Конструкция проезжей части металлических мостов

Обновлено: 28.09.2024

Основными частями металлического пролетного строения являются: главные фермы, проезжая часть, связи.
Сплошностенчатые главные фермы называют обычно главными балками. Главные фермы (балки) перекрывают пролеты и передают нагрузки на опоры.
Проезжая часть служит для пропуска транспорта и пешеходов, она воспринимает подвижные нагрузки и передает соответствующие усилия главным фермам. В состав проезжей части наряду с несущими конструкциями проезда и тротуаров входят мостовое полотно, перила, конструкции водоотвода, деформационные швы, а в автодорожных и городских мостах, кроме того, барьерные или парапетные ограждения проезда (при деревянном мостовом полотне — колесоотбои).
В металлических мостах применяют три главных вида несущих конструкций проезжей части: балочная клетка — совокупность стальных поперечных и продольных балок, несущих мостовое полотно; железобетонная плита, плоская или ребристая (с железобетонными или стальными ребрами или балками); стальная ортотропная плита — сварная стальная конструкция в виде горизонтального листа, подкрепленного ребрами и балками.
Связи между главными фермами (балками) в зависимости от их расположения называют поперечными, верхними продольными и нижними продольными. Связи обеспечивают устойчивость главных ферм (балок) распределяют вертикальные нагрузки между ними и воспринимают горизонтальные нагрузки. Связи придают работе пролетного строения ярко выраженный пространственный характер. Связи устраивают иногда и между балками проезжей части.
В состав проезжей части или связей включают обычно располагаемые над опорами домкратные балки (или фермы), необходимые для подъема и опускания пролетного строения при монтаже, при предварительном напряжении и регулировании, при ремонтах и т. д.
Кроме перечисленных основных частей металлическое пролетное строение должно иметь: опорные части, передающие усилия между пролетным строением и опорами, закрепляющие пролетное строение на опорах и обспечивающие необходимые свободные перемещения пролетного строения относительно опоры; для большинства конструкций — смотровые приспособления, облегчающие текущее содержание пролетного строения.
На пролетное строение могут быть установлены опоры светильников или контактной сети и уложены трубы и кабели различных коммуникаций (безопасных для эксплуатации моста).
Одним из принципов рационального проектирования является, как известно, принцип совмещения функций. В современных конструкциях металлических пролетных строений этот принцип используется настолько широко, что некоторые части пролетного строения иногда совмещаются полностью. В такой конструкции отнесение конкретного элемента к той или иной части пролетного строения оказывается весьма условным. Например, плита или продольные балки проезжей части могут в значительной части выполнять функции поясов главных ферм. Пояса главных балок, развитые в плиты, выполняют одновременно функции продольных связей. Конкретные конструкции с совмещением функций частей пролетного строения будут рассмотрены далее. Широкое использование принципа совмещения функций стало возможным благодаря успехам в практике выполнения уточненных расчетов и приводит к существенной экономии стали в современных металлических пролетных строениях.
Большое влияние на конструкции и показатели пролетных строений оказывает устройство мостового полотна.
Для современных железнодорожных металлических пролетных строений характерны следующие конструкции мостового полотна:
1) на деревянных поперечинах (рис. 23.2,а);
2) железобетонное безбалластное (рис. 23.2,б);
3) на балласте (рис. 23.2,в).
Мостовое полотно на деревянных поперечинах отличается малой массой (0,8 т на 1 м длины) и хорошими динамическими качествами. Главные недостатки его состоят в больших эксплуатационных расходах и малой долговечности, а также в дефицитности требуемого лесоматериала и большой трудоемкости устройства. Это мостовое полотно и сейчас является самым распространенным на железнодорожных мостах России, однако применение его на новых мостах в связи с перечисленными недостатками сокращается. Некоторое применение имело полотно на металлических поперечинах.
В настоящее время вместо полотна на поперечинах все чаще укладывают новое железобетонное безбалластное мостовое полотно с креплением рельсов через резиновые прокладки непосредственно к железобетонным плитам. Это мостовое полотно имеет несколько большую массу (1,5 т на 1 м длины), но обладает значительно лучшими эксплуатационными и строительными показателями, а также обеспечивает повышенную безопасность в случае схода колесной пары с рельс.

Мостовое полотно на балласте применяют чаще всего в железобетонном балластном корыте (рис. 23.2,в), масса такой конструкции очень велика (4,5 т на 1 м длины), что серьезно ограничивает пролеты (до 55—66 м), в которых балластное полотно при включенном в работу железобетонном корыте не вызывает перерасхода стали. Главные преимущества балластного полотна — однородность пути на мосту и на подходах, простота и надежность на уклонах и кривых. В настоящее время возобновляется применение этого мостового полотна в металлическом корыте с днищем в виде ортотропной плиты и с усиленной антикоррозионной защитой.
Для автодорожных и городских металлических пролетных строений характерны следующие конструкции мостового полотна:
1) тяжелое с оклеечной гидроизоляцией поверх железобетонной плиты (рис. 23.2, г);
2) легкое по стальной ортотропной плите (рис. 23.2, д);
3) деревянное поверх стальных балок.
Тяжелое ездовое полотно (рис. 23.2, г) имеет массу около 300 кг/м2; вместе с железобетонной плитой масса проезжей части составляет 650—800 кг/м2, причем в связи с увеличением толщин слоев покрытия при ремонтах в действительности масса оказывается еще значительно больше (что учитывается введением увеличенных коэффициентов перегрузки к соответствующей части постоянной нагрузки при проектировании).
Легкое мостовое полотно (рис. 23.2, д) имеет массу всего 60—80 кг/м2; вместе со стальной ортотропной плитой масса проезжей части составляет 220—260 кг/м2. Поверхность стального листа должна быть подвергнута пескоструйной очистке, металлизирована цинком или алюминием и покрыта слоем специального эпоксидного клея, также защищающего стальной лист от коррозии. По жидкому клею рассыпается мелкий щебень, после чего укладываются два тонких слоя высококачественного полимерасфальтобетона. Стоимость и трудоемкость такого мостового полотна оказывается существенно большей, чем тяжелого по железобетонной плите.
Деревянное автодорожное мостовое полотно (масса 150—180 кг/м2) применяют сейчас преимущественно только на временных металлических мостах.
Конструкции мостового полотна на деревянных поперечинах, на металлических поперечинах, железнодорожное безбалластное из раздельно работающих железобетонных плит, автодорожное деревянное называют расчлененными; эти конструкции состоят из раздельно работающих изгибаемых элементов. В мостах небольших пролетов расчлененное мостовое полотно может, выполняя функции несущих конструкций проезжей части, опираться непосредственно на главные балки. Другие конструкции мостового полотна всегда опираются непосредственно на несущую железобетонную или стальную плиту проезжей части.

Проезжая часть пролетного строения со сквозными фермами под железную дорогу

Продольные балки работают в сложных условиях. Их действительная статическая схема представляет собой многопролетную неразрезную балку на упругих опорах, подверженную, помимо изгиба вертикальной нагрузкой, также действию продольного усилия в результате вовлечения проезжей части в работу с главными фермами.

В целях упрощения ТУ (п. 401) разрешают рассчитывать продольную балку как разрезную с пролетом, равным расстоянию между осями поперечных балок. Балка загружается сплошной равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью (т/пог. м):

где р — расчетная постоянная нагрузка. Она складывается из веса мостового полотна, приходящегося на каждую продольную балку, и собственного веса балки с учетом веса связей между балками. При расчете на прочность каждое из слагаемых предварительно умножают на коэффициент перегрузки n; k — расчетная вертикальная переменная (поездная) статическая нагрузка, приходящаяся на одну продольную балку;

— динамический коэффициент (ТУ, п. 126).

Длина ? принимается равной d.

