- •Проектирование балочных железобетонных автодорожных и городских мостов и путепроводов
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Общие сведения о мостах и путепроводах
- •1.1. Основные понятия
- •1.2. Основные требования, предъявляемые к мостам и путепроводам
- •1.3. Габариты
- •1.4. Нагрузки и воздействия
- •2. Основные принципы расчета железобетонных элементов
- •2.1. Бетон
- •2.2. Арматура
- •2.3. Подбор продольной арматуры изгибаемых элементов
- •2.4. Подбор продольной арматуры сжатых элементов
- •2.5. Подбор поперечной арматуры изгибаемых элементов
- •2.6. Подбор поперечной арматуры сжатых элементов
- •2.7. Расчет по второй группе предельных состояний
- •Контрольные вопросы
- •3. Проезжая часть и тротуары
- •3.1 Конструкция проезжей части
- •3.2. Водоотвод
- •3.3. Деформационные швы. Сопряжения с насыпью
- •Контрольные вопросы
- •4. Проектирование балочных пролетных строений
- •4.1. Расчет и конструирование плиты проезжей части
- •4.2. Расчет и конструирование главных балок разрезных пролетных строений
- •4.2.1. Определение расчетных усилий в сечениях балки
- •4.2.2. Конструирование главных балок
- •5. Опоры и опорные части
- •5.1. Типы опор
- •5.2. Промежуточные опоры
- •5.3. Береговые опоры
- •5.4. Опорные части
- •6. Пример расчета пролетного строения без напрягаемой арматуры
- •6.1. Определение основных параметров пролетного строения
- •6.2. Расчет плиты проезжей части
- •6.3. Расчет продольного ребра балки
- •6.4. Расчет балки по трещиностойкости
- •6.5. Расчет балки по деформациям
- •7. Пример расчета балок пролетного строения с предварительно напрягаемой арматурой
- •7.1. Определение основных параметров пролетного строения
- •7.2. Расчет плиты проезжей части
- •7.3. Расчет продольного ребра балки
- •7.3.1. Подбор продольной арматуры
- •7.3.2. Подбор поперечной арматуры
- •7.4. Расчет балки по трещиностойкости
- •7.5. Расчет балки по деформациям
- •8. Пример расчета промежуточной опоры
- •8.1. Расчет монолитной насадки
- •8.2. Расчет стойки опоры
- •I сочетание:
- •II сочетание:
- •Заключение
- •Потери предварительного напряжения арматуры
- •Определение жесткостей сечений элементов в стадии эксплуатации
- •Библиографический список
- •440028. Г. Пенза, ул. Г. Титова, 28.
3.2. Водоотвод
Отвод воды с покрытия необходим, чтобы уберечь элементы моста и в первую очередь плиту пролетного строения от увлажнения и, как следствие, преждевременного разрушения. Поэтому необходимо не допускать воду к конструкциям, а если она туда попала, нужно предусмотреть меры для быстрого удаления ее.
Отвод воды с проезжей части и тротуаров осуществляется приданием им продольного и поперечного уклонов. Все поверхности конструкций, на которые может попасть вода, следует проектировать с поперечным уклоном не менее 20 . Продольный уклон поверхности ездового полотна следует принимать не менее 5 . При продольном уклоне свыше 10 допускается уменьшение поперечного уклона при условии, что геометрическая сумма уклонов будет не менее 20 . Однако слишком большие продольные уклоны часто ухудшают условия работы конструкций и создают трудности для движения транспорта (см. п. 1.2). Из условия лучшего отвода воды желательно, чтобы мост или путепровод располагался на продольных уклонах, направленных в одну сторону, и без переломов. Двухсторонние уклоны, сопрягаемые на мосту, нежелательны, так как на вертикальной кривой в средней ее части создаются почти горизонтальные участки с необеспеченным водостоком.
Для предотвращения периодического увлажнения нижних поверхностей железобетонных и бетонных конструкций следует устраивать защитные выступы или козырьки.
Атмосферная вода стекает с проезжей части и тротуаров мостов в пониженные места и далее по водоотводным трубкам сбрасывается под мост или отводится в водоприемники. По водоотводным трубкам также сбрасывается вода, которая проникла через покрытие к слою изоляции. Трубки должны обеспечивать быстрый сброс воды, поэтому их следует устанавливать вдоль пролета на расстоянии не более 6 м при продольном уклоне до 5 и 12 м - при уклонах от 5 до 10 . Число трубок на одном пролете принимается не менее трех, внутренний диаметр водо-
отводной трубки принимается не менее 150 мм. Низ водоотводной трубки должен выступать не менее чем на 100 мм от низа конструкций. Иногда трубки делают удлиненными для предохранения от смачивания вытекающей водой близ расположенных элементов моста. Внутри замкнутых сечений, где возможно скопление случайно попавшей воды, следует предусматривать устройства водоотводных трубок диаметром не менее 60 мм. Удаление воды из полостей под тротуарными блоками следует, как правило, предусматривать без применения водоотводных трубок. Трубки изготавливают из чугунного литья, асбестоцемента или пластмасс. Наиболее распространены чугунные трубки с плоской решеткой. Конструкция такой трубки приведена на рис. 5. Она состоит из собственно трубки, стакана и решетки. В стакане имеются прорези для пропуска воды, случайно оказавшейся на поверхности изоляции.
3.3. Деформационные швы. Сопряжения с насыпью
Для обеспечения свободных перемещений, вызванных действием временной нагрузки и колебанием температур, пролетные строения отделяются друг от друга и от шкафных стенок устоев деформационными швами, которые должны предотвращать попадание воды и грязи на нижерасположенные части моста и не нарушать плавности движения автотранспорта. Конструкция деформационного шва должна позволять проведение осмотра и ремонта сверху, а также возможность отвода попавшей воды с помощью лотков, имеющих уклон не менее 50 .
Цементобетонные покрытия над деформационными швами прерываются во всех случаях. Асфальтобетонные покрытия допускается устраивать непрерывными на дорогах I-III и III-п категорий при перемещениях в шве не более 5 мм, на дорогах более низких категорий - до 10 мм.
Простейшая конструкция деформационного шва показана на рис. 6,а. Такой шов применяется при небольших перемещениях в пролетных строениях пролетом до 15 м. В непрерывной гидроизоляции устраивается складка, защитный слой прерывается, а пространство заполняется битумной мастикой. Для предотвращения попадания влаги через трещины в покрытии над защитным слоем укладывается слой гидроизоляционного материала на длину 1,25 м в каждую сторону от оси шва. В нижней части зазор перекрывается компенсатором из стальных листов, покрытых слоем битумного лака или листов латуни толщиной 1 мм, спаянных между собой по всей ширине моста.
Рис. 6. Конструкция деформационных швов:
а, в - швы, обеспечивающие непрерывность покрытия; б - шов,
перекрытый металлическим листом; г - шов, перекрытый металлической
гребенкой; д - резинометаллическии шов с трубчатыми компенсаторами;
1 - асфальтобетон; 2 - защитный слой; 3 - битумная мастика;
4 -гидроизоляция; 5 - компенсатор из листовой латуни или
оцинкованного железа; 6 - деревянная пробка; 7 - стальной лист,
перекрывающий зазор; 8 - резиновый трехкулачковый компенсатор;
9 - гребенка; 10 - стальной вертикальный лист; 11 - трубчатый
резиновый компенсатор; 12 - асбестовое волокно
При пролетах до 30 м швы могут перекрываться толстыми металлическими листами (рис. 6,б). Однако они не обеспечивают
плавности движения автомобилей и вызывают большой шум, более удачна конструкция шва, перекрываемого листом в виде гребенок (рис. 6,в). В таких швах проникающая внутрь вода отводится по специальному лотку из швеллера, закрепленному в торце одного из пролетных строений.
В закрытых швах могут использоваться резиновые компенсаторы. На рис. 6,г показан закрытый шов с резиновым трехкулачковым компенсатором.
При перемещениях 30-75 мм могут применяться открытые деформационные швы с применением резиновых компенсаторов. На рис. 6,д показана конструкция резинометаллического шва, выполненного из трубчатых компенсаторов и вертикальных металлических листов. Стальные листы передают вертикальную нагрузку, а компенсаторы обеспечивают свободу деформации.
При больших перемещениях концов пролетных строений используют скользящие стальные листы или плиты, которые прижимаются к окаймлению с помощью пружин.
Сопряжение моста с насыпью должно обеспечивать плавность и безопасность движения транспорта. Земляное полотно на протяжении 10 м от задней грани устоев должно иметь ширину не менее расстояния между перилами плюс 0,5 м с каждой стороны.
Для предотвращения просадок грунта насыпи и обеспечения постепенного изменения упругости конструкций, находящихся под покрытием у въезда на мост (насыпь - пролетное строение), необходимо, как правило, предусматривать укладку железобетонных переходных плит.
Они состоят из отдельных блоков шириной 100 см и длиной 250-800 см в зависимости от ожидаемых осадок грунта. На мостах с устоями, опирающимися непосредственно на насыпь (диванного типа), длину переходных плит принимают равной 200 см. Толщина блоков 140-200 мм. Одним концом блоки опираются на специальный выступ в конце консоли устоя, а другим - на железобетонный лежень. Плиты укладываются с уклоном 1:10 в сторону насыпи и закрепляются штырями, забетонированными в теле устоя. Для заделки штырей в плитах предусмотрены отверстия, полученные с помощью газовых труб. Пространство между плитой и устоем, а также просветы между штырем и стенкой трубы заполняется горячим битумом. Сопряжение плиты и устоя перекрывается гидроизоляцией. Под плитой устраивают подушку из дренирующего грунта, которая опирается на грунт насыпи ниже глубины промерзания.
Рис. 7. Сопряжение моста с насыпью:
1 - переходная плита; 2 - лежень; 3 - штырь; 4 - газовая трубка;
5 - заливка битумом; 6 – покрытие