Соловьев Б.В. Расчет и проектирование пролетного строения балочного разрезного железобетонного моста

Подождите немного. Документ загружается.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра «Строительные конструкции и инженерные сооружения»

624.2/.8 (07)

С603

Б.В. Соловьев, А. В. Лымарев

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЛЕТНОГО

СТРОЕНИЯ БАЛОЧНОГО РАЗРЕЗНОГО

ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО МОСТА

Учебное пособие

Челябинск

Издательский центр ЮУрГУ

2009

УДК 624.21.09 (075.8)+624.27 (075.8)

С603

Одобрено

учебно-методической комиссией

архитектурно-строительного факультета

Рецензенты:

В.И. Пеккер, В.А. Жилкин

С603

Соловьев, Б.В.

Расчет и проектирование пролетного строения балочного разрезного

железобетонного моста: учебное пособие/ Б.В. Соловьев, А.В. Лымарев. –

Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. – 82 с.

В учебном пособии рассмотрены основные положения расчета мостовых

сооружений, приведен пример расчета балочного пролетного строения с ис-

пользованием программного комплекса «Лира 9.2» и пример расчета предвари-

тельно напряженной балки пролетного строения моста. Пособие содержит ука-

зания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Мосты, транспортные

тоннели и путепроводы».

Учебное пособие предназначено для студентов

специальности 270205 «Ав-

томобильные дороги и аэродромы».

УДК 624.21.09 (075.8)+624.27 (075.8)

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие является составной частью методического обеспечения

учебной дисциплины «Мосты, транспортные тоннели и путепроводы» и предна-

значено для студентов специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродро-

мы».

Данное пособие не исключает и не заменяет учебник или нормы, а предпола-

гает непрерывное их использование для успешного освоения сложных разделов

при курсовом и

дипломном проектировании.

Пособие ориентировано на практическое применение студентами и оказывает

помощь при статическом расчете пролетного строения балочного разрезного же-

лезобетонного моста, расчете предварительно напряженной балки пролетного

строения по двум группам предельных состояний, конструировании арматуры в

сечениях балки.

1. МОСТОВЫЕ СООРУЖЕНИЯ

1.1. Общие положения

Одним из важнейших видов сооружений, входящих в состав хозяйства горо-

дов, являются инженерные сооружения, связанные с внешним благоустройством:

совершенствованием городских путей сообщения, вводом в город внешнего

транспорта, обеспечения безопасности автомобильного и пешеходного движения,

благоустройством рек и других водных пространств [1].

Такими сооружениями являются городские мосты, путепроводы и тоннели на

пересечениях улиц, эстакадные

и тоннельные проезды для скоростного движения,

пешеходные внеуличные переходы (пешеходные мосты и тоннели), подпорные

стены набережных и другие сооружения на дорогах.

Мостовые сооружения прерывают земляное полотно дороги своими конструк-

циями, включающими пролетные строения и опоры. Пролетное строение пере-

крывает пространство между опорами, поддерживает все перемещающиеся по со-

оружению нагрузки и

передает их и свой собственный вес на опоры. Опоры вос-

принимают усилия от пролетного строения и передают их через фундаменты на

грунты основания.

Промежуточные опоры воспринимают еще нагрузки от навала судов, воздей-

ствия льда и ветра. Береговые опоры, кроме того, могут работать как подпорные

стенки, воспринимая давление от насыпи подходов [2].

мостах применяют следующие основные определения и обозначения (рис.

1.1):

– длина моста L –

расстояние по оси моста между линиями, соединяющими внеш-

ние концы устоев, примыкающих к насыпи подходов;

– отверстие моста, равное свободной ширине зеркала воды под мостом по уровню

высоких вод

00,

∑

l где

– расстояние между гранями опор в свету;

– уровень высоких вод (УВВ)

– наивысший уровень воды в реке в месте мостового

перехода, который определяют по данным гидрометрических наблюдений;

– расчетный судоходный уровень (РСУ) – наивысший уровень в реке в судоход-

ный период, который обычно несколько ниже УВВ;

– средний уровень воды в период между паводками называют уровнем меженных

вод (УМВ)

или уровнем межени;

– высота моста H –

расстояние от поверхности проезжей части до уровня межен-

ных вод;

– свободная высота под мостом H

– расстояние между низом пролетных строе-

ний и уровнем высоких вод или расчетным судоходным уровнем (если есть судо-

ходство);

– строительная высота пролетного строения H – расстояние от проезжей части до

самых нижних частей пролетного строения;

– расчетный пролет l

– расстояние между осями опирания пролетного строения

на смежные опоры;

– высота опоры h

– расстояние от ее верха до грунта;

Рис. 1.1. Основные характеристики моста и уровней реки

– ширина моста В – расстояние между перилами в свету;

– ширина пролетного строения B

– расстояние между осями крайних главных ба-

лок.

Конструктивное решение моста во многом зависит от ширины, глубины, ско-

рости течения реки, вида грунтов на дне ее русла и поймы, условий ледохода,

требований судоходства по реке.

Основные параметры моста устанавливают в процессе его проектирования с

учетом его назначения и местных условий.

Путепроводами

называют сооружения, служащие для пропуска одной дороги

над другой (пересечение в разных уровнях). Они могут пересекать дороги, улицы,

площади и другие препятствия на застроенной территории или вне города.

Основными параметрами путепроводов, как и мостовых переходов, являются

полная длина путепровода L, расчетный пролет l, строительная высота h, высота

путепровода H (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Схема путепровода при пересечении автомобильной дороги, проходящей

в нулевых отметках

Выбор места перехода, разбивку мостов на пролеты, назначение положения

сооружения в плане и профиле следует производить с учетом требований трасси-

рования дороги (линии) или принятых градостроительно-планировочных реше-

ний, строительных и эксплуатационных показателей вариантов, а также русловых,

геологических, гидрогеологических, экологических, ландшафтных и других мест-

ных условий, влияющих на технико-экономические показатели соответствующего

участка дороги (линии).

При выборе места мостового перехода через судоходные реки по возможности

мостовые переходы следует располагать перпендикулярно

течению воды (с коси-

ной не более 10°) на прямолинейных участках с устойчивым руслом, в местах с

неширокой (малозатопляемой) поймой и удаленных от перекатов на расстояние

не менее 1,5 длины расчетного судового состава.

Расположение путепровода в плане зависит от принимаемого типа развязки и

от направления всех пересекающихся магистралей. Угол пересечения оси путе-

провода

с автомобильными дорогами и железнодорожными путями должен быть

более 40…45°. При меньших углах пересечения в значительной степени усложня-

ется конструктивное решение путепроводов за счет увеличения пролетов, что

приводит к увеличению стоимости строительства.

Пересечения автомобильных дорог в разных уровнях проектируют в следую-

щих случаях:

– при пересечении дорог I категории с автомобильными дорогами всех

категорий;

– при пересечении дорог II категории с дорогами II и III категорий;

– при пересечении дорог III категории между собой при расчетной интенсивности

движения более 4 000 автомобилей в сутки.

1.2. Габариты приближения конструкций на автодорожных и городских

мостах и под путепроводами

Габаритом приближения конструкций мостов считается предельное попереч-

ное очертание (в плоскости, перпендикулярной продольной оси проезжей

части),

внутрь которого не должны заходить какие-либо элементы сооружения или

расположенных на нем устройств.

Габариты условно обозначают буквой Г и числом (после тире), равным рас-

стоянию между ограждениями. Схемы габаритов приближения конструкций на

автодорожных и городских мостах при отсутствии трамвайного движения приве-

дены на рис. 1.3, при этом левая половина

каждой схемы относится к случаю

примыкания тротуаров к ограждениям, правая – к случаю раздельного размеще-

ния тротуаров.

Обозначения, принятые на схемах габаритов:

nb — общая ширина проезжей части или ширина проезжей части для движения

одного направления;

n – число полос движения и b – ширина каждой полосы движения, которые для

мостов и путепроводов на дорогах

общего пользования принимаются по табл. 1.1

пособия;

Рис. 1.3. Схемы габаритов приближения конструкций на автодорожных и городских

мостах: а) при отсутствии разделительной полосы; б) с разделительной полосой без

ограждений; в) с разделительной полосой при наличии ограждений

П – полосы безопасности (предохранительные полосы);

С – разделительные полосы (при многополосном движении в каждом направле-

нии), ширина которых равна расстоянию между кромками проезжих частей раз-

ного направления движения;

ЗП – защитные полосы, ширину которых, как правило, следует принимать равной

0,5 м, для деревянных мостов с ездой понизу – 0,25 м;

Таблица 1.1

Габариты мостов по ширине на автомобильных дорогах общего пользования

Ширина, м Категория до-

рог общего

пользования

(по ГОСТ Р

52398)

Общее

число

полос

движе-

ния

Габарит, м

полосы

безопасности П

проезжей

части nb

Г (17, 0 С 17,0)

2(Г 19,0)

−

2,0 15,0×2

Г (13, 25 С 13,25)

2(Г 15, 25)

−++

−

2,0 11,25×2

IA, IB, IB

Г (9,5 С 9,5)

2(Г 11,5)

−

2,0 7,5×2

4 2,0 7,0×2

Г (9,0 С 9,0)

Г 11,5

−

2,0 7,5

III 2 Г-10 1,5 7,0

IV 2 Г-8* 1,0 6,0

Г-6,5** 1,0 4,5

V 1

Г-4,5 0,5 3,5

*Для деревянных мостов (кроме мостов из клееной древесины) допуска-

ется применять габарит Г−7 для дорог категории IV.

** Для деревянных мостов (кроме мостов и клееной древесины) допуска-

ется применять габарит Г−6 для дорог категории V.

Примечания:

1. Ширина расчетного автомобиля 2,55 м.

2. В 3-й графе в числителе указаны габариты мостов при отсутствии ог-

раждений на разделительной полосе, в знаменателе - при наличии огражде-

ний или при раздельных пролетных строениях под каждое направление

движения.

3. В не предусмотренных в таблице 1 случаях габариты мостов по ширине

следует вычислять по формуле

Г = 4П + 2nb + С.

Г – расстояние между ограждениями проезда, в которое входят и ширина разде-

лительной полосы, не имеющей ограждения;

Т – ширина тротуаров;

h – габарит по высоте (расстояние от поверхности проезда до верхней линии очер-

тания габарита), принимаемый для мостов:

– на автомобильных дорогах I

− III категорий, на улицах и дорогах городов, по-

селков и сельских населенных пунктов

− не менее 5,0 м;

– на автомобильных дорогах IV и V категорий и на внутрихозяйственных автомо-

бильных дорогах – не менее 4,5 м;

– на автомобильных дорогах промышленных предприятий III-п и IV-п категорий

– не менее высоты намеченных обращению транспортных средств плюс 1

м, но не менее 5 м;

a – высота ограждений проездов в соответствии с указаниями и п. 1.65 [3];

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

Габариты по ширине мостов, расположенных на автомобильных дорогах об-

щего пользования, внутрихозяйственных дорогах в колхозах, совхозах и других

сельскохозяйственных предприятиях и организациях, дорогах промышленных

предприятий, а также на улицах и дорогах в городах, поселках и сельских насе-

ленных пунктах, при отсутствии

трамвайного движения следует принимать по

табл. 1.1.

На мостах и путепроводах следует предусматривать на каждой стороне тро-

туары или служебные проходы, ограждаемые с наружной стороны перилами вы-

сотой 1,1 м.

На городских эстакадах, путепроводах и мостах грузовых дорог, изолирован-

ных от пешеходного движения, а также на мостовых сооружениях автомобильных

дорог при интенсивности пешеходного

движения 200 человек/сутки и менее до-

пускается принимать только служебные проходы.

Вне населенных пунктов при отсутствии пешеходного движения на мостовых

сооружениях длиной до 50 м служебные проходы допускается не устанавливать.

Ширину тротуаров следует назначать по расчету в зависимости от величины

расчетной перспективной интенсивности движения пешеходов а час «пик». Рас-

четную пропускную

способность пешеходной полосы шириной 0,75 м следует

принимать равной 1500 человек/час. Ширину многополосных тротуаров, как пра-

вило, следует назначать кратной 0,75

м, ширину однополосных тротуаров — не

менее 1,0 м.

На мостах, расположенных в городах, поселках и сельских населенных пунк-

тах, ширину тротуаров следует принимать не менее 1,50 м.

Габариты приближения конструкций под путепроводами через автомобильные

дороги принимаются согласно рис. 1.4.

Габариты по высоте под путепроводами через дороги III-п и IV-п категорий

следует принимать по рис

. 1.3.

Расстояние от бровки земляного полотна пересекаемой дороги до передней

грани необсыпных устоев или до конуса насыпи при обсыпных устоях должно

быть не менее величин, указанных в табл. 1.2.

Боковые поверхности промежуточных опор (со стороны дороги) следует рас-

полагать за бровкой земляного полотна пересекаемой дороги на расстоянии не

менее 2 м при стоечных

сквозных опорах и не менее 4 м при сплошных стенках на

дорогах I-III категорий и 0,5 м на дорогах IV и V категорий.

При пересечении городских скоростных дорог и улиц опоры всех видов

следует располагать на расстоянии не менее 1,0 м от ограждения (бордюра), при

отсутствии ограждения — не менее 1,5 м от кромки проезжей части улиц.

Стенки (устои) городских путепроводов тоннельного типа следует располагать

на границах габаритов приближения конструкций под путепроводами согласно

рис. 1.3.

Рис. 1.4. Схемы габаритов приближения конструкций под путепроводами:

a) при отсутствии ограждений на дорогах категорий IA, IB, IB; б) при отсутст-

вии ограждений на дорогах категорий IV и V; в) при наличии опор на раз-

делительной полосе и ограждений на дороге