РЕКОНСТРУКЦИЯ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ МОСТА ПО КОНСОЛЬНО-БАЛОЧНОЙ СХЕМЕ

Ягофаров Хабид – Профессор кафедры строительных конструкций и строительного производства Уральского государственного университета путей сообщения, г. Екатеринбург, доктор технических наук

Ягофаров Анвар Хабидович – Доцент кафедры строительных конструкций и строительного производства Уральского государственного университета путей сообщения, г. Екатеринбург, кандидат технических наук

Разумов Алексей Владимирович – Инженер, магистрант кафедры СК и СП Уральского государственного университета путей сообщения

 

---

Мост местного значения через р. Исеть в пригороде Екатеринбурге был возведен в 1970-е годы военнослужащими железнодорожного полка (по свидетельству местных жителей). Проект и документы на строительство отсутствуют. Пролетное строение собрано из случайных балок, в том числе балок мостовых переходов военного назначения. Полотно моста собрано из сборных железобетонных плит размерами 3,0´2,0´0,15(t) м, свободно уложенных на балки. Плиты сверху покрыты асфальтом.

Мост предназначен для легкового автотранспорта и пешеходов.

Река не судоходная, просвет над зеркалом воды до низа балок составляет всего 1,6-2,0 м, и балки опираются непосредственно на фундаменты и береговые устои. Фундаменты снабжены ледорезами, так как река зимой замерзает.

Основанием фундаментов служит крупнообломочный гранит, отсыпанный непосредственно на дно реки. Береговые устои бетонные в остающейся опалубке из бревенчатого сруба.

Обследованием установлено, что пролетное строение моста находится в недопустимом состоянии [1]. Некоторое представление о техническом состоянии пролетного строения моста дают фотографии на рис.1-3.

Кроме того, имеются нарушения норм [2] компоновочного характера, например, не организован водосброс с полотна моста. Пролетное строение моста подлежит замене.

Техническое состояние фундаментов и береговых устоев работоспособное, и дальнейшая эксплуатация их возможна после ремонта. Ремонт включает в себя наращивание фундаментов железобетоном для создания продольного уклона полотна моста и установки фундаментных болтов, а также обетонирование береговых устоев железобетоном с трех сторон после удаления срубов из бревен.

Новое пролетное строение запроектировано по консольно-балочной схеме. Известно, что этой схеме присущи достоинства как разрезных, так и неразрезных балок (простота, повышенная жесткость, нечувствительность к неравномерным осадкам опор). Консольно-балочная схема обладает и специфическим преимуществом над другими балочными схемами, а именно, возможность регулирования усилий на стадии проектирования соответствующим выбором рационального вылета консоли. Кроме того, в консольно-балочной схеме упрощаются узлы сопряжения балок с опорами. Имеется многолетний положительный опыт эксплуатации ряда транспортерных галерей с пролетным строением, выполненным по консольно-балочной схеме [3, 4].

Недостатком консольно-балочных схем является то, что устойчивость их зависит от устойчивости базового пролета. Это значит, что выход из строя базового пролета приведет к прогрессирующему обрушению всего сооружения. Этот недостаток можно сгладить путем чередования базовых и зависимых пролетов по длине сооружения, а также введением коэффициента надежности по ответственности g_n³1 для конструкций базового пролета [5]. Учитывая сказанное, проект должен обеспечить максимальную надежность при максимальной эффективности консольно-балочной системы.

Общий вид пролетного строения моста и узлы сопряжения балок друг с другом и с фундаментом приведены на рис.4. Мост трехпролетный. Базовым является средний пролет. На консоли балки среднего пролета опираются балки крайних пролетов.

Расчетная схема пролетного строения и эпюры изгибающих моментов, формирующих огибающую эпюру, приведена на рис.5. Одним из критериев рациональности вылета консолей l_к является равенство опорного и пролетного моментов балки базового пролета. Этот критерий принят в данном проекте. Для упрощения выкладок ширина крайних пролетов выровнена и принята равной 10,9 м и исключены свободные консоли балок крайних пролетов вылетом 1 м. Эти упрощения мало влияют на результаты расчетов.

Аналитические выражения изгибающих моментов, обозначенных на рис.5,б, приведены ниже.

Аналитические выражения изгибающих моментов

Балочные изгибающие моменты в пролетах (l_К=0) равны

В проекте принят вылет консоли, равный 1,5 м, из опасений отрыва опоры незагруженного среднего пролета в случае несанкционированного загружения крайнего пролета в процессе производства работ.

Результаты расчетов по приведенным формулам с показателями эффективности консольно-балочной системы приведены в таблице.

Из таблицы следует:

• при оптимальном вылете консоли, равном 2,136 м, обеспечивающем выравнивание опорного и пролетного изгибающих моментов, момент в балках консольной схемы составляет 60-65% от балочного момента, что позволяет уменьшить расход стали на 28%;
• при вылете консоли, равном 1,5 м и принятом в проекте, расчетный изгибающий момент в балках консольной схемы составляет 72-74%, что позволило снизить расход стали на балки на 14%.

Полотно моста в поперечнике представлено двухконсольной плитой из монолитного железобетона (рис.6). В плите защемлены высокие железобетонные бордюры. Снаружи бордюров предусмотрены стальные тротуары.

 

Библиографический список

 

1. СП 18-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений / Госстрой России. – М.: ФГУП ЦПП, 2003. – 26 с.
2. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы / Минтрансстрой и МПС. – М.: Техкнига-Сервис, 2007. – 237 с.
3. Ягофаров Х. Пример конструктивного решения транспортерной галереи. Промышленное строительство. 1970, №12. – С.32 – 32.
4. Ягофаров Х. Пролетное строение галереи из консольных балок. Промышленное строительство и инженерные сооружения. 1971, №4. – С.16 – 17.
5. СНиП 2.01.07 – 85*. Нагрузки и воздействия / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2002. – 44 с.