Усиление металлических пролетных строений
Обновлено: 04.10.2024
Усиление пролетного строения устройством гибкой затяжки по нижнему поясу балок
Усиление пролетного строения устройством по нижнему
поясу предварительно напряженных затяжек имеет
существенное преимущество перед другими способами
вследствие того, что работы по усилению можно
выполнять без перерыва движения поездов.
Для предварительно напряженной затяжки применяют
такие материалы, как пучки из высокопрочной
проволоки, тросы (канаты), а также высокопрочную
сталь из стержней круглого сечения. При этом
обязательной является надежная защита затяжек от
Предварительное напряжение производят домкратами,
полиспастами или винтовыми приспособлениями.
МЕТОДЫ УСИЛЕНИЯ
Устройство ортотропной плиты
После усиления резко уменьшается динамическое воздействие на балки. Балластное корыто снижает уровень вибрационного фона в 3 – 5 раз.
После усиления уровень вибрационного фона уменьшается в 1,5 – 2 раза. Предпочтительна укладка бесстыкового пути по железобетонным плитам БМП
Усиление опор мостов УШИРЕНИЕ ОПОР МОСТОВ
УСИЛЕНИЕ МАССИВНЫХ ОПОР МОСТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМИ ОБОЛОЧКАМИ («РУБАШКАМИ»)
В целях обеспечения несущей способности и безопасности тело массивных опор усиливают железобетонными оболочками («рубашками»), включенными в работу существующей кладки.
Связь железобетонной «рубашки» с кладкой опоры обеспечивают установкой анкеров (штырей) и штраблением ее поверхности.
При этом путем передачи постоянных и временных нагрузок с пролетных строений на оболочку достигается усиление кладки опоры.
По условию трещиностойкости толщину усиливающих железобетонных «рубашек» на массивных опорах принимают равной 0,10 – 0,15 полной толщины опоры, но не менее 16 см
Конструктивные детали железобетонной «рубашки»
Армирование железобетонных «рубашек» производят, как правило, сетками из стержневой арматуры диаметром до 25 мм (12 – 25 мм), которые крепят к кладке опоры с помощью стальных анкеров. Применяют сетки с ячейками от 10 до 20 см (10х10, 15х15, 20х20 см).
Число сеток и толщину «рубашки» назначают в зависимости от размеров и характера повреждений. Требуемое количество стержней рабочей арматуры на 1 пог. м высоты опоры определяют по специальной методике.
2. Анкеры диаметром 18 – 25 мм заделывают в шпуры (бурки), пробуренные в кладке на глубину 50 – 75 см (не менее 25-30 диаметров анкера). Для омоноличивания анкеров используют раствор 1:3.
Усиление береговой опоры железобетонной «рубашкой»
Устройство железобетонной «рубашки»
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЦЕМЕНТАЦИИ КЛАДКИ ОПОР МОСТОВ
1. Цементацию кладки искусственных сооружений производят с целью восстановления монолитности, увеличения прочности, повышения водонепроницаемости, устранения фильтрации воды через кладку, увеличения ее долговечности.
2. Возможность применения способа цементации кладки зависит от размера трещин в кладке, их конфигурации, скорости фильтрации воды через кладку и ее химического состава.
3. Может быть достигнута удовлетворительная цементация трещин с раскрытием порядка 0,2 - 0,5 мм.
4. Сущность способа цементации заключается в том, что в кладку через пробуренные скважины нагнетают цементный раствор, который после твердения превращается в плотный водонепроницаемый и нерастворимый в воде материал, заполняющий трещины и пустоты и препятствующий фильтрации через них воды.
5. Для повышения водонепроницаемости, уменьшения усадочных явлений, увеличения зоны растекания и регулировки сроков
схватывания в нагнетаемые растворы вводят специальные добавки. 6. Нагнетание цементного раствора может производится
гидравлическим способом – насосами и пневматическим – непосредственно сжатым воздухом от компрессора посредством растворонагнетателей.
