Шалкаров А.А.

Казахский университет путей сообщения, г Алматы, РК.

К ИСПЫТАНИЮ МОСТОВЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ

ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ МОСТОВ

Новые условия хозяйствования, связанные с переводом экономики Республики Казахстан на рыночные отношения привели к росту международных перевозок автомобильным транспортом. Рост интенсивности движения, возрастание массы автомобилей и автопоездов, увеличение осевых нагрузок привели к необходимости ужесточения требований к эксплуатационным характеристикам мостов, а также при реконструкции существующих и строительству новых мостовых сооружений.

Такое же положение имеет место и Российской Федерации. В отличие от нас в Российской Федерации в настоящее время ведется активная работа по пересмотру действующего нормативного документа СНиП 2.05.03-84^* «Мосты и трубы».

В Москве с сентября 1999 года действуют московские городские строительные нормы МГСН 5.02-99 «Проектирование городских мостовых сооружений», где учтены результаты научных исследований последних лет и опыт эксплуатации мостовых сооружений. В МГСН нормативная временная вертикальная нагрузка от подвижного состава принимается: от автотранспортных средств – в виде полос АК, от одиночной колесной нагрузки НК-80 и от сверхтяжелой одиночной колесной нагрузки НК-176. Класс К нагрузки АК принят равным 14.

В проекте новых норм «Мосты и трубы» также увеличивается класс нагрузки АК до 14 (действующих СНиП 2.05.03-84^* класс нормативной нагрузки принят 11). Увеличена масса нормативной специальной нагрузки до величины 8К и должен выполняться расчет на пропуск сверхтяжелой нагрузки массой 12 К.

Для обеспечения условий изготовления и требуемой долговечности мостовых сооружений в проекте новых норм ужесточены конструктивные требования. Так например, увеличены минимальная толщина элементов конструкций мостов, минимальная толщина защитного слоя бетона и т.д. Впервые в проект новых включены требования по нормативным срокам службы мостовых конструкций. Так, для пролетных строений малых и средних мостов этот срок составляет 70 лет, для пролетных строений больших мостов-100 лет. Срок эксплуатации опор и фундаментов мостов принимается равным удвоенному сроку эксплуатации пролетных строений.

Отмеченные выше только некоторые нововедения, включенные в проект новых норм, свидетельствуют о том, что уже сегодня следует направлять свои усилия на совершенствование конструктивных решений и технологии изготовления мостовых конструкций, обеспечивающих необходимую грузоподъемность и их долговечность в течение всего срока эксплуатации искусственных сооружений.

Рис.1 Поперечное сечение мостовой плиты (а) и ее приведенное сечение (б)

Рис. 2 Расчетная схема плиты (а) и принятые в расчете огибающие эпюры изгибающих моментов (б, и) и поперечных сил (г):

б- от собственного веса плиты (М^н_св- нормативный момент);

в- от нормативных (расчетных) постоянных и временных нагрузок М^м(М^р))

г- от нормативных (расчетных) постоянных и временных нагрузок Q^м (Q^р))

С мая 2002 года ОАО «Транстроймост» приступил к изготовлению новой двухпутной предварительно-напряженной мостовой плиты длиной 12м. Все размеры плиты и ее армирование принято в соответствии с проектной документацией, разработанной ГПИ «Союздорпроект». Отличительной особенностью новой плиты является дополнительная установка в верхней зоне плиты двух стальных канатов класса К-7 диаметром 15мм по ГОСТ 13840х68^*. Кроме того, усилия в плите от действия постоянных нагрузок корректировались за счет веса более тяжелой, принятой в проекте ГПИ «Союздорпроект» по сравнению с принятыми усилиями проектной документации ГГПИ «Каздорпроект».

Для проведения заводских испытаний мостовой плиты с целью оценки ее прочности, жесткости и трещиностойкости следует определить расчетные контрольные нагрузки.

Расчетные контрольные нагрузки определяются в соответствии с требованиями нормативных документов [1].

В проектной документации усилия от действия постоянных и временных нагрузок определялись при расчетном пролете плиты равном l_p= 11,4 м [2].

Как отмечалось выше усилия в плите принимались в соответствии с расчетным листом 2 проекта ГГПИ «Каздорпроект» с учетом веса более тяжелой плиты, принятой в проекте ГПИ «Союздорпроект» [3]. Это связано с тем, что усилия в плите от действия временных нагрузок определялись в проекте ГПИ «Союздорпроект» с учетом нагрузки Н-30,а в проекте ГГПИ «Каздорпроект» по нормам СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы» с учетом нагрузки АК. Вес более тяжелой плиты учитывался при корректировке усилий от действия нормативных и расчетных нагрузок.

На рис. 3 показана расчетная схема плиты с расположением контрольных нагрузок Р и эпюры моментов и поперечных сил под грузом Р и в середине пролета плиты от действия ее собственного веса, расчетных нагрузок (постоянных и временных) и контрольных нагрузок Р.

По результатом расчетов получены:

- при разрушении плиты по 1-му случаю (достижение условного предела текучести канатами К-7) при коэффициенте безопасности С=1,4 контрольная нагрузка по прочности P_cont= 131,4 кН;

- при разрушений плиты по 2-му случаю (раздробление бетона сжатой зоны до достижения условного предела текучести канатами К-7) при коэффициенте безопасности С=1,6 контрольная нагрузка по прочности P_cont= 142,2 кН;

Контрольная нагрузка при оценки трещиностойкости составляет P^срс_cont= 78,1 кН, при этом ширина раскрытия трещин от данной нагрузки равна a_crc=0,1 мм.

Контрольная нагрузка при оценке жесткости плиты составляет P⁰_cont=70,1кН, а полный прогиб от этой нагрузки равняется f_cont=18,7 мм.

Рис. 3. Расчетная схема плиты с контрольными нагрузками Р(а) эпюры моментов (б) и поперечных сил (в):

- М^н_св, Q^н_cв- нормативные моменты и поперечные силы от собственного веса плиты;

- М_исп, Q_исп- моменты и поперечные силы от контрольной нагрузки Р.

Выводы

1. Одобрить принятую схему испытания для оценки прочности, трещиностойкости и деформативности плиты в соответствии с требованиями действующего нормативного документа – СниП 2.05.03-84^* «Мосты и трубы».

2. Для проведения испытания мостовой балки получены расчетным путем контрольные нагрузки.

3. Дать рекомендации по совершенствованию технологии изготовления железобетонной предварительно-напряженной мостовой плиты длиной 12м, ее конструированию и условиям применения.

Литература

1. ГОСТ 8829-84. Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила прочности жесткости и трещиностойкости. Межгосуларственный стандарт.

2. Пустотные мостовые плиты длиной 12 18 м со смешанным и уменьшенным армированием. ГГПИ «Каздорпроект». Заказ 2081/24-1. – Алма-Ата, 1991.

3. Выпуск 16, серия 3.503-12 . Унифициорованные сборные пролетные строения из предварительно напряженного железобетона для мостов и путепроводов на автомобильных и городских дорогах. – М.: ГПИ «Союздорпроект», 1973.