Проект реконструкции моста

Содержание

 

1.Введение.

2.Описание существующего моста.

3.Оценка грузоподъёмности моста.

    3.1.Исходные данные для  расчёта.

    3.2.Определение несущей способности балки в предельном состоянии.

    3.3.Определение изгибающего момента от постоянной нагрузки.

          3.3.1. Определение изгибающего момента от собственного веса плиты.

          3.3.2. Определение изгибающего момента от толпы.

    3.4.Определение расчетного момента от временной нагрузки.

    3.5.Определение грузоподъемности моста по эквивалентной нагрузке А11.

    3.6.Определение  грузоподъемности моста по пропуску нагрузки НК-80.

    3.7.Определение грузоподъемности консольной плиты.

4.Варианты реконструкции моста.

5. Оценка грузоподъёмности моста после реконструкции.

    5.1. Расчёт балки, усиленной шпренгелем.

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение.

 

Задачей эксплуатации мостов является обеспечение удобного и безопасного  движения автотранспорта по ним. Для  этого необходимо производить на мостах повседневный уход, наблюдение за их состоянием и исправление возникающих дефектов и неисправностей.

Рациональная организация  эксплуатации мостов и других искусственных  сооружений предусматривает не только их тщательное содержание и плановые ремонты, но и осуществление при  необходимости их усиления и реконструкции.

Сроки службы мостов определяются физическим и моральным износом. Физический износ означает накопление при эксплуатации дефектов и разрушений элементов  моста, вследствии чего мост не может  воспринимать требуемую нагрузку. Моральный  износ осначает несоответствие хорактеристик моста возросшим требованиям по грузоподъёмности, интенсивности движения, скоростей и безопасности движения. Срок службы по моральному износу составляет около 30 лет, по физическому износу для деревянных мостов – 15-20 лет, для металлических – 80-90 лет, для железобетонных монолитных – 60-70 лет, для сборных – 40-50 лет. Указанные сроки службы могут быть увеличены путйм усиления и реконструкции.

При увеличении интенсивности  движения и при повышении технической  категории пропускаемой автомобильной дороги производиться копитальное переустройство мостов – увеличение габарита, грузоподъёмности и других параметров.

Габариты мостов после  реконструкции назначают в зависимости от перспективной категории дороги, указанной в СНиП 2.05.02-85.

Особым видом реконструкции мостов являются работы по улучшению условий судоходства в соответствии с современными требованиями. При такой реконструкции обычно увеличивается подмостовой судоходный габарит путём подъёма пролётныхстроений.

При усилении мостов могут применяться новые экономичные методы усиления путём установки в опасных зонах дополнительной арматуры, которая объединяется с существующей арматурой и бетоном с помощью полимеррастворов на основе эпоксидных и полиэфирных смол. В качестве дополнительной арматуры уриления используется листовая сталь, которая имеет большую площадь контакта, чем стержневая арматура, что обеспечивает равномерное включение приклеенной арматуры в работу. С помощью полимеррастворов можно устранять и другие дефекты старой конструкции.

В настоящее время во многих странах  широко применяються стеклофибробетонные конструкции. Несмотря на высокую стоимость щёлочеустойчивого стекловолокна, применение стеклофибробетона является эффективным из-за малого процента армирования, снижения трудоёмкости за счет отсутствия арматурных работ. Учитывая высокую стойкость к истираемости, стеклофибробетон целесообразно использовать при устройстве накладной плиты проезжей части, а также при укладке защитного слоя или в тротуарных блоках.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Описание существующего моста

 

Существующий мост длиной 56 м габаритом Г-7.0 м, тротуары 2х1.0 м. Пересекаемое препятствие – река.

Год проектирования и постройки моста - 1960.

Пролетные строения моста сборные  железобетонные балочные разрезные длиной 14. В поперечном сечении каждое пролетное строение состоит из шести диафрагменных железобетонных балок таврового сечения, армированных ненапрягаемой арматурой и объединенных между собой металлическими накладками по диафрагмам.