Коэффициент перегрузки n для постоянной нагрузки принимают (ТУ, п. 115) равным 1,3 для мостового полотна с ездой на балласте и 1,1 для безбалластного мостового полотна и веса самих балок. Расчетная вертикальная временная статическая нагрузка определяется по формуле:

Здесь к_{?, ?} — нормативная эквивалентная нагрузка для К=1 т/м пути; К — заданный класс нагрузки; 2 — число продольных балок под один путь в поперечном сечении моста; n — коэффициент перегрузки.

При расчете продольной балки коэффициент перегрузки для поездной нагрузки принимается (ТУ, п. 127) n = 1,30—0,003 ?. Расчетные усилия М и Q (наибольшие изгибающий момент в середине пролета и поперечная сила на конце балки) определяют по известным формулам сопротивления материалов.

2. Связи между продольными балками

Парные продольные балки связывают между собой поперечными (вертикальными) и продольными (горизонтальными) связями. Поперечные связи (ТУ, п. 451) ставят на расстояниях, не превышающих 5 м.

Рис. 353. Схема продольных связей между продольными балками При панели проезжей части свыше 10 м поперечные связи ставят обычно в третях панели.

Увязка поперечных и продольных связей состоит в том, что поперечные связи образуют общие пространственные узлы с диагоналями продольных связей (рис. 353).

Для надежного обеспечения общей устойчивости продольных балок при изгибе расстояние d_c между узлами продольных связей должно быть не более 15-кратной ширины сжатого пояса при изготовлении балок из углеродистой стали и 13-кратной ширины в случае применения низколегированной стали (ТУ, п. 422). Стержни поперечных и продольных связей обычно устраивают из одиночных равнобоких уголков не менее 80+8,0х8 мм (ТУ, п. 455). Минимальный размер сечения определяется, как правило, требованием максимально допустимой гибкости:

Свободную длину l_св стержней связей принимают (ТУ, п. 412) равной:

а) в плоскости связей — расстоянию между центрами прикреплений элементов;
б) из плоскости связей — расстоянию между пересечениями оси элемента связей с линиями прикрепления фасонок связей к балкам.

3. Поперечная балка

Рис. 354. Схемы для определения расчетных усилий в поперечной балке Расчетную схему поперечной балки (рис. 354) принимают с шарнирным опиранием на концах и пролетом В, равным расстоянию между осями главных ферм. Поперечные балки воспринимают давление S от продольных балок в смежных панелях. По сравнению с этим давлением собственный вес поперечных балок невелик и для простоты им можно пренебречь. Под расчетной схемой помещены эпюра изгибающих моментов М (рис. 354, б) и эпюра перерезывающих сил Q (рис. 354, в). Линия влияния для определения S показана на рис. 354, г. Погонная постоянная, нагрузка р на каждую продольную балку была определена выше при расчете продольной балки.

Временная нагрузка должна быть определена заново, так как эквивалентная нагрузка к_{?, ?}, коэффициент, перегрузки п и динамический коэффициент 1+? зависит от длины загружения ?₂, которая при расчете поперечной балки (определении усилия S) в 2 раза больше, чем при расчете продольной балки.

Загрузив постоянной и временной нагрузками линию влияния для S, определяют S, а затем по формулам — усилия М и Q для расчета поперечной балки:

4. Подбор сечений продольной и поперечной балок

При подборе сечений балок проезжей части следует руководствоваться указаниями, приведенными в § 2.

В практике проектирования отношения высоты продольных балок к длине панели находятся в пределах 1/5—1/7. Высоту поперечных балок в пролетных строениях под однопутную железную дорогу при расположении продольных и поперечных балок в одном уровне удобно назначать одинаковой с высотой продольных балок, так как такое решение обеспечивает наиболее простую и жесткую связь продольных балок смежных панелей при помощи «рыбок».

Верхние пояса клепаных продольных балок должны обязательно иметь горизонтальный лист для улучшения условий работы внутренних поясных уголков при изгибе мостовых поперечин.

