Основные системы железобетонных мостов

• 1 слайд

  МДК 01.02 Проектирование инженерных сооружений ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ МОСТЫ Основные системы железобетонных мостов и область их применения

• 2 слайд

• 3 слайд

  Наибольшее распространение получили балочные мосты с ис­пользованием разрезных, неразрезных и консольных систем. Ба­лочные разрезные мосты (рис. 6.2, а) используют для перекрытия пролетов до 42 м. Неразрезные балочные мосты (рис. 6.2, б) при­меняют при пролетах от 33 до 147 м. Неразрезная система характе­ризуется большей жесткостью и меньшей деформативностью про­летного строения от временных нагрузок. Однако применение не­разрезной системы возможно при отсутствии осадки опор. Осадка опор в балочных неразрезных пролетных строениях может вызвать появление значительных дополнительных усилий и служить при­чиной разрушения моста.

• 4 слайд

  В консольных системах (рис. 6.2, в) подвесные пролетные стро­ения пролетом L1 опираются на консоли с вылетом L2 основных пролетных строений. По распределению усилий консольные си­стемы близки к неразрезным, однако имеют меньшую жесткость и под нагрузкой дают переломы упругой линии в местах сопряже­ния подвесных пролетных строений с консолями. Вследствие ста­тической определимости консольной системы осадки опор не вызывают в пролетных строениях дополнительных усилий. Тем не менее мосты с использованием консольных систем в настоящее время не применяют в связи со сложностью узлов соединения подвесных и основных пролетных строений. Опоры неразрезных и консольных мостов вследствие размеще­ния на них по одной опорной части и центрального их загружения имеют меньшую ширину, чем опоры разрезных мостов.

• 5 слайд

  Простейшие рамные системы мостов (рис. 6.2, г) применяют при пролетах 30...60 м. Ввиду совместной работы пролетных стро­ений с опорами изгибающие моменты в пролетных строениях уменьшаются. Это позволяет уменьшить строительную высоту пролетных строений. Весьма широкое распространение получают рамные мосты с наклонными стойками (рис. 6.2, д).

• 6 слайд

  Более широ­кое распространение получили мосты из Т-образных рам: рамно­-балочные и рамно-консольные. Рамно-балочные системы (рис. 6.3, а) мостов получаются при шарнирном соединении рамных и под­весных пролетных строений. Пролеты I таких систем могут быть в пределах от 40 до 150 м. В ригелях Т-образных рам возникают толь­ко отрицательные изгибающие моменты, а в подвесных разрез­ных пролетных строениях — только положительные. Опоры этих рам от действия вертикальных нагрузок передают на основание вертикальную силу и изгибающий момент. В рамно-консольных системах (рис. 6.3, б) Т-образные рамы шарнирно связаны между собой. Такие системы применяют для пролетов 60...200 м. Опоры мостов этой системы передают на ос­нование еще и горизонтальную силу. Консоли рам могут быть омоноличены, в этом случае получается многопролетная рамная си­стема с пролетами до 250 метров.

• 7 слайд

  Рамно-балочные и рамно-консольные железобетонные мосты В России построены также мосты особой рамно-консольной системы (рис. 6.3, в), Т-образные рамы которых состоят из двух полуарок, связанных затяжкой в уровне проезжей части. Т-образ­ные рамы шарнирно связаны между собой в середине пролета. В мостах такой системы получены пролеты до 120 м.

• 8 слайд

  Рамно-консольный железобетонный мост

• 9 слайд

  При прочных грунтах в основании опор возможно применение мостов арочных систем (рис. 6.4, а). Арками железобетонных мо­стов перекрывались пролеты от 50 до 390 м. Опоры этих мостов воспринимают значительные горизонтальные составляющие ре­акций, что требует развития фундаментов. Сами арки работают преимущественно на сжатие, прочность железобетона в них используется весьма эффективно. Железобетонный арочный мост с ездой поверху

• 10 слайд

  Железобетонный арочный мост с ездой по середине Железобетонный арочный мост с ездой по низу

• 11 слайд

  В последние десятилетия в железобетонных мостах находят при­менение вантовые системы (рис. 6.4, б). Они имеют неразрезные железобетонные балки жесткости, поддерживаемые наклонными вантами, закрепленными на вершинах вертикальных пилонов. Ван­ты работают только на растяжение, они создают упругие опоры для балки жесткости, что облегчает ее работу. Пилоны работают в основном на сжатие. Пролеты мостов такой системы с железобе­тонными балками жесткости в настоящее время превысили 400 метров.

• 12 слайд

  В последние десять лет в мировом мостостроении получают распространение экстрадозные железобетонные пролетные стро­ения (рис. 6.5, б), которые занимают промежуточное положение между традиционными железобетонными предварительно напря­женными пролетными строениями (рис. 6.5, а), возводимыми методом уравновешенного бетонирования (или монтажа) и ван­товыми пролетными строениями (рис. 6.5, в). Их основной осо­бенностью является внешнее расположение напрягаемой армату­ры и малое отношение высоты пилона к длине пролета (не более 0,1), что позволяет более эффективно, чем в вантовых пролетных строениях, использовать прочность материала напрягаемых эле­ментов, так как они используются только для обжатия пролетно­го строения.

• 13 слайд

  Современные железобетонные мосты сооружают как монолит­ными, так и сборными. Монолитные мосты строят различными способами с использованием инвентарной металлической опалубки. Сборные мосты монтируют из элементов, изготовленных на заво­де или полигоне. Монолитные мосты более надежны, но темпы их строительства ниже, чем сборных. Применение сборных мостов позволяет увеличить темпы строительства, уменьшить трудоемкость работ на объекте. Кроме того, сборные пролетные строения представляется возможным возводить как в летнее, так и в зим­нее время, что для условий России является существенным достоинством.

• 14 слайд

  Конструкция проезжей части железобетонных мостов Под проезжей частью пролетных строений, в широком смысле этого понятия, подразумевают совокупность конструктивных эле­ментов, воспринимающих действие подвижных нагрузок и пере­дающих их на несущую часть пролетного строения. В состав проез­жей части входят ее несущие элементы и мостовое полотно. Мостовое полотно расположено над несущими элементами проезжей части и предназначено для обеспечения безопасности движения транспортных средств и пешеходов, а также для отвода воды. Мостовое полотно железобетонных мостов (как и других) включает в себя следующие конструктивные (см. рис. 1.6) элемен­ты: одежду ездового полотна, одежду тротуаров, ограждающие устройства, мачты освещения, устройство для водоотвода, дефор­мационные швы и сопряжение моста с подходами.

• 15 слайд

  Мостовое полотно железобетонных мостов расположено на плите проезжей части, которая является несущим элементом про­езжей части и вместе с тем входит в состав основных несущих конструкций пролетного строения, образуя вместе с ними про­странственно работающую систему. Одежда ездового полотна должна выполнять следующие основ­ные функции: защищать нижележащие конструкции от механического воз­действия, выступая при этом в качестве слоя износа; защищать нижележащие конструкции от воздействия атмос­ферной влаги, т. е. служить гидроизоляцией; обеспечивать комфортность движения своей гладкой поверхностью.

• 16 слайд

  Одежда ездового полотна (рис. 6.6) располагается на железобе­тонной плите проезжей части и состоит из выравнивающего слоя, гидроизоляции, защитного слоя изоляции и покрытия. Выравнивающий слой под гидроизоляцию устраивают из бето­на или цементо-песчаного раствора толщиной не менее 30 мм. По выравнивающему слою устраивают оклеечную гидроизоляцию. От состояния гидроизоляции проезжей части во многом зависит дол­говечность всего сооружения, поэтому ее выполняют из рулон­ных материалов повышенного качества. Над ней устраивают за­щитный слой из цементо-песчаного раствора или мелкозернисто­го бетона толщиной не менее 40 мм.

• 17 слайд

  Этот слой предназначен для защиты гидроизоляции от возможных повреждений ее при устройстве и ремонте покрытия. Защитный слой обычно армиру­ют стальной сеткой из проволоки диаметром 2,5 мм с шагом 45 мм и шириной 1 500 мм. Сетки укладывают с перекрытием их на 200...300 мм. Покрытие одежды ездового полотна выполняют двухслойным из асфальтобетона или из цементобетона общей толщиной соот­ветственно 70 и 80 мм. Между слоями в цементобетонное покры­тие укладывают сварную сетку с продольной арматурой диамет­ром 4 мм и поперечной диаметром 6 мм с расстоянием между стержнями 250 и 100 мм соответственно. Ширина сеток 1 500 мм, их укладывают с перекрытием на 200…300 мм.

