книги / Проектирование мостов и путепроводов на автомобильных дорогах

БИБЛИОТЕКА СТРОИТЕЛЯ

Серия «Инженеру-проектировщику»

И . П . Ш А П О В А Л

Проектирование

мостов и путепроводов на автомобильных дорогах

Киев сБуд!вельник* 1978

6С8

Ш24

УДК 625.71

Проектирование мостов и путепроводов на автомобильных до­ рогах. Шаповал И. П. К., «Буд1вельннк», 1978, 192 с.

В книге описаны новейшие конструкции малых н средних мос­ тов и путепроводов на автомобильных дорогах местной сети, приводятся методы их расчета. Отдельная глава посвящена расчету усиления мостов и путепроводов прн реконструкции дороги.

Особое внимание в работе уделено унификации конструктив­ ных элементов, техннко-экономнческому обоснованию выбора нх типа, а также оптимизации принимаемых решений.

Нормативные данные приведены по состоянию на 1 января 1978 г.

Книга предназначена инженерам-проектнровщнкам. Ил. 76. Табл. 46. Бнблногр. список: с. 188—189. Рецензент Ю. С. Жемчужников

Редакция литературы по сельскому строительству и озелене­ нию Заведующая редакцией Я. С. Колесник

ПРЕДИСЛОВИЕ

В десятой пятилетке намечено осуществить большую программу строительства и реконструк­ ции автомобильных дорог и мостов на них. Мосты — сложнейшие сооружения, стоимость строительства которых составляет 20—30% от общей стоимости дороги. В связи с этим проблема повышения эффек­ тивности капитальных вложений в дорожное стро­ ительство во многом зависит от снижения стоимос­ ти возведения мостов, улучшения их качества и ус­ корения ввода в эксплуатацию, что может быть достигнуто как в результате применения новых систем и конструктивных решений, так и в резуль­ тате совершенствования способов расчета и техно­ логии возведения мостов.

За последние годы в области мостостроения появилось много нового. Строительство малых и средних мостов и путепроводов переведено на инду­ стриальную основу, внедрены в практику плитные разрезные и неразрезные конструкции пролетных строений, разработаны новые облегченные кон­ струкции фундаментов, отличающиеся меньшим расходом материалов на единицу несущей способ­ ности и др.

Малые и средние мосты и путепроводы, как пра­ вило, строят из железобетона. Внедрение в прак­ тику мостостроения неразрезных и рамных конст­ рукций мостов и путепроводов, температурно-нераз­ резных пролетных строений на основе стандартных разрезных пролетных строений обеспечивает наи­ лучшие эксплуатационные показатели при одновре­ менном снижении материалоемкости. Вместе с тем широко применяемые конструкции мостов, в подав­ ляющем большинстве являющиеся простыми раз­ резными балками, имеют ряд технологических преимуществ. Поэтому при проектировании необхо­ димо направить поиск конструктивных решений

3

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ПРОЕКТИРОВАНИИ МАЛЫХ И СРЕДНИХ МОСТОВ И ПУТЕПРОВОДОВ

Мосты и путепроводы как элементы дорожного строительст­ ва — наиболее сложные .и трудоемкие инженерные сооружения.

Строящиеся на автомобильных дорогах мосты и путепроводы должны удовлетворять ряд требований, и в первую очередь, тех­ нические (расчетно-конструктивные), экономические, производ­ ственные, архитектурно-эстетические и эксплуатационные требо­ вания.

Сооружение должно иметь необходимую пропускную способ­ ность, соответствующую пропускной способности дороги, с уче­ том перспективной интенсивности движения и условий безопас­ ности движенияПродольный профиль проезжей части запроек­ тированного моста или путепровода должен быть плавным с минимальным количеством деформационных швов. На сооруже­ ние должен быть организован плавный въезд с переходными пли­ тами, уложенными одним концом на мягкую подушку, устраива­ емую на насыпи подхода. Поверхностные воды и водные солевые растворы не должны просачиваться к опорам.

По принятому делению к малым мостам относят мосты пол­ ной длиной до 25 м, к средним — длиной более 25, но. не превы­ шающей 100 м. В зависимости от статической схемы основной несущей конструкции моста (путепровода) — пролетного строе­ ния — различают следующие системы мостов: балочно-разрез­ ные (как разновидность их — температурно-неразрезные), ба­ лочно-неразрезные, рамные, рамно-неразрезные и другие.

Балочно-разрезные системы имеют ряд важных преимуществ перед другими системами. Прежде всего они отличаются опреде­ ленностью статической работы, однотипностью частей, просто­ той изготовления и монтажа, что в большей степени отвечает требованиям индустриализации строительства. Даже примене­ ние разрезных сборных балок постоянной высоты при параболи­ ческом очертании эпюры изгибающих моментов оправдывается простотой их изготовления без явного перерасхода арматуры. При слабых же грунтах разрезные балочные системы с проле­ тами до 30 м наиболее приемлемы как системы, менее чувстви­ тельные к осадкам.