Момент инерции I_н клепаных балок можно определять приближенно по формуле:

Толщину поясных швов или шаг поясных заклепок в продольных балках определяют, как указано для главных балок (см. § 3).

При проверке прикрепления пояса к стенке поперечной балки следует иметь в виду, что на поперечные балки мостовое полотно обычно не опирается для предотвращения их быстрой коррозии. Поэтому при расчете прикрепления пояса к стенке вертикальное усилие V можно считать равным нулю.

На участке поясов поперечной балки между продольными балками поперечная сила Q, вызываемая временной нагрузкой, в однопутных пролетных строениях также равна нулю. Пренебрегая весьма небольшим, по сравнению с временной нагрузкой, собственным весом поперечной балки, можно предполагать, что и сдвигающее усилие Т равно нулю. Поэтому поясные заклепки на этом участке клепаной балки могут быть поставлены с максимальным шагом, а толщину сварных швов в сварных балках рассчитывают по усилию Т на участках между продольными балками и главными фермами.

Обязательная проверка прочности поперечных балок по приведенным напряжениям производится в пролетных строениях под однопутную железную дорогу в сечениях, находящихся в плоскости продольных балок, так как в этих сечениях одновременно достигают максимума и изгибающий момент и поперечная сила. Этой проверкой определяется обычно минимально необходимая толщина стенки поперечной балки.

5. Прикрепление балок проезжей части

Рис. 355. Эскиз прикрепления продольных балок к поперечной В прикреплении продольной балки к поперечной действуют:

а) изгибающий момент М_оп, являющийся следствием жесткого прикрепления. Величина его принимается равной 0,6 момента в середине пролета продольной балки (ТУ, п. 401);
б) поперечная сила Q, равная опорной реакции продольной балки.

Усилие в рыбках (рис. 355):

здесь h — высота балок; ? — толщина рыбки (~2 см).

здесь b_н — (ширина «рыбки» нетто (за вычетом диаметров отверстий для заклепок).

Толщина «рыбки» не менее 10 мм и при устройстве мостового полотна на деревянных поперечинах не более 20 мм (по условиям врубки поперечин).

Количество заклепок или фрикционных болтов для прикрепления «рыбки» к продольной балке можно определить по общей формуле:

выражающей принцип равнопрочности прикрепляемого элемента и элементов соединительных (заклепок, болтов).

В этой формуле n = n₁ — определяемое количество заклепок или болтов; F_p — рабочая площадь «рыбки»; ? — коэффициент сопротивления заклепок или болтов, равный необходимому числу тех или других для прикрепления 1 см 2 рабочей площади; m₂ — коэффициент условий работы, равный 1, при соединении на заклепках и 0,9 для соединения на болтах. Уголки прикрепления принимаются без расчета сечением не менее 100х100х12 (ТУ, п. 455).

При использовании для прикрепления фрикционных болтов количество их определяют по формулам:

Число двухсрезных заводских заклепок n₂, связывающих уголки прикрепления и продольную балку,

где m₂ = 0,9 (ТУ, п. 434).

Из двух коэффициентов ?_дв.ср и ?_см для заводских заклепок берут тот, который больше.

Монтажные заклепки, соединяющие уголки прикрепления с поперечной балкой, работают, кроме смятия, на одиночный или двойной срез в зависимости от того, находится поездная нагрузка в одной или. в обеих смежных панелях проезжей части. В первом случае расчетным усилием будет максимальная поперечная сила Q, определенная при расчете продольной балки; во втором случае Q', определенная при расчете поперечной балки. Так как Q'/Qод.ср=2?_дв.ср, то расчет прикрепления на усилие Q' по двойному срезу потребует заведомо меньшего числа заклепок, чем расчет на усилие Q по одиночному срезу. Но может оказаться, что расчет на усилие, Q' по смятию потребует большего числа заклепок, чем расчет на усилие Q по одиночному срезу. Поэтому необходимы обе проверки указанных заклепок.