Расстояние между осями балок  в поперечном сечении 1.5 м.

Промежуточные опоры стоечные сечением 0,35х0,35 м.

Схема моста 4х14 м. Расстояние между внутренними гранями перил составляет 10 м и  включает в себя проезжую часть шириной 7м, барьерные ограждение шириной по 0.4 м и два тротуара шириной по 1.0 м.

Расчетные нагрузки А11, НК-80. Мост расположен на прямом участке дороги в плане и продольном профиле. Автодорога на данном участке согласно заданию на проектирование относится к дорогам III категории.

В результате обследования моста было установлено, что на проезжей части имеются выбоины до 2 см.

 

 

 

 

3.Оценка грузоподъёмности  моста.

 

3.1.Исходные данные  для расчёта.

   Высота сжатой зоны бетона определяется по формуле:

,

     где  - расчетное сопротивление арматуры, R_s = 265/1,13=234,51 МПа;

- площадь арматуры, определяемая по формуле:

;

    где  - расчетное сопротивление бетона, R_в = 15,5 МПа;

-ширина плиты, =1,5 м.

.

Рабочая высота сечения:

;

.

3.2.Определение несущей способности балки в предельном состоянии.

Предельный изгибающий момент, который  может воспринять арматура, определяется по формуле:

.

3.3.Определение изгибающего  момента от постоянной нагрузки.

Интенсивность нормативной постоянной нагрузки от i-го конструктивного слоя ездового полотна равна:

,

где - толщина слоя;

- удельный вес слоя, для а/б  – 23кН/м³; для защитного слоя – 25кН/м³; для гидроизоляции – 17кН/м³; для выравнивающего слоя - 24кН/м³.

.

Вес ж/б плиты определяется как:

.

Общий вес:

 

.

3.3.1. Определение изгибающего  момента от собственного веса  плиты.

,

где

-коэффициент надежности по нагрузки, =1,2. 
     3.3.2. Определение изгибающего момента от толпы.

Изгибающий момент от пешеходной нагрузки определяется по формуле:

,

где - равномерно распределенная нагрузка на тротуарах:

 

,

      -длина загружения.

      КПУ_Т - коэффициенты поперечной установки от толпы:

,

где ординаты линий влияния, расположенные под серединой левого и правого тротуаров. Если ордината под одним из тротуаров окажется отрицательной, то нагрузка от толпы под ним не учитывается.

 

3.4.Определение расчетного  момента от временной нагрузки.

Расчетный момент от временной нагрузки определяется по формуле:

;

.

Для учета распределения временной  нагрузки между главными балками  определяют коэффициенты поперечной установки  по методу внецентренного сжатия.

Ординаты линии влияния давления на крайнюю балку, как наиболее загруженную, определяются по формуле:

,

где n – число главных балок,

      - расстояние между крайними балками,

      - расстояние между попарно симметричными балками.

 

3.5.Определение грузоподъемности  моста по эквивалентной нагрузке А11.

     При расчетах по  предельным состояниям второй  группы рассматривается только первый случай воздействия нагрузки А11

    Для равномерно распределенной  полосовой нагрузки А11 КПУ определяется с учетом коэффициента полосности , равного 1,0 для нагрузки с полосы движения, вызывающей наибольшие усилия, расположенной ближе к краю моста и равного 0,6 - для остальных полос нагрузки.

Значение КПУ_р  и КПУ_v при расчете без полос безопасности:

,

.

где - динамический коэффициент к нагрузки А-11;

      - площадь линии влияния;

      - эквивалентная нагрузка.

 

,

Для пролета 14м эквивалентная нормативная нагрузка равна . Следовательно, нагрузка не проходит, необходимо провести усиление моста.

 

3.6.Определение  грузоподъемности  моста по пропуску нагрузки  НК-80.

,

где - коэффициент надежности по нагрузки.

      - динамический коэффициент нагрузки НК-80;

Значение КПУ₈₀ от нагрузки НК-80:

.

,

;

- нагрузка не проходит, необходимо  провести усиление моста.

3.7.Определение грузоподъемности  консольной плиты.

Плита проезжей части заделана в  ребре балки и на стыке с  соседними балками имеет продольный шов без стыка и работает как  консоль. Опасным является загружения, когда колеса временной нагрузки занимают положения на краю консоли. Распределение давления от колеса в слоях проезжей части происходит под углом 45⁰.

Постоянная нагрузка на 1м ширины плиты:

,

где

      -толщина слоя,

      - коэффициент надёжности,

       - удельный весматериала.

.

;

;

;

;

;

; ;

-нагрузка не проходит.

 

4.Варианты реконструкции моста.

 

1 Вариант. 

 Уширение производится при  помощи монтажа, на резинометаллические  опорные части 20х25х3.2 см,  новых балок длиной 14 м и высотой 1,0 м, на удлиненный ригель. Объединение новых балок с существующими пролетными строениями осуществляется через стыки с арматурными выпусками. При этом консоли плит существующих крайних балок  частично обрубаются, с оголением арматуры для стыковки, а так же устраивается накладная монолитная железобетонная плита, объединенная для совместной работы с балками. Кроме увеличения габарита моста с Г-7 до Г-10, для опирание дополнительных балок ригель опоры с обеих сторон удлиняется. Для этого осуществляют разборку бетона защитного слоя существующего ригеля, при помощи анкеров из арматуры периодического профиля, устанавливаемых на эпоксидный клей в предварительно высверленные отверстия, производят объединение старого и нового бетона, тем самым, увеличивая размер существующего ригеля. Затем производят усиление и наращивание размеров существующего тела опоры.

2 Вариант.

Этот вариант предполагает удаление на существующем мосту всех слоев дорожной одежды, частичную обрубку консолей  плиты крайней балки. Уширение осуществляется при помощи установки на существующие балки  монолитной железобетонной плиты, с размером 514х1100х14000 мм. Объединение монолитной железобетонной плиты со старыми балками осуществляется за счет стыков с арматурными выпусками и при помощи омоноличивания верха размером 1700х150х14000 мм. Плита опирается на бетонный блок с размером 336х1100 мм.

Общая ширина мостового полотна  после реконструкции составляет 13м и включает ширину проезжей части 10 м, барьерные ограждения 2х0,4 м, тротуары 2х1,0 м и окаймляющих бортиков 2х0,1 м, поддерживающих металлические перила.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Оценка грузоподъёмности  моста после реконструкции.

 

5.1.Расчёт балки, усиленной шпренгелем.

Производим усиление ж/б балок путём изменения расчётной схемы путем применения шпренгельной системы.

Шпренгели составляют из двух ветвей, распологаемых симметрично по отношению  к ребру главной балки. Принимаем  полигональное очертание шпренгелей.

Шпренгели делаются из кабелей, составленныхиз высокопрочной проволоки, собранной в пучки, или из витых тросов заводского изготовления. Шпренгели распологают снаружи балок, поэтому их необходимо предохранять от коррозии покраской или специальными составами. В качестве антикоррозийной защиты целесообразно использовать смазку «пушечная» по ГОСТ 19537-83. Пучёк обмазывается пушечной смазкой и обматывается двумя слоями полиэтиленовой плёнки.

Пучки для шпренгелей собирают из проволоки диаметром 5 мм из стали В-II, R_s=1055 МПа.

.

.

.

 

.

 

.

Площадь одного шпренгеля:

;

Усилие воспринимаемое одним шпренгелем:

;

Требуемое число шпренгелей:

; принимаем 4 шпренгеля.

 кН.

кН м.

кН м – нагрузка проходит.