ЦЕМЕНТАЦИЯ КЛАДКИ ОПОР МОСТА
Скважины устраивают по швам облицовки и размещают в шахматном порядке. Количество, взаимное расположение, глубина и направление скважин, назначаемое в проекте в зависимости от типа и параметров кладки, характера и количества течей и других условий производства работ, должны быть такими, чтобы в результате цементации достигались монолитность кладки и её водонепроницаемость. Расстояние между скважинами ориентировочно назначают исходя из удельного водопоглощения кладки (принимают в среднем 0,8 – 1,2 м при нагнетании раствора без добавок и 1,2- 2,0 м – с пластифицирующими добавками).
Содержание мостов
Усиление железобетонных пролетных строений
Необходимость в усилении железобетонных мостов, имеющих как правило, достаточную грузоподъемность (это относится и к старым мостам), возникает весьма редко.
Усиление железобетонных строений.
Все же в отдельных случаях может потребоваться усиление железобетонных балочных пролетных строений, причем в первую очередь по несущей способности главных балок по нормальным, а также главным растягивающим напряжениям.
Способы усиления пролетных строений выбирают с учетом ряда обстоятельств, например состояния основных элементов, уровня усиления, условий производства работ и т. п.
Усиление железобетонных пролетных строений осуществляют либо увеличением сечения их элементов, либо изменением системы.
При небольшом усилении (10 — 15%) увеличение рабочих сечений балок может быть обеспечено добавлением арматуры, привариваемой к стержням нижнего ряда. Для этого удаляют защитный бетонный слой до половины стержней нижнего ряда и к ним приваривают добавляемые стержни через коротыши длиной 10 — 20 см, после чего бетон нижнего пояса восстанавливают торкретированием. В этом случае высота балки почти не увеличивается, а грузоподъемность ее повышается за счет добавляемой арматуры, которая, как это понятно, будет работать на усилия от временной нагрузки.
Более существенного повышения грузоподъемности пролетного строения (15 — 35%) достигают увеличением высоты балок (до 20 см) и площади рабочей арматуры приваркой каркаса, состоящего из продольных, наклонных стержней и коротких хомутов. Добавляемую арматуру после удаления защитного слоя приваривают к существующей посредством наклонных коротышей. Хомуты, объемлющие добавляемую арматуру, верхними концами также приваривают. При этих работах во избежание пережога арматуры в местах сварки стержни диаметром менее 12 мм не применяют.
После установки арматурного каркаса зону усиления бетонируют в опалубке бетоном на мелком щебне или цементно-песчаным раствором марки не ниже 300. Бетон заполнения подают через загрузочные воронки сбоку под напором столба до 1 м и уплотняют наружными вибраторами, закрепляемыми на опалубке.
Для обеспечения хорошего сцепления старого и нового бетонов поверхность тщательно обрабатывают. Рекомендуется на контакте между старым и новым бетоном (до бетонирования) нанести эпоксидно-тио-коловую клеевую или полимерцементную прослойку толщиной до 1 мм. Бетоны надо применять пластичные по возможности на быстро-твердеющих, безусадочных и расширяющихся цементах.
Главные балки ребристых пролетных строений усиляют увеличением толщины стенок и сечения нижнего пояса. При этом можно увеличить площадь как основной рабочей арматуры, так и бетона и арматуры стенок балок.
Этим способом на одном из мостов были усилены балочные пролетные строения длиной 15 м, имевшие большое' количество поперечных и наклонных трещин1. Главные балки этих пролетных строений заключили в железобетонную «рубашку» толщиной снизу 20 см и с боков по 5 см. Добавленная арматура диаметром 36 мм состояла из стержней, приваренных к существующим, отгибаемых вверх по боковым граням балок и обрываемых в растянутой зоне. По боковым граням балок установили горизонтальные стержни диаметром 12 мм, привязав их к хомутам, охватывающим дополнительно поставленную арматуру в нижней зоне. Хомуты верхними концами приварили к арматуре плиты, а нижними — к рабочей арматуре балок. «Рубашку» бетонировали в деревянной опалубке.
Для лучшего включения элементов усиления в работу от внешних нагрузок целесообразно добавляемую арматуру предварительно напрягать.
Рассмотренными способами можно усилить элементы и других систем железобетонных мостов. Работы по усилению железобетонных пролетных строений являются трудоемкими, сложными и ответственными, поэтому выполнять их надлежит высококвалифицированным работникам и с большой аккуратностью при тщательном техническом надзоре.