Рис. 356. Эскиз прикрепления поперечной балки к главной ферме Размещение действительно поставленных заклепок должно быть конструктивно увязано с размещением заклепок, поставленных по другой полке тех же уголков прикрепления. Обычно их размещают с одинаковым шагом. Поперечная балка прикрепляется к главным фермам уголками, сечение которых должно быть не менее 100+100х12 (ТУ, п. 455).

При расчете прикрепления поперечной балки к главной ферме (по рис. 356) на фрикционных болтах число болтов следует определять по формулам:

Число двухсрезных заводских заклепок n₁, прикрепляющих стенку поперечной балки к уголкам прикрепления:

Число монтажных односрезных заклепок n₂, связывающих уголки прикрепления с главной фермой, определится по формуле:

где m₂ = 0,85 (при конструкции по рис. 356) — ТУ, п. 436.

Если потребное по расчету число болтов или заклепок не размещается в полках обоих уголков прикрепления каждого конца поперечной балки в пределах ее высоты, то фронт прикрепления можно расширить устройством консольных листов (см. рис. 356) или использовать для прикрепления уголки с полками, достаточно широкими для двухрядного размещения заклепок.

Второе (из упомянутых) решение должно быть увязано с сечением стоек и подвесок главных ферм.

Заклепки, размещенные в пределах высоты пояса главных ферм, не следует включать в число необходимых по расчету, так как при отсутствии вертикальной диафрагмы между ветвями пояса (в плоскости поперечной балки) передача усилия заклепками от поперечной балки на главную ферму невозможна, а при наличии диафрагмы — сомнительна вследствие податливости клепаных соединений диафрагмы.

При этажном расположении балок проезжей части, при котором продольные балки опираются на поперечные сверху, передача опорного усилия Q' (поперечной силы, вычисленной для поперечной балки) осуществляется через опорные ребра жесткости, пригнанные нижними торцами к поясу продольной балки и проверенные на смятие торцовой поверхности и на устойчивость.

В клепаных балках опорные уголки жесткости ставят на прокладках, равных по толщине полкам поясных уголков балки, так как высадка (выгиб) этих уголков не разрешается. Если продольные балки в вертикальной плоскости опирания стыкуются, то опорные ребра жесткости ставят поверх накладок стыка.

Стенка поперечных балок в местах опирания на них продольных балок также должна быть укреплена опорными ребрами жесткости приторцованными к верхнему поясу поперечной балки и рассчитанными на торцовое смятие. Опорные давления, воспринятые торцами опорных ребер, передаются через заклепки или швы на стенки балок. Число необходимых заклепок определяют по усилию Q'. При передаче усилия через фланговые угловые швы в расчет вводится длина шва, не превышающая 50 катетов шва (ТУ, п. 437).

Проезжая часть автодорожного балочного моста

Рис. 357. Схема проезжей части автодорожного моста Проезжая часть автодорожного моста, схематически представленная в поперечном разрезе на рис. 357, состоит из поперечных и продольных балок, поддерживающих железобетонную плиту с уложенным по ней дорожным покрытием. Эта конструкция, особенно в мостах с ездой понизу, встречается наиболее часто, хотя возможны и другие варианты, например плита, опирающаяся непосредственно на поперечные балки* или при езде поверху — на главные фермы.

Железобетонную плиту рассчитывают теми же методами, что и в железобетонных мостах, с учетом нормируемого техническими условиями распределения давления колес на плиту.

1. Продольная балка

Продольную балку рассчитывают как свободно опертую, однопролетную, с пролетом, равным расстоянию d между осями поперечных балок. Нагрузки постоянная р и временная (при пользовании эквивалентными нагрузками) к равномерно распределены по длине пролета.

Временная вертикальная статическая нагрузка (от веса автомобилей):

где к_{?, ?} — эквивалентная нагрузка, принимаемая в зависимости от длины загружения ?=d и положения вершины линии влияния ?=?/? (? — проекция расстояния вершины линии влияния до ближайшего конца участка загружения); ? — коэффициент поперечной, установки, выражающий долю от веса одной колонны автомобилей, приходящуюся на рассматриваемую продольную балку.

Эта доля зависит от характера распределения нагрузки между продольными балками. При отсутствии жесткой поперечной связи между балками можно для простоты принимать распределение нагрузки по закону рычага.

Динамический коэффициент (ТУ, п. 126):

где ? — длина загружения.

Вычислив расчетные усилия М и Q, можно подобрать сечение балки. Если балка не связана с железобетонной плитой при помощи специальных упоров, то сечение балки подбирают и рассчитывают по указаниям, приведенным выше для железнодорожных мостов, с учетом того, что ширина верхнего пояса может быть и менее 240 мм, а ширина свеса сжатого пояса сварных балок может достигать 15 толщин пояса.

2. Поперечная балка

Поперечную балку рассчитывают как свободно опертую с пролетом, равным расстоянию В между осями главных ферм.

Независимо от того, опирается плита проезжей части непосредственно на поперечную балку или нет, для простоты можно принять, что как постоянная, так и временная вертикальные нагрузки передаются на поперечную балку через продольные балки. При этом наибольший изгибающий момент в поперечной балке возникает в месте прикрепления средней (при нечетном числе балок) или двух средних (при четном числе) продольных балок. При вычислении расчетных изгибающих моментов можно принять также без существенного ущерба для точности расположение временной нагрузки независимо от числа продольных балок симметричным относительно оси моста.

Коэффициенты поперечной установки ? для продольных балок неодинаковы и вычисляются соответственно размещению колес относительно каждой балки.

Для построения эпюры расчетных поперечных сил Q колеса нагрузки следует приблизить, насколько возможно к одной из главных ферм (например, к левой). При этом положение крайнего колеса, ближайшего к главной ферме, определяется расстоянием 0,50 м от поребрика (см. рис. 359).

Рис. 358. Эскиз прикрепления продольных балок В автодорожных мостах расчетный изгибающий момент в поперечной балке- часто значительно превосходит изгибающий момент в продольных балках, и соответственно этому поперечные балки могут быть подобраны большей высоты. В таких случаях высоту продольных балок на концах можно выравнить с высотой поперечной балки (рис. 358) при помощи консольных листов, что даст возможность воспринять опорный момент парой «рыбок».

Расчет прикрепления ведется в соответствии с указаниями, приведенными выше для железнодорожных мостов.

Конструкция проезжей части. Балочная клетка проезжей части. Сборные и монолитные плиты. Современные металлические мосты

Устройство проезжей части в автодорожных мостах всегда было существенной деталью проекта потому, что конструкция проезжей части не только в основном определяет удобство проезда по мосту, но и оказывает заметное влияние на расход материалов в пролетных строениях и на общую стоимость моста. Но в железобетонных мостах последние обстоятельства смягчены общей относительно большой массой пролетных строений, которая быстро нарастает с ростом пролетов. В металлических же автодорожных мостах конструкция проезжей части в заметной степени определяет расход стали в пролетных строениях. Поэтому проезжая часть металлических мостов более разнообразна по используемым материалам и конструкциям, чем в железобетонных мостах.

Конструкция проезжей части в металлических автодорожных мостах в наибольшей степени зависит от ее уровня расположения (езда поверху или понизу) и практически не зависит от системы пролетного строения. В балочных мостах со сплошной стенкой почти всегда устраивают езду поверху. В этом случае конструкция проезжей части состоит из мостового полотна и несущей конструкции проезжей части. В свою очередь, несущая конструкция опирается либо на балки проезжей части (балочную клетку), несущие нагрузку главным балкам, либо непосредственно на главные балки.

В эксплуатации можно встретить металлические мосты с деревянным настилом, который часто применяли в первой половине XX в.