• 18 слайд

  Конструкция ограждений и тротуаров Тротуар пролетного стро­ения — часть мостового полотна, предназначенная для безопа­сного движения пешеходов. Тротуары устраивают на каждой сто­роне моста и ограждают их с наружных сторон перилами высотой не менее 1,1 м. Ширину тротуаров назначают по расчету в зависи­мости от расчетной интенсивности движения пешеходов в час «пик», при этом среднюю расчетную пропускную способность 1 м ширины тротуара в 1 ч следует принимать 2 000 человек. Ограждение — конструктивный элемент мостового полотна, устраиваемый на границах ездового полотна, предназначенный для предотвращения съезда транспортных средств за его пределы и исправления траектории движения транспортного средства при наезде на него. Оно может быть бетонным, железобетонным и металлическим. По конструкции различают барьерное огражде­ние из стоек и профильной стальной ленты или трубы, укреплен­ных на стойках на некотором уровне над верхом покрытия, и па­рапетное ограждение в виде железобетонной стенки различной конфигурации.

• 19 слайд

  Высоту ограждений на мостах и путепроводах в городах и на автомобильных дорогах I…III категорий принимают не менее 0,75 м для барьерных и 0,6 м для парапетных ограждений. Конструкция ограждений увязывается с конструкцией троту­аров. В действующих типовых проектах предусмотрены три варианта их совместных решений.

• 20 слайд

  В первом варианте (рис. 6.7, а) тро­туары и барьерные ограждения выполняются из накладных желе­зобетонных блоков, в которых объединены функции тротуаров и барьерных ограждений. Блоки крепятся к плите проезжей части путем сварки закладных деталей, предусмотренных в блоках и плите. Одежда для таких тротуаров предусматривается из цементобетона толщиной слоя не менее 40 мм. При гладкой поверхности троту­арных блоков на мостах, расположенных вне городов, поселков, населенных пунктов, допускается применять блоки без покрытия. Во втором варианте (рис. 6.7, б) тротуары выполняют из на­кладных железобетонных блоков, к которым крепят металличе­ское барьерное ограждение. Одежда тротуаров такая же, как в пре­дыдущем варианте. В третьем варианте (рис. 6.7, в) тротуар устраивают непосред­ственно по железобетонной консольной плите, металлическое барьерное ограждение крепят также непосредственно к плите. Одежда тротуаров, устраиваемых по железобетонной плите без применения сборных тротуарных блоков, аналогична одежде ез­дового полотна с цементобетонным покрытием, однако толщина покрытия составляет 60 мм.

• 21 слайд

  Ограждения на разделительной полосе предусматриваются в следующих случаях: если они имеются на подходах к мосту, на разделительной полосе расположены опоры контактной сети или освещения, конструкция разделительной полосы не рассчитана на выезд на нее транспортных средств. Ограждения на разделительной полосе выполняют той же конструкции, что и тротуаров.

• 22 слайд

  Конструкции ограждений должны препятствовать падению транспортных средств с моста, создавать условия для безопасного движения пешеходов по тротуарам, защищать несущие конструк­ции моста от повреждений и позволять быструю замену или ис­правление поврежденных элементов ограждения. Разновидностью ограждений на тротуарах являются перила. Они обеспечивают безопасность пешеходов и служат архитектурным оформлением сооружения. В железобетонных мостах перила вы­полняют из железобетона, чугунного литья или из стального про­ката, соединенного сваркой в решетчатые блоки. На рис. 6.9 при­ведена конструкция блока металлического перильного огражде­ния, рекомендуемого действующими типовыми проектами.

• 23 слайд

  Водоотвод Элементы железобетонных конструкций, находящи­еся под воздействием атмосферных осадков, сравнительно быст­ро приходят в негодность: бетон разрушается, арматура корроди­рует. Для предохранения железобетонных конструкций мостов помимо гидроизоляции устраивают водоотвод с поверхности ез­дового полотна и тротуаров.

• 24 слайд

  Для обеспечения быстрого отвода воды поверхностям ездового полотна и тротуарам придают продольные (не менее 5 %) и попе­речные (не менее 20 %) уклоны. При продольном уклоне свыше 10 % нормами проектирования допускается уменьшение попере­чного уклона при условии, что геометрическая сумма уклонов будет не меньше 20%. В зависимости от объема атмосферных вод и условий отвода применяют различные способы водоотвода. Если под мостовым сооружением не находятся никакие конструкции, то применяет­ся неупорядоченный отвод воды через тротуары. Он обеспечива­ется одинаковым поперечным уклоном ездового полотна и троту­аров (рис. 6.10, а).

