Варианты применения сборных временных мостов в качестве элементов транспортных коммуникаций

УДК 624.21

ВАРИАНТЫ ПРИМЕНЕНИЯ СБОРНЫХ ВРЕМЕННЫХ МОСТОВ В КАЧЕСТВЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТРАНСПОРТНЫХ КОММУНИКАЦИЙ

Кандидаты техн. наук ГУСЕВ Д. Е., ГУЛИЦКАЯЛ. В., ШИМАНСКАЯ О. С.

Белорусский национальный технический университет

Современные экономические условия, характеризующиеся дефицитом материально-технических ресурсов, диктуют необходимость наиболее полного и эффективного целевого использования имеющихся в наличии мостовых конструкций. С целью повышения экономической эффективности и оптимизации инвестиций в транспортные коммуникации была изучена возможность использования секций металлических пролетных строений наплавных железнодорожных мостов НЖМ-56 в качестве пролетных строений пешеходных, коммуникационных и автодорожных мостов. Кроме того, конструкции НЖМ-56 могут быть использованы для возведения в короткие сроки временных сооружений при купировании аварийных ситуаций для восстановления перемещения транспортных потоков. При этом теоретическими расчетами были определены оптимальные параметры для их применения.

Номинально металлические конструкции НЖМ-56 предназначены для наведения временных наплавных железнодорожных мостов. Однако в связи с незначительной востребованностью сооружений подобного типа возникла необходимость поиска вариантов рационального целевого применения конструкций. Секции пролетного строения НЖМ-56 представляют собой пространственную металлическую конструкцию длиной 6,25 м со сварными стыками. Между собой секции соединяются при помощи болтового соединения по торцевому фланцу и поясами балки жесткости. Длина получаемого пролетного строения кратна 6,25 м. В поперечном сечении секций - две главные балки двутаврового сечения высотой 1225 мм. Толщина верхнего и нижнего поясов составляет 20 мм, ширина - 520 мм; толщина стенки балки -8 мм. К верхним поясам балок для повышения их устойчивости и жесткости приварены четы-

ре металлических швеллера № 20. По верху швеллеров уложен металлический лист из рифленой стали толщиной 8 мм. Между главными балками секций устроены связи.

При изучении были рассмотрены различные варианты конструкций проезжей (прохожей) части для более гибкой привязки проектных решений к местным условиям в зависимости от возможностей использования:

1) с металлической прохожей частью шириной 2 м из рифленой стали (рис. 1а);

2) с деревянной прохожей частью шириной 3 м (рис. 1б);

3) с железобетонной плитой прохожей части шириной 2 м, включенной в совместную работу с металлической балкой (сталежелезобетонное сечение) (рис. 1в);

4) с железобетонной плитой прохожей части шириной 3 м, включенной в совместную работу с металлической балкой (сталежелезобетонное сечение) (рис. 1г);

5) с железобетонной плитой прохожей части шириной 4 м, включенной в совместную работу с металлической балкой (сталежелезобетонное сечение) (рис. 1д).

Длины пролетов при изучении выбирались кратными длине секции - 6,25 м. Рассматривались пролетные строения со следующими схемами:

1) разрезное пролетное строение длиной 37,5 м;

2) разрезное пролетное строение длиной 43,75 м;

3) разрезное пролетное строение длиной 50,0 м;

4) неразрезное пролетное строение по схеме 31,25 + 43,75 + 31,25 м;

5) неразрезное пролетное строение по схеме 37,5 + 50 + 37,5 м.

а

б

3000 мм

Дощатый настил

Деревянные прокладки

Поперечный брус

В

2000 мм

Г

Железобетонная плита толщиной 150 мм

Рис. 1. Варианты прохожей (проезжей) части предлагаемых проектных решений: а - из металлического рифленого листа с шириной прохода 2 м; б - из деревянного настила на поперечинах с шириной прохода 3 м; в - прохожая часть с железобетонной плитой, включенной в совместную работу с главными балками, с шириной прохода 2 м; г - то же с шириной прохода 3 м; д - то же с шириной прохода (проезда) 4 м

Определение усилий от временных и постоянных нагрузок, а также значений прогибов осуществлялось с использованием программного комплекса «Лира 9.6» (г. Киев). В качестве главного усилия выбран изгибающий момент в наиболее нагруженных сечениях. Для разрезных пролетных строений определялось усилие

в середине пролета. Для неразрезных - в наиболее загруженном сечении крайнего пролета,

в середине среднего пролета и в сечении над промежуточной опорой. Результаты расчетов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Значения усилий и прогибов от временных и постоянных нагрузок разрезных пролетных строений

д

Конструкция проезжей части Длина пролета, м М, тс Прогиб, м

Без регулирования С регулированием От толпы

Металлическая шириной 2 м 31,25 156 0,056 0,023

37,5 225 0,069 0,046

43,75 295 0,208 0,082

Деревянная шириной 3 м 31,25 216 0,077 0,034

37,5 304 0,089 0,069

43,75 409 0,286 0,123

Железобетонная шириной 2 м 31,25 258 0,079 0,047 0,011

37,5 398 0,165 0,098 0,023

43,75 496 0,302 0,178 0,041

Окончание табл. 1

Конструкция проезжей части Длина пролета, м М, тс Прогиб, м

Без регулирования С регулированием От толпы

Железобетонная шириной 3 м 31,25 337 0,097 0,055 0,016

37,5 525 0,202 0,113 0,031

43,75 646 0,370 0,207 0,055

Железобетонная шириной 4 м 31,25 416 0,114 0,061 0,019

37,5 652 0,237 0,126 0,038

43,75 797 0,434 0,230 0,067

Расчет несущей способности стального и ста-лежелезобетонных сечений производился в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84*.

При анализе вариантов применения рассматривались предельные значения параметров для каждого типа проезжей (прохожей) части и для каждой длины (схемы) пролетных строений. Выводы по результатам исследования воз-

можности применения разрезных пролетных строений приведены в табл. 2.

При применении неразрезных пролетных строений особенности конструкций такие же, как для разрезных пролетов. Рекомендуемые расчетные схемы неразрезных пролетных строений приведены в табл. 3.

Таблица 2

Возможности использования конструкций НЖМ-56 для разрезных пролетных строений

Конструкция проезжей части Максимальный допускаемый пролет, м Особенности конструкции Достоинство конструкции Качество применения

1 2 3 4 5

Металлическая 37,5 Может оказаться дороже других вариантов Простота изготовления, сравнительно небольшой вес Сборно-разборные и постоянные пешеходные мосты

Деревянная 37,5 Низкая долговечность (5-7 лет) Простота изготовления, сравнительно небольшой вес Временные сборно-разборные пешеходные мосты при реконструкции существующих объектов

Железобетонная шириной 2 м Без регулирования усилий -31,25 Для регулирования усилий у становить в середине пролета временную опору, которую при наборе бетоном прочности 80 % можно снять. Рекомендуется устроить строительный подъем 0,01 м Простота изготовления, высокая долговечность Постоянные сооружения

С регулированием усилий -37,5 Для объединения плиты с металлической балкой устроить упоры из уголков 150х 15 мм. Для повышения долговечности устроить гидроизоляцию по плите

Железобетонная шириной 3 м Аналогично предыдущему варианту. Однако необходимы специальные приспособления для армирования и бетонирования консолей плиты по фасадам пролетного строения Постоянные сооружения с высокой интенсивностью пешеходного движения

Таблица 3

Возможности использования конструкций НЖМ-56 для неразрезных пролетных строений

Железобетонная шириной 4 м Без и с применением регулирования усилий -31,25 Аналогично предыдущему варианту. При планировании пропуска автотехники по сооружению устроить совместное барьерно-перильное ограждение Постоянные сооружения с высокой интенсивностью пешеходного движения. Возможен пропуск автомобилей, автобусов, легких грузовых и снегоуборочных машин весом не более 5 т

Конструкция проезжей части Максимальная допускаемая расчетная схема Дополнительные условия

Металлическая 37,5 + 50 + 37,5, м

Деревянная 31,25 + 43,75 + 31,25, м

Железобетонная шириной 2 м 31,25 + 43,75 + 31,25, м Для уменьшения прогибов рекомендуется применить регулирование усилий путем установки в середине пролета временной опоры, которую при наборе бетоном прочности 80 % можно снять. Рекомендуется устроить строительный подъем 0,01 м

Железобетонная шириной 2 м Допускается 31,25 + 50 + 31,25, м Необходимо усиление двух блоков у промежуточной опоры для восприятия ими изгибающего момента

Железобетонная шириной 3 м 25 + 37,5 + 25, м Без применения регулирования усилий и усиления

Железобетонная шириной 3 м 31,25 + 43,75 + 31,25, м Для обеспечения грузоподъемности надопорного сечения рекомендуется применить регулирование усилий путем вы-домкрачивания надопорных участков пролетного строения. Для уменьшения прогибов необходимо применить регулирование усилий путем постановки в середине пролета временной опоры. Названные выше мероприятия можно не применять в случае усиления двух блоков у промежуточной опоры для восприятия изгибающего момента

Железобетонная шириной 4 м Аналогично предыдущему варианту

Расчетом установлено, что применение секций для пролетных строений постоянных сооружений с разрезным пролетом менее 20 м или неразрезным центральным пролетом менее 31 м нерационально из-за больших запасов несущей способности, хотя и допустимо при необходимости срочного возведения конструкций пролетных строений. Применение разрезных пролетных строений длиной 37,5 м (п. 1) и неразрезных пролетных строений по схемам 31,25 + 43,75 + 31,25 м и 37,5 + 50 + 37,5 м (п. 4 и 5) допустимо с металлической или деревянной проезжей частью. Использование железобетонной плиты требует для уменьшения прогибов пролетных строений применять регулирование усилий путем постановки в середине пролета временной опоры, которую при наборе бетоном прочности 80 % можно снять, либо усиление двух блоков у промежуточных опор для восприятия изгибающего момента. Реко-

мендуется устройство строительного подъема 0,01 м. При этом установлено, что для использования варианта железобетонной плиты наиболее рациональным, без применения регулирования усилий и усиления блоков, является использование схемы неразрезного пролетного строения 25 + 37,5 + 25 м и плиты шириной 2 м. Применение разрезных пролетных строений длиной 43,75 м (п. 2) и более, а также неразрезных центральных пролетов более 50 м не рекомендуется из-за значительных прогибов конструкции.

В Ы В О Д

Можно сделать вывод о целесообразности использования имеющихся в наличии невостребованных мостовых конструкций из блоков НЖМ-56 в качестве пролетных строений временных сборно-разборных мостов при реконструкции существующих объектов либо при

купировании аварийных ситуаций на них, а также в качестве постоянных пешеходных, коммуникационных и автодорожных мостов. В ходе теоретического исследования были пред-ло-

жены варианты рационального использования конструкций из блоков НЖМ-56, а также реко-

мендованы оптимальные параметры для их применения, которые будут способствовать экономии материально-технических ресурсов и повышению экономической эффективности транспортных коммуникаций.

Поступила 29.04.2010