Применение для разрезных систем непрерывной проезжей части (превращение их в температурно-неразрезные системы)

5

позволяет практически без особого усложнения технологии из­ готовления балок улучшить условия эксплуатации сооружения и свести до минимума количество деформационных швов на проезжей части. В малых и средних мостах разрезные пролетные строения можно компоновать в температурно-неразрезные при различных типах опорных частей и жесткости опор (рис. 1), что говорит о большом диапазоне их применения.

Рис. 1. Схема компоновки разрезных пролетных строений с непрерывной про­ езжей частью:

шую строительную высоту и требуют применения опор с широ­ кими оголовками для размещения опорных частей и некоторого увеличения высоты подходов.

Этого недостатка можно избежать, применяя неразрезные балочные пролетные строения, формируемые из типовых стан­ дартных блоков пролетных строений длиной 12; 15 и 18 м плит­ ной конструкции и 18—33 м из ребристых балок таврового сече­ ния. Первые объединяют в пролете, вторые — как в пролете, так и на опорах. Опыт строительства неразрезных мостов с проле­ тами 18; 24 и 30 м свидетельствует об их экономичности и высо­ ких эстетических качествах.

Для путепроводов и эстакад, где очень важно уменьшение строительной высоты, особенно выгодны пролетные строения рамно-неразрезной системы. На рис. 2 показан рамно-нераз­ резной мост (схема 24 + ПХЗЗ+24 м) со скрытым ригелем, что позволило довести строительную высоту до 1/28,3 пролета вместо 1/22 пролета по типовым проектам при использовании стандарт­ ных балок.

6

Рис. 2. Мост с иеразрезиыми пролетными строениями и скрытым ригелем:

1 — пролетное строение нэ типовых ребристых балок; 2 — стык пролетного строения (ри­

гель опоры); 3 — сборная опора; 4 — ростверк; 5 — железобетонные сваи; 5 — переходная плита.

Рис. 3. Поперечные сечения пролетов мостов из плитных (а) и ребристых (б) унифицированных балок.

Продолжение табл. I

Применяемые в настоящее время типовые конструкции балок для унифицированных пролетных строений приведены в табл. 1 и на рис. 3. Плитные конструкции (в основном пустотные) ис­ пользуют для неразрезных систем с пролетами до 24 м и разрез­ ных с пролетами до 18 м.

В плитных пролетных строениях отношение наименьшей вы­ соты Н пролетного строения к пролету L (основной показатель конструкции) достигает 1/20—1/28 (балочные разрезные) и 1/30—1/36 (неразрезные системы). Для ребристых разрезных пролетных строений этот показатель равен 1/16—1/22. Для таких же пролетов неразрезной системы с ребристыми балками это отношение уменьшается до 1/20—1/28, т. е. такое же, как и для плитных разрезных, при значительно большей длине пролета.

В последние годы наметилась тенденция к уменьшению коли­ чества ребристых балок в поперечном сечении пролетного строе­ ния за счет увеличения расстояния между ребрами, что позволя­ ет укрупнить элементы и повысить уровень индустриализации. В отечественном мостостроении последние типовые проекты до­ пускают для ребристых пролетных строений максимальное рас­ стояние между балками 2,5 м. Увеличение расстояния между балками существенно повлияло бы на толщину и армирование ребер, работающих на растягивающие напряжения, а увеличе­ ние расстояния между бездиафрагменными балками — и на кру­ чение при внецентренном загружении. Одновременно пришлось бы включать в работу проезжую часть, и при этом сильно возрос бы объем омоноличивания.

Несмотря на преимущество тавровых бездиафрагменных ба­ лок для заводского изготовления и монтажа, работа их в систе­ ме пролетного строения неравномерна, так как объедине­ ние только по плите проезжей части не обеспечивает попе­ речной жесткости,. из-за чего плита неодинаково напряжена по сечению пролетного строения, а отдельные балки оказываются более нагруженными, чем другие, например, крайние. Выравнять

9

жесткости балок на кручение и обеспечить их равномерную ра­ боту позволяет введение диафрагм, но это приводит к усложне­ нию изготовления и монтажа балок.

Рис. 4. Путепровод через станционные пути из коробчатых балок:

Указанных недостатков избегают, применяя пролетные стро­ ения из блоков коробчатого сечения. Примером такого решения является путепровод через станционные пути (схема 42+2 X Х60+42 м). В нем Киевгипротрансом запроектированы короб­ чатые составные по длине неразрезные пролетные строения ми­ нимальной высоты (рис. 4). Сборные блоки длиной 12 м на месте установки стыкуют при помощи болтового соединения, формируя неразрезную систему.

10