• 25 слайд

  Для предотвращения увлажнения крайних эле­ментов пролетного строения в этом случае в консольных плитах тротуаров устраивают слезники 1. При невозможности произволь­ного сброса воды с моста применяется упорядоченный отвод воды в определенных местах через водоотводные трубки (рис. 6.10, б). Верх водоотводных трубок располагается ниже поверхности, с которой отводится вода, не менее чем на 1 см. С помощью трубок отводится также вода, стекающая по слою гидроизоляции в одеж­де ездового полотна и тротуаров. Водоотводные трубки должны иметь внутренний диаметр не менее 150 мм. Расстояния между трубками на ездовом полотне автодорожных и городских мостов вдоль про­лета устанавливают в зависимости от продольного уклона ездово­го полотна. Они должны составлять не более 6 м при продольном уклоне 5 % и 12 м при уклонах от 5 до 10 %. Число трубок на одном пролете не должно быть меньше трех.

• 26 слайд

  При необходимости отвода воды за пределы мостового соору­жения используются лотки, устраиваемые вдоль бордюра или ба­рьерного ограждения. В этом случае необходимо обеспечить желе­зобетонными лотками защиту обочин и откосов насыпи подходов от сосредоточенных водных потоков.

• 27 слайд

  Деформационные швы и сопряжение моста с насыпью Для обес­печения свободы перемещений смежных торцов пролетных стро­ений при воздействии временных нагрузок и колебаний темпера­туры проезжую часть разделяют поперечными швами, которые называют деформационными. Деформационные швы располагают над промежуточными опорами между торцами соседних пролет­ных строений и в местах примыкания пролетных строений к шкафным стенкам устоев.

• 28 слайд

  В закрытых деформационных швах горизонтальные перемеще­ния торцов пролетных строений обеспечиваются деформациями заполнителя в зазоре между торцами смежных пролетных стро­ений. В этих швах (рис. 6.11) зазор между торцами пролетных стро­ений закрыт обычным покрытием 1, уложенным над зоной стыка без разрыва. Основу конструкции этого типа составляет петлеоб­разный компенсатор 7, закрепленный в выравнивающем слое, пористый заполнитель 10 петли, мастика 9 в уровне защитного слоя 3 и гидроизоляция 4. Сопротивление покрытия образованию трещин повышают армированием его сеткой 2 и частичным отде­лением покрытия от защитного слоя специальными прокладками 5. Прокладки существенно уменьшают относительные деформа­ции в покрытии в связи с распределением полной деформации на большой длине.

• 29 слайд

  К швам заполненного типа относят конструкции с заполнением мастикой (рис. 6.12) или с резиновыми вкладышами-компенсато­рами (рис. 6.13). В заполненных деформационных швах покрытие устраивают с зазором, который впоследствии заполняют упругим материалом (см. рис. 6.13), деформации которого обеспечивают перемещения торцов пролетных строений.

• 30 слайд

  Надежность работы этих швов зависит от материала заполне­ния и прочности кромок. При увеличении зазора создаются усло­вия для разрушения кромок цементобетонных покрытий. В связи с этим кромки необходимо усиливать (рис. 6.12, в) стальными окай­млениями с надежной их анкеровкой. Перемещения, допускаемые на швы с заполнением мастиками, составляют при асфальтобе­тонном покрытии - 12 мм, при цементобетонном — 18 мм, при цементобетонном с окаймлением — 22 мм.

• 31 слайд

  Деформационные швы являются дорогостоящими и сложны­ми элементами мостового полотна. В связи с этим наметилась тен­денция к сокращению их числа путем применения неразрезных и температурно-неразрезных пролетных строений, обеспечивающих лучшую плавность движения транспортных средств. В неразрезных мостах требуется минимальное количество деформационных швов. Их устанавливают только между торцами пролетных строений и шкафными стенками устоев. Эти швы обеспечивают плавность въезда и съезда на мост и способствуют сопряжению моста с на­сыпью подходов. Одним из наиболее важных требований к сопряжению моста с насыпью является обеспечение плавности перехода от насыпи к мосту. Этому способствует устройство одинакового покрытия на мосту и подходах. Кроме того, необходимо обеспечить плавность перехода от различных упругих деформаций насыпи и пролетного строения как по величине деформаций, так и по скорости их про­текания. Это достигается путем создания в местах сопряжения моста с насыпью специальных переходных участков в виде переходных плит, отмосток и подушек из щебенчатых и песчано-гравийных материалов (рис. 6.14).

• 32 слайд