Чаще всего в металлических мостах делают обычную одежду ездового полотна. В случае устройства металлической ортотропной плиты проезжей части желательно применение облегченной одежды ездового полотна. По стальному настилу может быть уложен асфальтобетон толщиной 5-7 см со специальными добавками или полимерное покрытие толщиной 2-3 см. Любой тип одежды ездового полотна должен выполнять все основные ее функции: работать как покрытие (слой износа), обеспечивать хорошие условия движения и служить гидроизоляцией — защищать нижележащие конструкции от действия атмосферных осадков.

Отвод воды с проезжей части осуществляется поперечным и продольным уклонами. В прошлом поперечный уклон обеспечивали устройством различной толщины одежды ездового полотна: меньшей по краям мостового полотна и наибольшей на середине проезжей части. В этом случае средняя толщина одежды, а соответственно и нагрузка от нее возрастали в 1,2-1,6 раза. В настоящее время поперечный уклон делают соответствующим наклоном плиты проезжей части, что, практически не создавая конструктивных осложнений, позволяет уменьшить постоянную нагрузку от элементов проезжей части на конструкции моста.

Деревянная проезжая часть несложна и имеет небольшой собственный вес. Конструкция ее подобна устройству проезжей части в деревянных мостах. В пролетных строениях со сплошными балками возможны конструкции в виде двойного дощатого настила по поперечинам (рис. 22.2, а) или в виде клееной деревоплиты с асфальтобетонным покрытием (рис. 22.2, б). Основное преимущество деревянной проезжей части в металлических мостах — ее малый собственный вес. Двойной дощатый настил по поперечинам создает нагрузку 1,5-1,8 кН/м 2 , а деревоплита с асфальтобетонным покрытием —2-3 кН/м 2 . Вместе с тем деревянная конструкция проезжей части из-за быстрого загнивания и износа требует частого ремонта. Поэтому чаще всего в металлических мостах несущим элементом полотна проезжей части служит железобетонная плита, которая может быть выполнена как из монолитного (рис. 22.2, в), так и из сборного железобетона (рис. 22.2, г).

В мостостроительной практике разных стран применяют и сборные, и монолитные плиты (у нас чаще устраивают сборные железобетонные плиты проезжей части). Основное преимущество сборных плит в наших условиях состоит в том, что плиты доставляют к месту монтажа в готовом виде, устанавливают их в проектное положение и затем укладывают небольшое количество бетона или раствора в швы омоноличивания между сборными блоками. Практически все эти виды работ не зависят от погодных условий. При часто расположенных главных балках в поперечном сечении, если расстояние между ними находится в пределах 2–6 м, железобетонная плита может быть оперта непосредственно на главные балки. Если расстояние между главными балками большое, то приходится устраивать дополнительные балки проезжей части и плита опирается как на главные, так и на дополнительные балки. По железобетонной плите устраивают обычную конструкцию одежды. В современных балочных мостах со сплошной стенкой железобетонную плиту проезжей части, как правило, включают в совместную работу с остальными балками. Существенный недостаток конструкции проезжей части с железобетонной плитой в металлических мостах – большая постоянная нагрузка на главные балки от веса плиты, составляющая 7-9 кН/м 2 или от 20 до 50 кН/м распределенной нагрузки на каждую главную балку. Возможно снижение указанных значений, если при изготовлении плит проезжей части применить бетон на легких заполнителях.

Конструкция проезжей части. Балочная клетка проезжей части. Сборные и монолитные плиты. Современные металлические мосты , страница 2

Прикрепляющие настил ребра могут быть выполнены из проката разного профиля. При этом ребра могут иметь как открытый профиль, так и замкнутый.

Очень часто применяют ребра из полосовой стали (рис. 22.3, а) толщиной 12—16 мм и высотой около 200 мм. Это наиболее простой вид ребер ортотропных плит, но он не всегда эффективен из-за необходимости обеспечения устойчивости свободного края ребра в сжатой зоне. С этой точки зрения более рациональны швеллерные, уголковые или тавровые ребра жесткости (рис. 22.3, б, в, г). Но они гораздо менее рациональны по расходу металла на ортотропный настил и поэтому их применяют реже.

Иногда в ортотропном настиле используют специальный профиль из полосовой стали с утолщением на одном крае (рис. 22.3, д). Этот тип ребер занимает промежуточное положение по показателям между ребрами из полосовой стали и из профильного металла.

В современных конструкциях находят применение ребра замкнутого профиля из прокатных уголков (рис. 22.3, е) или из гнутого листа (рис. 22.3, ж, з). При этом возрастает жесткость ортотропного настила и уменьшается число сварных швов, так как ребра замкнутого сечения ставят через 50-70 см.

Ортотропный настил опирается на поперечные балки и обычно входит в сечение главных балок как верхний пояс. Применение ортотропного настила целесообразно при пролетах более 80-100 м.

Балочная клетка проезжей части

В балочных мостах со сплошной стенкой конструкция проезжей части опирается непосредственно на главные балки или передает давление на систему дополнительных балок – балочную клетку. Опирание конструкции проезжей части прямо на главные балки (рис. 22.4, а, б) обычно устраивают при небольших (до 4-6 м) расстояниях между ними. Если расстояние между главными балками превышает 3-4 м для уменьшения пролета несущей части настила могут быть установлены продольные, поперечные или те и другие балки проезжей части.

В пролетных строениях со сплошной стенкой с железобетонной плитой проезжей части балочную клетку только из поперечных балок (рис. 22.4, в) устраивают редко. В этом случае плита проезжей части имеет пролет вдоль движения, причем этот пролет будет равен расстоянию между поперечными балками и может быть довольно большим. Обычно шаг поперечных балок совпадает с шагом поперечных связей, и они представляют единую конструкцию.

В случае применения ортотропного настила основным решением служит конструкция с поперечными балками (рис. 22.4, г), которые входят в состав ортотропной плиты и передают нагрузку на главные балки.

При относительно больших расстояниях между главными балками и железобетонной плите наиболее распространена балочная клетка с продольными и поперечными балками (рис. 22.4, д, е).Расстояние между продольными балками равно 2-3 м. Поперечными балками могут служить поперечные связи (см. рис. 22.4, е). В мостах со сплошной стенкой продольные балки опирают на верх поперечных балок (этажное сопряжение). Чтобы уменьшить дополнительные напряжения в балках проезжей части от влияния деформаций верха главных балок желательно опирание продольных балок на поперечные делать продольно подвижным. Такой тип опирания может быть осуществлен применением специальных опорных частей, закреплением продольных балок над поперечными консольным листом (рис. 22.5, а, б).

Последний вид прикрепления обеспечивает возможность небольших продольных перемещений продольных балок за счет гибкости консольного листа. Обычно продольные балки делают неразрезными. Если бы продольные балки были жестко закреплены на поперечных, в них возникли бы дополнительные осевые усилия, а в поперечных балках – изгиб в горизонтальной плоскости и кручение (рис. 22.6). Это объясняется тем, что верхние пояса главных балок, находящиеся в уровне установки продольных балок, под действием продольной силы N при изгибе деформируются от вертикальной нагрузки Р и заметно изменяют свою длину и расстояния между верхними поясами поперечных балок. При продольно-подвижном закреплении неразрезных продольных балок балочная клетка практически не включается в работу главных балок. Балочная клетка чаще всего выполняется из двутавровых сечений со сплошной стенкой. При небольших пролетах (до 3-4 м) балки могут быть выполнены из прокатных двутавров, при больших пролетах их сваривают из листового проката. Высота балок составляет 1 /₈ – 1 /₁₂ их пролета.

Если пролетное строение имеет большие расстояния между главными балками, рациональны поперечные балки в виде ферм.

Читайте также: