Виды промежуточных опор

А. Постоянные

Собственный вес конструкций

Воздействие предварительного напряжения (в том числе регулирования усилий)

Давление грунта от веса насыпи

Гидростатическое давление

Воздействие усадки и ползучести бетона

Воздействие осадки грунта

Б. Временные

От подвижного состава и пешеходов

Вертикальные нагрузки

Давление грунта от подвижного состава

Горизонтальная поперечная нагрузка от центробежной силы

Горизонтальные поперечные удары подвижного состава

Горизонтальная продольная нагрузка от торможения или силы тяги

Прочие

Ветровая нагрузка

Ледовая нагрузка

Нагрузка от навала судов

Температурные климатические воздействия

Строительные нагрузки и нагрузки от эксплуатационных обустройств

Одиночная ось (рисунок 4) для проверки проезжей части мостов, проектируемых под нагрузку А8.

Р=108кН

Рисунок 4 - Одиночная ось

При пропуске по мосту специальных автотранспортных средств, весовые параметры которых выходят за пределы, определенные для весовых параметров автотранспортных средств общего пользования нормативная временная нагрузка представляется в виде одиночной тяжелой четырехколесной нагрузки НК (рисунок 5) весом 1098 кН (НК-112) на дорогах Iа-III категорий, для больших мостов и в городах с населением более 100 000 жителей и весом 785 кН – для всех остальных мостов (НК-80).

Рисунок 5 – нагрузка НК

Для деревянных мостов на дорогах V категории и мостов на местных автомобильных дорогах низших категорий допускается принимать гусеничную нагрузку HГ-60 общим весом 588 кН (рисунок 6).

Рисунок 6 – нагрузка НГ- 60

Нагрузка НК учитывается при отсутствии других подвижных нагрузок на мосту и устанавливается в самое неблагоприятное положение вдоль и поперек моста в пределах габарита проезжей части, включая и полосы безопасности. Нагрузки НК-112, НК-80 и НГ-60 не учитывают совместно с временной нагрузкой на тротуарах, а также при расчетах на выносливость. При расчетах по раскрытию трещин нагрузка НК-112 принимается с коэффициентом 0,8.

4 Нагрузки и воздействия (автомобильная колесная АК)

А. Постоянные

Собственный вес конструкций

Воздействие предварительного напряжения (в том числе регулирования усилий)

Давление грунта от веса насыпи

Гидростатическое давление

Воздействие усадки и ползучести бетона

Воздействие осадки грунта

Б. Временные

От подвижного состава и пешеходов

Вертикальные нагрузки

Давление грунта от подвижного состава

Горизонтальная поперечная нагрузка от центробежной силы

Горизонтальные поперечные удары подвижного состава

Горизонтальная продольная нагрузка от торможения или силы тяги

Прочие

Ветровая нагрузка

Ледовая нагрузка

Нагрузка от навала судов

Температурные климатические воздействия

Строительные нагрузки и нагрузки от эксплуатационных обустройств

При нормальном движении по мосту автотранспорта общего пользования и пешеходов без каких-либо ограничений (1 случай) или при временном стеснении габарита проезда вследствие ремонта покрытия, ДТП и т.п. (2 случай), нормативная нагрузка принимается в виде полос автомобильной нагрузки АК (рисунок 3), каждая из которых включает одну двухосную тележку с давлением на ось, равным 10К (кН) и равномерно распределенную нагрузку интенсивностью К(кН/м) (на обе колеи), где К – класс нагрузки.

Рисунок 3 - Автомобильная нагрузка АК

Класс нагрузки К следует принимать равным 14 для мостов и труб на дорогах I-a, I-б, I-в, II и III категорий, для больших мостов и мостов в городах с населением более 100 000 жителей, и равным 11 для малых и средних мостов на дорогах общего пользования IV и V категорий и дорогах необщего пользования. Класс нагрузки К для деревянных мостов на дорогах V категории и мостов на автомобильных дорогах низших категорий допускается принимать равным 8.

При загружении полосами нагрузки АК в случае 1 должны выполняться следующие условия:

- число полос нагрузки, размещаемой на мосту, не должно превышать установленного числа полос движения;

- полосы нагрузки АК размещаются в пределах проезжей части (не включающей полосы безопасности) вдоль направления движения;

- расстояние между осями смежных полос нагрузки должно быть не менее 3,0м;

- нагрузкой АК загружаются также трамвайные пути, расположенные на необособленном полотне, причем оси полос нагрузки АК следует совмещать с осями трамвайных путей;

- при многополосном движении в каждом направлении и отсутствии разделительной полосы на мосту ось крайней левой (внутренней) полосы нагрузки каждого направления должна быть расположена на расстоянии не менее, чем на
1,5м от линии, разделяющей направления движения;

- если на мосту предусмотрена разделительная полоса шириной 3м и более без ограждений, то при загружении моста временными вертикальными нагрузками следует учитывать возможность использования в перспективе разделительной полосы для движения;

- при наличии линий влияния, имеющих три или более участка разных знаков, тележкой загружается участок, дающий для рассматриваемого знака наибольшее значение усилия (перемещения); равномерно распределенной нагрузкой (с необходимыми ее перерывами по длине) загружаются все участки, вызывающие усилие (перемещение) этого знака;

Для случая 2 нормативная нагрузка представляется в виде двух полос нагрузки АК, размещаемых в невыгодном положении по всей ширине ездового полотна (включая полосы безопасности).

При этом оси крайних полос нагрузки АК должны быть расположены на расстоянии не менее чем на 1,5м от ограждения.

При расчетах конструкций на выносливость и по предельным состояниям второй группы следует рассматривать только случай 1.

5 Виды транспортных сооружений на автомобильных и городских дорогах

· Водопропускные трубы

Их укладывают в тело земляного полотна дороги, они служат для пропуска под дорогой небольших ручьев, пешеходов и животных.

Достоинство - земляное полотно не прерывается.

· Мостовые сооружения

Они прерывают земляное полотно дороги своими конструкциями, которые состоят из пролетных строений и опор. Пролетные строения перекрывают пространство между опорами, поддерживают перемещающиеся по сооружению нагрузки и передают их и собственный вес на опоры. Опоры передают нагрузку на грунт.

Различают следующие виды мостовых сооружений:

1) мост - служит для пропуска дороги над водным препятствием.

2) путепровод - служит для пропуска одной транспортной магистрали над другой.

3) эстакада - служит для пропуска дороги на некоторой высоте над поверхностью земли, чтобы пространство под ними могло быть использовано для различных целей.

4) виадук - для пропуска дороги над глубоким оврагом, ущельем, суходолом с высоким расположением уровня проезда над низом препятствия.

Описание: Виадук Мийо́ (Миллау) (фр. le Viaduc de Millau) — вантовый дорожный мост, проходящий через долину реки Тарн вблизи города Мийо в южной Франции (департамент Аверон). Мост является последним звеном трассы А75, обеспечивающей высокоскоростное движение из Парижа через Клермон-Ферран к городу Безье. До создания моста движение осуществлялось по национальной трассе № 9, проходящей вблизи Мийо, и приводило к большим заторам в конце летнего сезона. Многие туристы, следующие из южной Франции и Испании, выбирают этот путь, так как он наиболее прямой и по большей части бесплатен.
Авторами проекта моста являются французский инженер Мишель Вирложо, известный проектом второго по протяжённости вантового моста в мире — моста Нормандия — и английский архитектор Норман Фостер, являющийся также автором проектов аэропорта в Гонконге и реставрации здания Рейхстага в Берлине. Виадук был создан по договору концессии французского правительства с группой «Eiffage» (французской конструкторской компанией, в которую в том числе входят мастерские Густава Эйфеля, построившего Эйфелеву башню). Срок действия договора концессии — 78 лет.
Мост пересекает долину реки Тарн в её самой нижней точке, связывая плато Ларзака с красным плато и проходит по внутренней стороне периметра природного парка Большое плато. Это самый высокий транспортный мост в мире, одна из его опор имеет высоту 341 метр — немного выше, чем Эйфелева башня, и всего на 40 метров ниже, чем Эмпайр-стейт-билдинг. Мост был торжественно открыт 14 декабря 2004 года, и для движения — 16 декабря 2004 года.

· Тоннели

Применяются для пропуска дороги сквозь толщу горного массива или под крупными реками, морскими проливами или заливами. В городах их применяют для пропуска под землей авто и пешеходов.

· Галереи - служат для защиты от снежных лавин и камнепадов (рис. а),

· Балконы - обеспечивают необходимую ширину проезда на крутых склонах при сокращении объемов работ по разработке скальной породы (рис. б),

· Подпорные стенки - предотвращают обрушение на дорогу находящегося за ними грунта или обеспечивают устойчивость откоса земляного полотна (рис. в). По месту расположения бывают верховые и низовые.

6 Элементы мостового перехода

Мостовой переход -это комплекс сооружений, предназначенных для преодоления дорогой водной преграды.

1 - мост перекрывает наиболее глубокую часть живого сечения потока и служит для пропуска воды;

2- подходные насыпи - устраиваются на наиболее высоких участках речной долины и перекрывают часть живого сечения потока;

3- струенаправляющие дамбы - устраиваются для регулирования движения потока и защиты конструкции моста от размыва;

4- траверсы – регулируют движение потока и защищают откос подходной насыпи от размыва;

5- укрепление берега.

7 Элементы водопропускной трубы

1. Входной оголовок; 2. Выходной оголовок; 3. Тело трубы; 4. Секция трубы; 5. Звено трубы; 6. Фундамент; 7. Деформационный шов

Рисунок 7 - Конструкция ж.б. трубы

Оголовок необходим для плавного ввода в отверстие трубы и защиты откосов насыпи от размыва. В связи с тем, что от воздействия временной и постоянной нагрузок осадка насыпи над трубой происходит неравномерно, давление, передаваемое на трубу, увеличивается к середине и уменьшается к оголовкам. Поэтому осадка тела трубы также происходит неравномерно. Для предотвращения образования трещин в элементах трубы, устроены деформационные швы. Трубе при строительстве придают строительный подъём по круговой кривой со стрелой подъёма от 1/40 до 1/80 высоты насыпи.

Для элементов ж.б. труб применяют тяжёлый гидротехнический бетон со средней плотностью от 21,2 до 23,5 кг/м³ с классом по прочности на сжатие не ниже В20. Марка бетона по морозостойкости не менее F200. Принимают портландцемент в качестве вяжущего: сульфатостойкий портландцемент гидрофобный. Используют арматуру S240, S400, S500. Наиболее часто применяют звенья сборные, круглые или прямоугольные.

Круглые звенья имеют внутренний диаметр от 0,5 до 2метров. Толщина стенок от 8 до 24см. Длина звеньев 1; 5метров.

8 Назначение ширины мостовых сооружений

Ширина моста включает ширину проезжей части, полос безопасности, разделительной полосы, тротуаров и ограждений. Размеры этих элементов назначают с учетом требований стандартных габаритов. Габарит моста, называемый также габаритом приближения конструкций, - это контур в плоскости, перпендикулярной оси проезжей части, внутрь которого не должны заходить никакие элементы сооружения или расположенные на нем устройства.

Схемы габаритов приближения конструкций автодорожных и городских мостов при отсутствии трамвайного движения приведены на рисунке 1, при этом левая половина каждой схемы относится к случаю примыкания тротуаров к ограждениям, правая – к случаю раздельного размещения тротуаров.

а) При отсутствии разделительной полосы

б) С разделительной полосой без ограждений

в) С разделительной полосой при наличии ограждений

Рисунок 1 – Схема габаритов приближения конструкций

автодорожных и городских мостов:

Обозначения, принятые на схемах габаритов:

В – общая ширина проезжей части или ширина проезжей части для движения одного направления;

n – число полос движения, b - ширина каждой полосы движения, принимаются:

- для мостов на дорогах общего пользования – по таблице 5, ТКП 45-3.03-19;

- на дорогах промышленных предприятий – по СНиП 2.05.07;

- на улицах и дорогах в городах, поселках и сельских населенных пунктах – по ТКП 45-3.03-227.

Н – габарит по высоте (расстояние от поверхности проезда до низа пролетного строения над проездом);

П – полосы безопасности (предохранительные полосы);

С – разделительные полосы (при многополосном движении в каждом направлении), ширина которых равна расстоянию между кромками проезжих частей разного направления движения;

ЗП – защитные полосы, ширину которых, как правило, следует принимать равной 0,5м, для деревянных мостов с ездой понизу – 0,25м;

Г – расстояние между ограждениями проезда, в которое входит и ширина разделительной полосы, не имеющей ограждений;

Т – ширина тротуаров поТКП 45-3.03-232-2011, п.5.9;

а – высота ограждений проездов в соответствии с указаниямиТКП 45-3.03-232-2011, п.5.14;

h_T – габарит по высоте на тротуарах, принимаемый не менее 2,5м.

9 Элементы мостов

Мосты состоят из пролетных строений и опор.

Пролётные строения – перекрывают пространство между опорами, поддерживают все перемещающиеся по пролёту нагрузки и передают их и собственный вес на опоры. В состав пролётных строений входят: 1- несущие элементы пролётного строения; 2 - несущие элементы проезжей части; 3 -мостовое полотно; 4 - система связей; 5 - опорные части.

1. Несущие элементы пролётного строения – воспринимают действие собственного веса, временные нагрузки, передавая его на опоры. В балочных мостах малых пролётов несущими элементами являются деревянные или металлические прогоны, ж. б. плиты или балки. При средних и больших пролётах несущими элементами являются: балки, арки, фермы, рамы.

2. Несущие элементы проезжей части – воспринимает нагрузку от транспортных средств и пешеходов, передавая её на основные несущие конструкции. Несущие элементы проезжей части могут быть двух видов:

1) балочная клетка – это совокупность продольных и поперечных балок.

1.Ж.б. плита;

2.Главная балка;

3.Продольная балка балочной клетки;

4.Поперечная балка балочной клетки.

Рисунок 2 –балочная клетка

2) ортотропная плита – это стальной лист, подкреплённый рёбрами жёсткости.

5.Ортотропная плита

6.Поперечная балка

Рисунок 3 –ортотропная плита

3) ребристые или сплошные плиты

7.Сплошная плита с пустотами.

Рисунок 4 –ребристые и сплошные плиты

3 Мостовое полотно расположено над несущими элементами и предназначено для безопасного движения транспорта, пешеходов и отвода воды. В состав мостового полотна входят: перильные и барьерные ограждения, одежда ездового полотна и тротуаров, устройство для освещения и водоотвода, деформационные швы.

I - тротуар; II - полоса безопасности; III - проезжая часть; IV - ездовое полотно;

1 - перильное ограждение; 2 - одежда тротуаров; 3 - барьерное ограждение;

4 - устройство для освещения; 5 - устройство для водоотвода; 6 - одежда ездового полотна; 7 - несущие элементы проезжей части; 8 - несущие элементы пролетного строения

Рисунок 5 - Элементы мостового полотна:

4. Связи между главными балками, фермами или арками, служат для объединения их в единую жёсткую конструкцию, способные воспринимать всеми элементами, вертикальные и горизонтальные нагрузки.

5.Опорные части – это элементы, с помощью которых опорные реакции от несущих конструкций передаются на опоры в заданном месте. Опорные части обеспечивают поворот и смещение главных балок при их прогибе от действия временных нагрузок, а также продольного и поперечного смещения концов балок в результате температурных деформаций.

Опоры мостов служат для передачи нагрузок с пролётного строения на грунт или воду. По месту расположения, опоры могут быть: береговые (устои) или промежуточные (быки).

10 Опоры автодорожных мостов

Опоры классифицируют:

· по месту расположения:

-береговые;

-промежуточные:

· по материалу:

-из железобетона;

-бетона;

-бутобетона;

-металла;

Опоры из ж/б относятся к тонкостенному типу, из бетона и бутобетона - к массивному.

· по способу возведения:

-монолитные;

-сборные;

-сборно-монолитные;

· по форме в плане:

-прямоугольная (на суходолах)

-обтекаемой формы в плане

Виды промежуточных опор

Высота опоры зависит от вида сооружения, от величины подмостового габарита, от условий местности и от типа фундамента. Размеры опор поверху зависят от размеров про­летного строения, количества конструкций опорных частей. Для мостов с балочной стати­ческой схемой используют следующие виды промежуточных опор:

1. Массивная с ледорезом

2. Массивная с водорезом

У массивной опоры объём кладки при работе на прочность используется не полно­стью т.к. размеры опоры назначают по конструктивным соображениям. Поэтому с целью экономии материала данный вид опор имеет 2-х консольный оголовок.

3. Массивная с облегченной верхней частью

Такой вид опор применяется на судоходных реках, столбы установлены с целью экономии материала. Опоры целесообразны в многопролетных мостах с двумя главными балками. Они позволяют свободно перемещаться под мостом смотровой тележке с целью осмотра и ремонта пролетных строений.

4. Столбчатая облегченная

Такой вид опор применяют при благоприятных геологических условиях. При вы­соте опоры до 14м толщине льда (60-100см). Количество столбов в опоре зависит от ши­рины моста, геологических условий. Если высота опоры до 8м, а величина габарита 8м и менее, устанавливают столбчатые опоры в виде Т-образной рамы. Расстояние между столбами 3 - 4,2м.

5. Опоры стенки

Такой вид опор состоит из вертикально поставленных плит объединенных поверху ригелем. Применяют эти опоры при пролете 12 - 42м на реках со слабым ледоходом и при отсутствии косоструйного течения. Толщина плит опоры стенки 50 – 70см. При высоте опор от 8м до 13,5м в стенках могут быть устроены проемы.

6. Свайные

Применяются в условиях равнинной и слабопересечённой местности на малых реках и суходолах. При подъёме паводковых вод от 2 до 4 м и при высоте насыпи от 4 до 6 м в толщине льда до 0,3 м.

Достоинство – мало конструктивных элементов, изготовление которых хорошо освоено на заводах; возможность перевозки различными видами транспорта. Количество раствора для омоноличивания не превышает 2% от объёма сборного ж/б.

При длине пролёта до 9 м опоры однорядные с призматическими сваями размером 35х35 см.

При длине пролёта до 21 м опоры однорядные секционные с призматическими или полыми круглыми сваями диаметром 60 см. Однородные опоры считаются гибкими, поэтому для полного восприятия горизонтальных усилий устраивают через каждые 50-60 м длины моста двухрядные жёсткие опоры.