Усиление металлических пролетных строений.
В зависимости от конструкции пролетного строения наличие слабых элементов, степени повышения грузоподъемности используется различные способы усиления:
1. увеличение поперечного сечения элементов;
2. уствновка дополнительных элементов (шпренгель, связь, дополнительная ферма и т.д.);
3. Усиление с изменением системы ферм или балок
· Превращение неразрезных балок и ферм в пазрезные
· Добавление третьего яруса (арки) и балочными фермами
4. Превращение стального пролетного строения в стали ж/б.
При небольшом увеличении грузонапряженности пролетного строения со сплошными балками их усиление производят добавлением горизонтальных листов или уклонов.
При усилении ферм также симметрично добавляется металл
При усилении ферм может изменяться конструкция решетки
39. Система содержания ИССО на ж\д России.
1.Инструкция по содержанию ИССО. МПС, Москва, 1999.
2.Положение по оценке состояния и содержания ИССО на ж\д СССР, М, Транспорт, 1991. 3.СНиП 3.06.07-86. Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний. М, Стройиздат, 1986.
Содержание ИССО должно обеспечивать их исправное состояние для бесперебойного и безопасного пропуска поездов с установленными скоростями движения и также обеспечивать нормативный срок эксплуатации.
Содержание ИССО предусматривает:
- текущее содержание (надзор и работы по текущему содержанию);
Основной принцип содержания – это предупреждение появления неисправностей и повреждения сооружений.
Надзор за ИССО: 1)осмотрИССО осуществляется обходами ж\д путей монтерами пути, а при их отсутствии – бригадирами пути. Результаты осмотра заносятся в форму ПУ-35. При выявлении неисправностей, угрожающих безопасности движения поездов (подмывы опоры, разрыв элемента и т.д.), опасное место ограждается и немедленно обо всем докладывается дорожному или мостовому мастеру. 2)текущий осмотр осуществляется бригадирами пути, дорожными мастерами, начальниками участков, бригадирами по ИССО, мостовыми или тоннельными мастерами, начальниками и заместителями дистанции пути на закрепленных за ними участках. Вся информация заносится в книгу результатов осмотра ИССО – форма ПУ-30. Осмотры: - при исправном состоянии ИССО -1 раз в 3 месяца; - для слабых и дефектных ИССО устанавливается для каждого своя периодичность, вплоть до непрерывного наблюдения; - ПС рассчитанные по нормам 1907 и более ранние – 1 раз в 2 месяца; - для ИССО северной климатической зоны в зимнее время – 1 раз в месяц; - для всех в период пропуска паводка и ливневых дождей – по мере необходимости. 3) периодические осмотрыпроводятся начальником дистанции пути (его замом или главным инженером) с участием мостового (тоннельного) мастера, начальника участка, старшего дорожного мастера в сроки установленные в зависимости от состояния, но не реже 2 раз в год (весна и осень). Результаты осмотров оформляются актами и заносятся в ПУ-30, а также в книги ИССО с перечнем дефектов, указанием объемов и сроков выполнения необходимых работ. 4) обследования осуществляются мостоиспытательными станциями с участием мостового (тоннельного) мастера:
- большие и средние мосты – не реже 1 раз в 5 лет; - большие и средние мосты, рассчитанные по нормам 1907 с низким классом по грузоподъемности – не реже 1 раза в год; - остальные не реже 1 раза в 10 лет. 5) испытания сооружений: а) при приемке в эксплуатацию вновь построенных крупных сооружений; б) при приемке в эксплуатацию новых и опытных конструкций; в) при возникновении в период эксплуатации дефектов конструкции, влияние которых трудно учесть расчетом; г) при усилении слабых конструкций. По результатам обследования и испытаний составляется подробный отчет и заключение. Испытания бывают статическими и динамическими. При статических испытаниях определяют напряжение в элементах конструкции, прогибы. При динамических испытаниях – собственную частоту колебаний конструкции и амплитуду.
34) Способы усиления ж\б пролетных Строений.
2 способа усиления
1. путем увеличения поперечного сечения с помощью добавления материала (бетона, арматуры)
Методы усиления железобетонных балок автодорожных мостов.
Усилением пролетного строения является целенаправленное изменение его конструкции с целью повышения грузоподъемности. Усиление может производится в случаях: – недостаточной фактической грузоподъёмности пролетного строения, -необходимостью пропуска по мосту сверхнормативных нагрузок . Метод 1. усиление ж.б балок наклейкой поверхностной арматуры, дает возможность увеличить их несушюю способность по изгибающему моменту до 50 % в некоторых случаях и больше, с одновременным ремонтом балок.
При усилении пролетных строений учитывается индивидуальное состояние каждой балки: ее фактические размеры, дефекты (трещины, сколы бетона, другие ослабления), состояние бетона и арматуры
Метод 2: Усилением пролетных строений привариванием дополнительной арматуры. Наиболее простым способом усиление продольных балок считается постановка дополнительной рабочей арматуры, С этой целью складывают защитный слой и оголяют продольную арматуру до половины ее диаметра. К оголенной арматуре приваривают коротыши диаметром до 40 мм и длиной до 200 мм , а к ним дополнительную продольную арматуру. Усиление балок постановкой дополнительной арматуры:
1-балка; 2-рабочая основная арматура; 3-дополнительная арматура; 4-каратыши; 5-дополнительный слой бетона.
66. К малым водопропускным сооружениям на автомобильных дорогах относятся трубы и мосты» полная длина которых не превышает ч25 метров. Малые мосты и трубы допускается располагать при любых сочетаниях профиля и плана» предусмотренных требованиями СНиП 2.05.02-85. Для мостов с отверстием до 10 м и для труб должны быть предусмотрены укрепления русел с входной и выходной стороны к в пределах сооружения, а также устройства для гашения скоростей на входе и выходе
Трубы предпочтительнее мостов, особенно на участках автомобильных дорог с вогнутым профилем. При наличии ледохода использовать трубы нельзя. На дорогах 1 технической категории отверстия труб назначаются, как правило» не менее I м: если" длина трубы свыше 2.0 м - не менее 1,25 м. Под насыпями на дорогах других категорий трубы отверстием 1м при длине до 30 м» отверстием 0А75 м при длине свыше 15 м, л на съездах - отверстием 0,5 м. Полунапорный режим труб предусматривать только при наличии фундаментов, при в том должна быть обеспечена водонепроницаемость ФВ0В между звеньями и устойчивость против фильтрации* Характеристики режимов работы труб рассмотрены ниже. Аккумуляция учитывается в случаях расчета только то ливневом>' стоку, причем уменьшение расходов вследствие учета аккумуляции допускается не более чем в три раза. На просадочных фунтах не рекомендуется учитывать аккумуляцию стока. Низ пролетных строений малых мостов над расчетным уровнем воды а учетом подпора и волны должен возвышаться но менее чем. на 0.5 м. а при наличии карчехода - на 1 м. Над наивысшим уровнем ледохода возвышение принимают не менее 0.75 м.
Размера малых водопропускных сооружений определяют в зависимости от величины расчетного расхода заданной вероятности превышения9 геометрических и морфологических характеристик.мвс-та их расположения, а также общего решения плана и профиля дороги. В соответствии с требованиями СНиП 2.05-03-84 /10/ вероятность превышения расчетных расходов принимается в зависимости от технической категории дороги и рода сооружений
Как наиболее распространенный вид искусственных сооружений при преодолении временных или постоянных водотоков рассматривают возможность постановки трубы, так как водопропускные трубы наиболее пригодный вид сооружений для обеспечения технико-эксплуатационных показателей дороги и обеспечению безопасности функционирования требуемых транспортных связей. При постановке труб на дороге непосредственно не изменяются параметры проезжей части, обочин и грунтовой насыпи, что приводит к постоянству скорости движения, безопасности, и интенсивности. Водопропускные трубы по материалу подразделяются на деревянные, каменные, бетонные и железобетонные. По форме поперечного сечения-треутольные, трапецеидальные, овальные, круглые, прямоугольные. Деревянные трубы в основном устраивают треугольной и трапециевидной формы поперечного сечения. Овальные -в основном устраиваются каменными и бетонными. Очертание овальных труб назначают так, чтобы в элементах поперечного сечения не возникали растягивающие усилия. Металлические трубы применяют круглого железобетонного и прямоугольного поперечных сечений. По условиям пропуска водотока трубы принимаются как обеспечивающие безнапорный режим протекания, напорный и полунапорный. При температуре -42°С полунапорные и напорные трубы не принимаются. Устраиваются трубы в зависимости от грунтов от грунтов основания как безфундаментные, на облегченных фундаментах, и на жестких. Металлические трубы применяются как гладкие и гофрированные. Трубы устраивают как безоголовочные , так и с оголовками. По конструктивным особенностям различают следующие типы оголовков: портальные, раструбные, воротниковые, отпекаемые. Прочность тела трубы проверяют на действие постоянной нагрузки (давление грунта) и временной (нагрузка НК-80 если труба установлена на II,III,IV технических категориях: и при схеме НГ-60 на V категории).
67.Мосты на а/д. классификация мостов.
Мосты классифицируют по материалу по статической схеме по виду несущего элемента
По материалам: Деревянные, каменные, металлические, ж/б, бетонные деревянные комбинированные.
Все признаки классификации рассматриваем для пролетных строений. Для элементов перекрывающих пролетное пространство м/у опорами: по статической схеме: балочные рамные арочные висячие комбинированные.
По виду несущего элемента. отдельно в каждой группе по материальному обеспечению по статической схеме.
Балочные могут быть только из тех материалв которые способны воспринимать растягивающие усилия( деревянные, ж/б, металлические, комбинированные).
По статической схеме разделяются на разрезные, не разрезные, консольные.
Деревянные мосты могут быть выполнены по разрезной и не разрезной схеме. Остальные всеми схемами.
По виду несущего элемента разделяются на балочные: плитные ребристые, и сквозного сечения.
68. Классификация автодорожных мостов.
Мосты в зависимости от вида пересекаемого препятствия подразделяются на следующие категории:
1 собственно мосты предназначены для преодоления препятствий в виде водных естественных или искусственных преград, это постоянно действующие водотоки на которых не возможно или не рациональна постановка водопропускных дамб.
2 Путепроводы(мосты) для преодоления препятствий в виде транспортных сооружений (автомобильных дорог и различных трубопроводах.
3 Виадуки, для преодоления препятствий в виде глубоких оврагов в горных ущельях.
4 Эстакады для преодоления препятствий в виде городских застроенных территорий, ценных с/х земель частных земельных владений.
К мостам относят сооружения периодического или сезонного действия, для больших водных преград(паромные переправы).
По характеру преодолеваемого препятствия мосты подразделяются через водотоки на виадуки, путепроводы, эстакады. При пересечении дороги в глубоких оврагов, не только для пропуска воды, но вместо насыпи если ее возведение является не возможным, устраивают виадуки. Мост, по которой одна дорога пропускается под другой называется путепроводом. Сооружения для поднятия дороги над окружающей территорией с составлением свободных пространств называют эстакадами.
По роду материала, из которых строятся мосты, разделяются на каменные, бетонные, ж/б металлические и деревянные. Но все части моста делают из одного материала. Различают по характеру работы пролетных строений. По статической схеме: балочные, рамные, арочные, висячие, комбинированные, вантовые.
Основными несущими нагрузки частями пролетных строений балочных мостов являются балки или балочные фермы работающие на изгиб в арочных мостах основными несущими нагрузку частями пролетных строений являются арки, своды или арочные фермы.
Висячие мосты состоят из гибких элементов кабелей или цепей, представляют собой основную несущую часть моста к которому подвешивается проезжая часть предназначенная для пропуска нагрузки.
Вантовые мосты составлены из гибких частей(стальных канатов, образующие вантовые фермы).
По расположению езды мосты бывают .
1 ездой по верху
2 ездой по низу.
3 смешанным расположением езды(с пониженной ездой).
Висячие пролетные строения по виду несущего элемента.
1 мосты с несущем канатом.
2 вантовые мосты
3 мосты с вантовыми фермами.
Мосты с несущем канатом м.б. без распорные и распорные несущий канат, в качестве него применяют кованные цепи витые канаты, металлические пластинчатые цепи.
69.Деформационные швы больше пролетных мостов. Классификация.Конструкционные особенности.
Предназначены для обеспечения свободных линейных и угловых перемещений пролетным строением и обеспечением при этом ровности проезжей части.
Деформативные швы применяются закрытого и открытого типа. Швы закрытого типа применяются до 2- 2.5см линейных перемещений швы открытого типа применяются при перемещении более 2.5 см.
Швы закрытого типа.
1) Водоотводной лоток выполняется из нержавеющей стали алюминия или латуни, толщиной 1.5-2 мм .
Эти лотки крепят к пролетным строениям при помощи закладных деталей и болтов.
Швы открытого типа(прим. В большепролетных мостах).
1- Пролетные строения
2- Выравнивающий слой дор. Конструкции
3- Слой гидроизоляции
4- Защитный слой
5- Покрытие проезжей части
6- Упорный окаймляющий
70.Нормативная временная подвижная нагрузка, учитываемая при проектированииискусственных сооружений на а/м дорогах
Нормативную временную вертикальную нагрузку от подвижного состава на автомобильных дорогах (общего пользования, внутрихозяйственных в колхозах, совхозах и других сельскохозяйственных предприятиях и организациях), на улицах и дорогах городов, поселков и сельских населенных пунктов следует принимать (с учетом перспективы).
Схема АК- представляется в виде колейной равномерно распределенной нагрузки бесконечной длины и одновременно с ней действующей с ней двухосной колесной тележки. (Рис. см. СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы, стр. 22 рис а).
Р=К (тс), Р=9,8К (кН)- давление на ось колесной тележки.
q=0,1К (тс/м), q=0,98К (кН/м)- равномерно распределенная часть нагрузки.
Давление на колесо равномерное Рк=Р/2
При проектировании мостов используют АК двух классов: К=11, К=8.
А11- используют при проектировании мостов 1-4 т.к.
Количество колонн нагрузки АК устанавливается в поперечном сечении, определяется колич. полос движения на мосту.
bn- ширина полосы движения
n-кол-во полос движения.
Для всех мостов рассчитыв. На нагруз. А8, элементы проезжей части должны быть проверены на действие только колесной тележки но при нагрузке К=11, т.е. А11.
Разрывы в равномерно распред. Нагр. Допуск. В любом мест и любой длины, так чтобы получить мах знач. Определяемого усилия в соответсвии с загружаемой линией влияния.
Колесная тележка при этом устанавливается
так чтобы получить мах знач. Ординаты ЛВ
под центрами установ-х колес. На
загружаемую ЛВ устанав. 1 колес. тележ.
В попереч. Сечен. Моста нагузка АК
Устанав. По 2м схемам.
С мах смещением в одну из сторон попереч. Моста, но без заезда на полосу безопасности.
2. С заездом на полосу безопасности.
Схема НК-80- представляется в виде одиночного 4х осного колесного тр. Средства. (Рис. см. СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы, стр. 22 рис в).
Р=G/4, G=80тс, G=785 кН, на загружаемую ЛВ устанав. Только одно т.с., но так чтобы получить мах сумму ординат загружаемой ЛВ под центрами этой нагрузки.
В попереч. сечении моста трансп. ср-во устанавливается 1 раз, независимо от количества полос движения, при этом т.с. мах смещается в одну из строн без заезда на полосу безопасности.
Схема НГ-60- представ-ся в виде одиночного гусеничного трансп. средства. G=60тс. (Рис. см. СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы, стр. 22 рис в).
В продольном направлении на загруженную ЛВ, устанав. Одно т.с. так чтобы получить мах площадь участка ЛВ, ограниченную длиной опирания гусеницы.
В поперечном сечении моста НГ-60 устанав. Аналогично НК-80, при проект. Мостов на НК-80 проверяются все мосты рассчитываемые на А11. На действие НГ-60 должны бать проверены все мосты А8.
Схема Н-30- в виде бесконечной колонны 3х осных т.с.
b=0,6м, Р=12тс, Р1=6тс
Н-30 может иметь разрывы в любом месте и любой длины. Нагрузка Н-30 устанавливается так, чтобы получить мах знач. Суммы ординат этой ЛВ под центрами осей установленных т.с.
В попереч. Сечении моста нагрузка Н-30 устанав.-я с заездом на полосу безопасности с мах смещением в одну из сторон, а колич.–во колонн устанав.-ся столько, сколько вместится на ширине габарита. Кол-во колонн может быть ограниченно мах воздействием нагрузки Н-30 на рассматриваемый элемент моста.
Вопрос 38. Основные принципы усиления несущей способности металлических пролетных строений.
При недостаточной грузоподъемности пролетных строений их усиливают или заменяют новыми. Грузоподъемность пролетного строения оценивается классом наиболее слабого элемента (по сечению, прикреплению и т. п.). Классы элементов пролетных строений, особенно изготовленных по расчетным нормам до 1931 г., могут иметь различные значения, изменяющиеся в широком диапазоне. Поэтому для повышения грузоподъемности пролетного строения до требуемого уровня может потребоваться усиление небольшого числа элементов. В связи с этим усиление металлических пролетных строений может быть эффективно использовано с целью продления сроков их службы в условиях исчерпания первоначальной грузоподъемности.
Вопрос об усилении или замене пролетных строений решают на основании технико-экономического анализа. Значительное влияние на выбор варианта усиления или замены оказывает физическое состояние пролетных строений. В зависимости от конструкции пролетного строения, наличия слабых элементов в нем, степени повышения грузоподъемности при усилении и местных условий применяют различные виды усиления.
Существует несколько способов усиления металлических пролетных строений:
увеличение поперечного сечения элементов с одновременным усилением (если необходимо) их прикреплений;
устройство (установка) дополнительных ферм или балок;
введение дополнительных элементов в систему пролетных строений;
усиление с изменением системы ферм или балок путем подведения шпренгеля под балку, добавления третьего пояса (арки) к балочным фермам, превращения разрезных балок или ферм в неразрезные;
устройство дополнительных опор - временных или постоянных, уменьшающих расчетный пролет существующих пролетных строений;
превращение стального пролетного строения в сталежелезобетонное путем устройства железобетонной плиты, включенной в совместную работу.
Усилять отдельные элементы пролетного строения добавлением металла обычно нужно при любом способе.
Выносливость элементов клепаных пролетных строений можно повысить заменой в прикреплениях заклепок крайних рядов высокопрочными болтами. Замена наиболее нагруженных заклепок в двух-трех крайних рядах высокопрочными болтами значительно повышает усталостную долговечность прикрепляемого элемента и замедляет процесс расстройства оставшихся в соединении заклепок.
Для эффективного использования вновь добавляемого металла, особенно высокопрочных сталей, и рационального распределения усилий в системе применяют предварительное напряжение с регулированием усилий и деформаций в конструкции. Регулируют усилия в элементах пролетных строений путем установки предварительно напряженных затяжек, разгрузки (догрузки) конструкций при усилении, изменения значений опорных реакций в неразрезных системах, закрепления элементов усиления в нагретом состоянии и др.
Метод усиления пролетных строений с использованием предварительно напряженных затяжек из высокопрочных сталей - наиболее рациональный. Предварительно напряженные затяжки позволяют почти полностью исключить расклепку узловых прикреплений, при этом усиление во многих случаях выполняют не прерывая движения поездов. При усилении обычно применяют соединения на высокопрочных болтах. Такие соединения обладают большей по сравнению с заклепочными соединениями жесткостью, что обеспечивает хорошую совместную работу старого и вновь добавляемого металла и повышает эффективность его использования, имеют более низкую концентрацию напряжений.
Применение сварных соединений при усилении пролетных строений железнодорожных мостов осложняется тем, что трудно обеспечить достаточную надежность этих соединений: качество металла усиливаемых пролетных строений в большинстве случаев не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к металлу для сварных мостов; из-за специфики производства сварочных работ при усилении мостов применяется преимущественно ручная сварка, которая из-за трудности ее выполнения не обеспечивает требуемое качество сварных соединений; сложно осуществить наиболее совершенные типы сварных соединений (встык) и устранить в них опасные зоны концентрации напряжений.
Читайте также: