- •Введение
- •Общие сведения об искусственных сооружениях
- •3.1. Мост и его конструктивные элементы
- •3.2. Разновидности мостов
- •3.3. Разновидности искусственных сооружений
- •3.4. Основные положения проектирования мостов и труб
- •3.4.1. Общие требования
- •3.4.2. Габариты мостов
- •3.4.3. Вариантное проектирование
- •3.4.4. Основные положения расчета мостов и труб
- •3.4.5. Принципы унификации и типизации пролетных строений
- •Контрольные вопросы
- •Железобетонные мосты
- •4.1. Область применения, основные системы и материалы
- •4.2. Конструкции пролетных строений балочных мостов
- •4.2.1. Плитные пролетные строения
- •4.2.2. Ребристые пролетные строения с ненапрягаемой арматурой
- •4.2.3. Свайные и стоечно-эстакадные мосты
- •4.2.4. Ребристые пролетные строения с напрягаемой арматурой
- •4.2.5. Конструктивные детали железобетонных пролетных строений
- •4.3. Балочно-неразрезные мосты
- •4.4. Общие сведения о рамных и арочных мостах
- •4.4.1. Рамные мосты
- •4.4.2. Арочные и комбинированные мосты
- •4.5.Основные положения проектирования железобетонныхбалочно-разрезных пролетных строений
- •Контрольные вопросы
- •Опоры балочных мостов
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Промежуточные опоры
- •5.3. Береговые опоры
- •5.4. Основные положения расчета опор
- •Контрольные вопросы
- •Стальные мосты
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Пролетные строения со сплошными балками
- •6.3. Сталежелезобетонные пролетные строения
- •6.4. Коробчатые пролетные строения
- •6.5. Балочно-разрезные пролетные строения с фермами
- •6.6. Балочно-неразрезные пролетные строения с фермами
- •6.7. Арочные пролетные строения
- •6.8. Рамные пролетные строения
- •6.9. Основные положения расчета пролетных строений со сплошными балками
- •Контрольные вопросы
- •Водопропускные трубы
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Конструкции сборных железобетонных и бетонных труб
- •7.3. Конструкции металлических труб
- •7.4. Водопропускные трубы в условиях наледеобразования
- •7.5. Основные положения расчета труб
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
6.3. Сталежелезобетонные пролетные строения
Особенностью сталежелезобетонных пролетных строений является жесткое объединение железобетонной плиты проезжей части со стальными главными балками, которое обеспечивает их совместную работу. Эффект заключается в том, что при жестком их объединении возникает сжатие железобетонной плиты при изгибе балок. Это приводит к уменьшению сжатой зоны сечения верхних поясов стальных балок, повышению горизонтальной жесткости пролетных строений, снижению расхода стали на 12–18 % [11] (рис. 6.8).
Применяют два типа сталежелезобетонных пролетных строений – с ездой на балласте и по железобетонной плите. Железобетонную плиту выполняют монолитной и сборной. В современных железнодорожных сталежелезобетонных пролетных строениях широкое распространение получили сборные железобетонные плиты с поперечными швами.
Рис. 6.8. Конструкция сталежелезобетонного пролетного строения: а – план; б – фасад пролетного строения; в – план нижних продольных связей; г, д – поперечный разрез на опоре и в пролете
Мостовое полотно с ездой на балласте сталежелезобетонных пролетных строений имеет преимущество, заключающееся в том, что обеспечивает благоприятные условия при движении поездов при однородности пути на мосту и подходах, а также упрощает содержание и ремонт пути. К числу недостатков данного пролетного строения относят большой собственный вес; сложность устройства, ремонта гидроизоляции и водоотвода.
Железобетонную плиту объединяют со стальными балками с помощью упоров различной конструкции и гибких анкеров, прикрепляемых к поясам балок преимущественно сваркой, что вызывает концентрацию напряжений (рис. 6.9).
Рис. 6.9. Упоры и анкеры сталежелезобетонных пролетных строений: а, б – гибкие анкеры; в, г, д, е – жесткие анкеры из уголка, тавра, кольца и подковы; ж – закладная деталь с гибкими анкерами и горизонтальным листом для прикрепления высокопрочными болтами (на плане анкеры не показаны); 1 – верхний лист стальной балки; 2 – гибкий петлевой анкер; 3, 4 – вертикальный, горизонтальный листы; 5 – отверстия для высокопрочных болтов
Анкеры и упоры воспринимают сдвигающие силы, возникающие при изгибе сталежелезобетонных балок, от разницы температур балки и плиты, от усадки ползучести бетона.
В современных железнодорожных пролетных строениях железобетонные плиты прикрепляют к стальным балкам высокопрочными болтами с помощью закладных деталей (рис. 6.10) [23].
Рис. 6.10. Объединение сборной железобетонной плиты со стальной балкой закладными деталями упоров, прикрепляемых высокопрочными болтами: ВОТ – водоотводная трубка
В
Рис. 6.11. Объединение
железобетонной плиты и стальной балки
высокопрочными болтами: 1
– высокопрочный болт; 2
– отверстие в бетоне диаметром 50 мм; 3
– распределительная подкладка; 4
– арматурный каркас
Блоки железобетонных плит соединяют между собой сваркой выпусков арматуры с заполнением швов бетоном и последующим устройством гидроизоляции и защитного слоя, а также эпоксидным клеем с обжатием стыков домкратами.
Главные балки сталежелезобетонных пролетных строений имеют составное двутавровое сечение с высотой (1/131/15)lр, толщиной стенок 12–14 мм. Для устойчивости стенки балок укрепляют вертикальными ребрами жесткости, а при пролетах 45 м и более еще и продольными ребрами жесткости в сжатой зоне (см. рис. 6.8). Верхние пояса балок состоят из одного горизонтального листа, а нижние – из одного или двух листов разной толщины и ширины для уменьшения площади сечения поясов от середины пролета к опорам. Балки объединяют продольными и поперечными связями с крестовой решеткой (см. рис. 6.8).
Балки типовых сталежелезобетонных пролетных строений (типовой проект серии 3.501-49, инв. № 739, ГТМ,1976 г.) изготовляют из сталей марок 10Г2С1Д и 15ХСНД, плиты – из бетона классов В40 и F300. Проект разработан под один железнодорожный путь с ездой на балласте полной длиной пролетов 18,8; 23,6; 27,6; 34,2; 45,8; 55,8 м.
В 1989 г. разработаны конструкции сталежелезобетонных пролетных строений высокой заводской готовности с полной длиной 18,2; 23,0;27,0; 33,6 и 45 м (типовой проект серии 3.501.9-151, ГТМ, 1989 г. для однопутных и многопутных железнодорожных мостов, на прямых и кривых участках радиусом 300 м, а также в сейсмических районах с расчетной сейсмичностью до 9 баллов). Сплошные балки пролетных строений изготовляют из стали марок 15ХСНД-2 (обычное и северное исполнение А) и 10ХСНД-3 (северное исполнение Б), а железобетонные плиты – из бетона классов В35 и В40 (рис. 6.12) [23].
Рис. 6.12. Конструкция сталежелезобетонного пролетного строения высокой заводской готовности: а – поперечное сечение в пролете; б – то же на опоре; t – толщина элемента; H – высота балки
Применение сталежелезобетонных конструкций в железнодорожных мостах приводит к существенной экономии стали, особенно в пролетных строениях высокой заводской готовности. Однако применение данных типовых решений в настоящее время имеет ограничения.