пролетные строения со сквозными фермами экономически целесообразны для пролетов более 60-80 м, преимущественно в мостах с ездой понизу.

    В автодорожных мостах металлические пролетные строения со сквозными фермами в большинстве случаев устраивают балочно-разрезной или балочно-неразрезной системы. Реже применяют консольные пролетные строения.

Рис.149. Схемы пролетных строений с балочными фермами

1 — жесткий нижний пояс; 2 — поперечные балки проезжей части.

Главные фермы мостов с ездой поверху, как правило, делают с параллельными поясами и треугольной решеткой. Фермы с параллельными поясами просты по конструкции, имеют одинаковые длины элементы поясов и решетки, а также однотипные узловые соединения. Высоту h разрезных ферм (рис.149, а) автодорожных мостов с ездой поверху принимают в пределах , а неразрезных (рис.149, б) до  от пролета . Лишь при пролетах более 80-100 м в неразрезных пролетных строениях целесообразно увеличивать высоту ферм над промежуточными опорами на 20-50% по отношению к их высоте в пролетах.

Рис.150. Схемы пролетных строений с балочными фермами

1 — жесткий нижний пояс; 2 — поперечные балки проезжей части; 3 — усилия, передаваемые поперечными балками главным фермам.

Главные фермы пролетных строений с ездой понизу при пролетах до 80-100 м имеют параллельные пояса (рис.149, в, г). При больших пролетах для экономии металла выгоднее увеличивать высоту главных ферм к середине пролета, придавая верхнему поясу полигональное очертание (рис.150, а). Если при этом расположить узлы верхнего пояса по круговой кривой, то его элементы можно сделать равными по длине S с одинаковыми углами перелома в узлах, что упрощает изготовление конструкции.

Решетка главных ферм в современных автодорожных мостах обычно треугольная, которая, как правило, экономичнее ранее применявшейся раскосной. Треугольная решетка может иметь дополнительные стойки (см. рис.149, в). Стойки, примыкающие к верхнему поясу, служат для уменьшения свободной длины его элементов, работающих на сжатие, а примыкающие к нижнему поясу (подвески) уменьшают длину панели проезжей части. Нагрузку на сквозные фермы обычно передают в их узлах. В этом случае все элементы работают на продольные усилия. Тогда для поддержания конструкции проезжей части устраивают поперечные балки, опирающиеся в узлах главных ферм (см. рис.149, в, и 150, б), и панель проезжей части  оказывается равной панели  главных ферм. Однако наивыгоднейшая длина панели проезжей части  обычно значительно меньше панели главных ферм. Если расположить поперечные балки проезжей части с наивыгоднейшим для нее шагом  (см. рис.150, а), то опорные давления поперечных балок, попадая в пределы длины панелей главных ферм, вызовут поперечный изгиб пояса. В этом случае необходимо значительное увеличение момента инерции его сечения в вертикальной плоскости и пояс тогда будет жестким (см. рис.149, г и 150 а-в). Фермы с жестким поясом дают возможность применять как в главных фермах, так и в проезжей части наивыгоднейшие длины панелей. Наличие жесткого нижнего пояса облегчает установку пролетного строения продольной надвижкой при строительстве моста.

Схему решетки главных ферм пролетных строений выбирают по соображениям экономическим (наименьшие масса и стоимость), производственным (удобство изготовления и монтажа) и архитектурным (внешний вид моста).

1-раскосная с восходящими раскосами, 2-раскосная с нисходящими раскосами, 3,4-треугольные, 5-многораскосная, 6-многорешетчатая, 7-полураскосная, 8-11 – ромбические, 12-треугольная шпренгельная.

К основным размерам ферм, влияющим на технические и экономические характеристики пролетных строений, относятся пролет, высота, длина панели, угол наклона раскосов, расстояние между осями ферм.

Типовые проекты металлических пролетных строений должны отвечать следующим основным требованиям:

· Минимальный расход металла;

· Минимальная трудоемкость изготовления;

· Минимальные трудоемкость и продолжительность монтажа;

· Минимальные эксплуатационные расходы при полном обеспечении прочности, устойчивости, выносливости, жесткости, надежности и долговечности конструкции.

7.4.2 Крепление элементов в узловом соединении.

 Сквозные металлические фермы в недалеком прошлом были целиком клепаными. В настоящее время их изготавливают, как правило, из сварных элементов с монтажными стыковыми соединениями и прикреплениями на заклепках или высокопрочных болтах. Применение сварки для монтажных соединений в сквозных фермах сильно затруднено из-за сложности прикреплений элементов в узлах и сопряжений, делающей практически невозможной сварку автоматами и обеспечение высокого качества швов.

Требования к креплению элементов в узловом соединении заключаются в следующем:

1.Оси элементов, сходящихся в узле, должны пересекаться в одной точке-центре узла;

2.Каждый элемент прикрепляется достаточным по расчету числом заклепок или фрикционных болтов;

3.Прочность прикрепления элемента или его стыка должна превышать прочность самого элемента (по его расчетному поперечному сечению) не менее чем на 11%;

4.Заклепки и фрикционные болты следует размещать так, чтобы центр тяжести площадей поперечных сечений группы заклепок (фрикционных болтов) в центре прикрепления был по возможности на оси элемента;

5.Прочность узловых фасонных листов и накладок по любому разрезу должна превышать прочность присоединяемых элементов не менее чем на 11%;

6.В конструкциях узлов не следует допускать мест, где могли бы скапливаться вода и грязь, узких щелей, замкнутых пространств, а также трудно окрашивающих мест:

7.Фасонным листам надо придавать возможно меньшие размеры и возможно более простое очертание, в частности следует избегать входящих > 180º углов в фасонках;

8.Конструкция узла должна быть удобна для изготовления пролетного строения на заводе, для его перевозки, сборки и клепки (или постановки фрикционных узлов).

7.4.3 Виды и назначение связей.

 Главные фермы при езде по низу соединяют, как правило, верхними и нижними продольными связями. В пролетных строениях с ездой поверху верхние продольные связи можно не устраивать, если они не нужны по условиям монтажа, ограничившись лишь постановкой между фермами распорок, входящих в состав поперечных связей. Варианты решеток продольных связей между фермами следующие: крестовая, треугольная, ромбическая, полураскосная, крестовая на две панели.

Для пространственной неизменяемости балочного металлического пролетного строения достаточно устроить продольные связи поверху и понизу вдоль поясов главных балок (ферм) и поперечные на обоих торцах пролетного строения (рис.151, а).

Рис.151. Схемы расположения связей в балочных пролетных строениях

1 — главная балка или ферма; 2 — верхние продольные связи; 3 — нижние продольные связи; 4 — опорные поперечные связи; 5 — промежуточные поперечные связи.

В пролетных строениях, имеющих несколько главных балок (ферм), их обычно соединяют продольными связями попарно (рис.151, б), а чтобы улучшить распределение временной нагрузки между главными балками (фермами), устраивают еще промежуточные поперечные связи. Продольные связи можно сделать только в уровне одного из поясов, но тогда необходимы часто расположенные поперечные связи, способные закрепить в боковом направлении узлы другого пояса, не имеющие продольных связей (см. рис.151, б). Если пролетное строение имеет железобетонную плиту проезжей части, объединенную с главными балками, то верхних связей можно не делать, если только они не требуются при монтаже конструкции.

Поперечные связи применяются в основном для увеличения поперечной (крутильной) жесткости пролетных строений. Для них применяют геометрически неизменяемую решетку.

Опорные рамы или порталы устраивают в пролетных строениях для обеспечения пространственной неизменяемости пролетного строения и передачи ветровых усилий с верхних продольных связей на опоры. По схемам расположения опорные рамы (рис.152) подразделяются на: 1- в плоскости первого восходящего раскоса, 2- в плоскости опорных стоек, 3- в плоскости первой подвески:

Рис.152. Опорные рамы.

Тормозные рамы передают тормозные усилия от проезжей части на узлы ферм и далее на опоры. Их лучше устраивать посередине пролета, а при наличии разрывов продольных балок – посередине участка пролетного строения между разрывами продольных балок.

7.4.4 Типы опорных частей.

 #G0 Балочные железобетонные пролетные строения опираются на опоры при помощи опорных частей.

Опорная часть — элемент моста, передающий опорные давления пролетного строения на опоры и обеспечивающий угловые и линейные либо только угловые перемещения пролетного строения.

Опорная часть устанавливается на подферменную площадку, устраиваемую на насадке (ригеле) или оголовке массивной опоры.

  Опорные части должны обеспечивать закрепление пролетного строения на опорах и, вместе с тем, позволять ему свободно деформироваться при действии временной нагрузки и изменениях температуры.

  Для этого разрезные и неразрезные пролетные строения опирают следующим образом: