Предисловие
С развитием энергетической, химической и других отраслей промышленности обострилась проблема доставки тяжелых грузов (различных агрегатов, узлов, трансформаторов, парогенераторов и т.п. массой до 600(10 3 кг и более), которые по условиям монтажа и эксплуатации необходимо собирать в заводских условиях и транспортировать на объекты в состоянии максимальной заводской готовности. Этим обусловлено увеличение выпуска многоосных многоколесных автомобилей с прицепами и полуприцепами. Нагрузки, создаваемые грузами данного типа совместно с транспортными средствами, часто оказываются сверхнормативными для пролетных строений мостов и путепроводов. Причем количество сверхнормативных нагрузок, которые требуется пропустить по автодорожным мостам и путепроводам, возрастает в среднем на 10 % в год. Это вызывает необходимость оценивать возможность пропуска таких нагрузок по автодорожным мостам и путепроводам.
Принятая на практике методика расчета железобетонных конструкций мостов и путепроводов (по СНиП 2.05.03-84) и “Инструкция по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений автодорожных мостов” ВСН 32-78 (М.: Транспорт, 1979) раздельно учитывают входящие в расчет случайные величины (прочностные характеристики материалов, временную вертикальную нагрузку и т.д.), не учитывая при этом характер распределения несущей способности сечений конструкции. Это приводит к завышению запаса прочности конструкций.
Настоящие Методические рекомендации основаны на расчете сечений изгибаемых железобетонных элементов методом статистических испытаний (методом Монте-Карло) и предусматривают оценку реальной грузоподъемности балок железобетонных пролетных строений автодорожных мостов и путепроводов как при эпизодическом (разовом), так и регулярном пропуске сверхнормативной нагрузки.
Применение Методических рекомендаций позволяет выявить и использовать резервы несущей способности железобетонных балок пролетных строений для воспринятия временной вертикальной нагрузки, т.е. увеличить временные вертикальные нагрузки на пролетные строения, рассчитанные по действующим и уже отмененным нормам, с одновременным обеспечением требуемого уровня их надежности.
В настоящих Методических рекомендациях приведены блок-схема, состав исходных данных и программа расчета сечений изгибаемых железобетонных элементов на прочность, написанная на языке Фортран, и необходимые для пользования программой характеристики прочностных свойств арматуры и бетона различных классов.
Методические рекомендации разработали инж. В.М. Чачанашвили и канд. техн. наук Б.П. Белов.
Замечания и предложения по данной работе просьба направлять по адресу: 143900, г.Балашиха-6 Московской обл., Союздорнии.
1. Общие положения
1.1. Настоящие Методические рекомендации разработаны в развитие некоторых положений “Инструкции по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений автодорожных мостов” ВСН 32-78 и предназначены для оценки действительной грузоподъемности железобетонных пролетных автодорожных мостов с целью определить возможность эпизодического (разового) или регулярного пропуска сверхнормативной нагрузки.
1.2. Для оценки грузоподъемности пролетного строения предварительно определяют усилие от сверхнормативной нагрузки на одну балку (желательно современными пространственными методами расчета) и несущую способность в ее расчетных сечениях, т.е. предельное усилие, которое может воспринимать сечение из условия достижения предельного состояния по прочности и трещиностойкости.
1.3. Несущую способность сечений по прочности определяют вероятностным методом расчета, который устанавливает однозначное соответствие вероятности разрушения запасу прочности, учитывая при этом реальный совместный статистический разброс прочностных характеристик арматуры и бетона, параллельную работу всех рабочих стержней арматуры (ее многоэлементность) и документально зафиксированные данные обследования сооружения (геометрические размеры сечений, армирование, класс бетона, наличие и характер дефектов, снижающих грузоподъемность, и т.д.).
1.4. Несущую способность сечений по трещиностойкости определяют расчетом ширины раскрытия трещин в соответствии с п. 3.105-3.110 СНиП 2.05.03-84 и настоящими рекомендациями, принимая допустимую частоту обращения сверхнормативных нагрузок в зависимости от предельного значения расчетной ширины раскрытия трещин.
1.5. Регулярный пропуск сверхнормативной нагрузки возможен лишь в том случае, если грузоподъемность пролетного строения достаточна по условиям прочности и трещиностойкости.
Если грузоподъемность удовлетворяет лишь условию прочности, то допускается разовый пропуск сверхнормативной нагрузки. При этом фиксируется ширина раскрытия трещин. Если фактическая ширина раскрытия трещин не превышает допустимой по СНиП 2.05.03-84, регулярный пропуск сверхнормативной нагрузки может быть разрешен при условии периодической оценки (не реже 1 раза в месяц) состояния моста. В противном случае допустим лишь разовый пропуск такой нагрузки не чаще 1 раза в год при соответствующем наблюдении.
1.6. Скорость движения нагрузки по пролетному строению не должна, превышать 10 км/ч. Динамический коэффициент при этом рекомендуется принимать равным 1,0 /1/.
1.7. Коэффициент надежности по нагрузке рекомендуется принимать равным 1,0 в том случае, если точно известны масса перевозимого груза и транспортного средства и нагрузка на каждую ось. В противном случае коэффициент принимается, равным 1,1.
2. Определение расчетного сопротивления многоэлементной арматуры при расчете на прочность и его среднеквадратичного отклонения
2.1. Расчетное сопротивление многоэлементной арматуры R при расчете на прочность следует определять по формуле (15):
Далее по тексту расчетное сопротивление арматуры при расчете на прочность принимают с учетом ее многоэлементности.
Стержни из стадии диаметром до 32 мм класса
Высокопрочная проволока гладкая и периодического профиля диаметром
Определение грузоподъемности мостов.
ТЕМА № 12 ИНЖЕНЕРНАЯ РАЗВЕДКА МОСТОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ МОСТОВ.
(наименование темы по программе)
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
Для проведения группового занятия № 14
Общие сведения об инженерной разведке и грузоподъемности мостов.
Обсуждена на заседании кафедры
«____» ___________________ 2014г.
1.Учебные и воспитательные цели: После изучения вопросов занятия слушатели и студенты должны знать:
— организация и ведение разведки моста;
— способы определения грузоподъемности моста;
2.Расчет рабочего времени:
| Содержание занятия | Время, мин |
| Вступительная часть: Доклад дежурного по взводу. Проверка наличия личного состава, формы одежды, готовности взвода к занятию. Объявление темы занятия, учебных вопросов и цели занятия, литературы. Краткий опрос по ранее пройденной теме занятия. Дать введение по теме. Учебные вопросы (основная часть) 1. Цели и задачи, состав подразделений разведки. 2. Способы определения грузоподъемности моста. Заключение по теме. Заключительная часть: Подведение итогов занятия. Ответы на возникшие вопросы. Проверка качества усвоения материала занятия. Заданиенасамостоятельнуюподготовку. |
3. Учебно-материальное обеспечение:
2.Учебная литература: Военно-мостовая подготовка Воен.издательство МО СССР 1977.;
3. Слайды по теме занятия.
4. Методические рекомендации руководителю по подготовке и проведению занятия:
Целью занятия является изучение общих сведений об инженерной разведке мостов и определению их грузоподъемности.
При подготовке к проведению занятия необходимо:
— уяснить тему и вопросы занятия по тематическому плану;
— определить и уяснить учебные и воспитательные цели;
— изучить содержание занятия;
— подобрать необходимые для занятия наглядные пособия, технические средства обучения;
— детально продумать ход занятия, распределить время на отработку вопросов;
— составить план проведения занятия.
5. Литература и пособия, рекомендуемые руководителю для подготовки и проведения занятия:
1. 1.Учебник: Военно-мостовая подготовка, Воен.издательство МО СССР 1977.;
2. 2. Учебник: Военные автодорожные мосты, Воен.издательство МО СССР 1977.;
3. 3. Учебник «Восстановление и эксплуатация мостов на военно-автомобильных дорогах» М.Воениздат 1987 г.;
4. 4. Учебник «Технические условия проектирования военных автодорожных мостов и переправ» М.Воениздат 1974 г.
6. Содержание занятия на 16 листах
Тема №12. Инженерная разведка мостов. Определение грузоподъемности мостов.
ЗАНЯТИЕ №14
1. Инженерная разведка мостов.
2. Определение грузоподъемности мостов.
.1. Инженерная разведка мостов.
Инженерная разведка производится в целях:
1) Установления состояния моста и определения его грузоподъемности для пропуска войсковой техники;
2) Принятия решения об усилении моста при недостаточной его грузоподъемности;
3) Определения степени и характера повреждений и разрушений моста и принятия решения о целесообразности и возможности его восстановления;
4) Получения необходимых данных для принятия решения на строительство моста на обходе в случае невозможности использования поврежденного моста.
В ходе инженерной разведки производится проверка моста и подходов на заражение и минирование.
В результате инженерной разведки составляется карточка инженерной разведки моста, в которой приводятся:
-место расположения моста;
-сведения о пролетных строения и опорах;
-сведения о повреждениях и разрушениях моста;
-выводы о грузоподъемности и рекомендации по возможным способам усиления и восстановления элементов.
К карточке прикладывают схему моста в масштабе 1:500-1:2000 с характеристикой преграды, подходов к мосту и другими сведениями, схемы пролетных строений (фасад и поперечные сечения) и опор, отличных друг от друга, в масштабе 1:100-1:200, а при необходимости фотографию моста в целом, чертежи (эскизы) и фотографии отдельных поврежденных элементов (узлов) конструкции моста.
Для инженерной разведки моста в зависимости от его длины и конструкции выделяется инженерный разведывательный дозор (ИРД) в составе от одного отделения до взвода во главе с офицером.
ИРД должен иметь карты масштабов 1:50000-1:100000, бинокль, комплект средств разведки водных преград фотографический аппарат, уровень, отвес, складные метры, рулетки, ручные буравы, шанцевый инструмент, складные (надувные) лодки, средства разведки заграждений и заражений.
Для обследования металлических и железобетонных мостов кроме того, необходимо иметь кувалды, зубила, напильники, штангенциркули, кронциркули, лупы, стальные щетки.
Определение состояния моста.
На грузоподъемность деревянных мостов, не имеющих механических повреждений и разрушений, влияют износ настила, поражение древесины гнилью, недостаточно плотное сопряжение элементов в узлах, трещины и изломы в несущих элементах, трещины и обмятия во врубках и узловых подушках, недостаточное натяжение металлических тяжей в фермах типа Гау-Журавского, трещины в накладках с нагельными и болтовыми соединениями, неплотная приторцовка стоек к сваям в местах сроста перекосы опор.
Износ настила, недостаточно плотное сопряжение элементов, трещины и обмятия, неплотная приторцовка и другие дефекты устанавливаются внешним осмотром с замером их величин.
Загнивание древесины устанавливается осмотром, простукиванием, сверлением буравоми и подтеской топором. При осмотре обращают внимание на цвет и структуру древесины. Коричневый или бурый цвет при сверлении показывает, что древесина поражена гнилью. Загнившая древесина при простукивании издает глухой звук. У здорового леса звук при простукивании должен быть звонким.
Поражение гнилью обычно происходит в местах сопряжения элементов конструкции:
— в местах опирания верхнего настила на нижний, настила на поперечины или прогоны, прогонов на насадки, насадок на сваи или стойки;
-в местах сроста свай и стоек;
— в гнездах шпонок или колодок в составных прогонах;
-в узлах деревянных ферм, стыках поясов, местах прикрепления связей.
Проверка достаточности натяжения тяжей в фермах типа Гау-Журавского производится ударом молотка по тяжу: ясный и чистый звук обозначает хорошее натяжение тяжа, глухой звук—плохой натяжение тяжа.
На грузоподъемность металлических мостов, не имеющих механических повреждений, влияет поражение металл ржавчиной и расстройство заклепочных соединений.
На грузоподъемность бетонных и каменных арочных мостов, не имеющих механических повреждений, влияет наличие поперечных и наклонных трещин в сводах и выщелачивании швов в кладке сводов. Местоположение и направление трещин должно быть указано на схеме свода.
Обследование поврежденных мостов.
Для выявления повреждений и разрушений в первую очередь осматривают основные элементы пролетных строений и опор:
-В простейших балочных деревянных мостах—прогоны, насадки, сваи, связи в опорах и между ними;
-В деревянных или металлических мостах с фермами – элементы балок и ферм, узлы ферм, балки проезжей части и места крепления их;
-В железобетонных, бетонных и каменных мостах—балки и своды.
В мостах возможны следующие повреждения или разрушения элементов:
-пробоины в проезжей части;
-погнутости сплошных металлических балок и элементов сквозных ферм;
-повреждения и разрушения отдельных элементов моста и его узлов;
-трещины в сварных швах и в основном металле.
Замер величины погнутости производится с помощью проволоки, натянутой вдоль погнутого элемента.
Наиболее вероятно образование трещин в основном металле в следующих местах:
-около сварных швов (заклепок);
-в поясных уголках балок (особенно при отсутствии поясных листов);
-в местах прикрепления продольных балок к поперечным и поперечных к фермам (балкам);
-у высадок и резких перегибов;
-в местах приварки элементов к прокатным балкам.
Признаками трещин являются наличие ржавых подтеков, растрескавшаяся и облупившаяся краска, дребезжащий звук при постукивании молотком.
При подозрении на наличие трещин сварные швы или основной металл очищаются до металлического блеска и осматриваются через лупу.
Обнаруженные трещины зарисовываются, определяется их положение и направление, а также фиксируется их длина и глубина.
При разведке металлического моста, поврежденного огнем, в первую очередь обследуются места непосредственного воздействия пламени, которые выявляются по обгоревшей краске, следам копоти и т. п. При пережоге сталь имеет оплавленные места и пленку окалины серо-синего цвета.
Определение грузоподъемности мостов.
Не требуют определения грузоподъемности при условии удовлетворительного состояния пролетных строений и опор и допускают пропуск любой войсковой техники, отвечающей основной категории грузоподъемности, в одну полосу движения с дистанцией не менее 25 м постоянные мосты следующих видов:
-железобетонные, бетонные и каменные;
-металлические автодорожные и городские постройки после 1945г;
-металлические мосты с асфальто- и цементобетонным дорожным покрытием;
-металлические со сварными и клепано-сварными соединениями;
-металлические железнодорожные широкой колеи.
Грузоподъемность моста в целом характеризуется наименьшей грузоподъемностью его отдельных элементов, определяемой расчетным методом.
На основе полученной грузоподъемности моста и сравнения с расчетными нагрузками делается вывод о категории грузоподъемности моста в целом (основная, пониженная, повышенная) или по определенной грузоподъемности моста устанавливается возможность пропуска по мосту реальных боевых или транспортных машин.
Определение грузоподъемности металлического моста, имеющего явные признаку воздействия высоких температур, а также бетонного и каменного арочных мостов, имеющих поперечные и наклонные трещины в сводах, производится пропуском пробных нагрузок.
Грузоподъемность металлических мостов, а также деревянных и деревометаллических мостом определяется расчетным методом.
Грузоподъемность металлических мостов определяется из условия прочности главных ферм (балок), поперечных и продольных балок проезжей части.
Металлические главные фермы арочных и комбинированные мостов не требуют проверки грузоподъемности, а главные фермы балочных мостов пролетом, равным 40 м и более, допусками пропуск любой техники, отвечающей мостам основной грузоподъемности, а пролетом, равным 50 м и более, отвечающей мостам повышенной грузоподъемности (дистанция между машинами не менее 25 м).
Грузоподъемность деревянных мостов определяется из условия прочности ферм (балок), поперечин, поперечных балок, прогонов, свай и насадок (на смятие).
Прочность рабочего настила простейших деревянных мостом при сохранившемся защитном настиле и несущего настила металлических мостов не проверяется.
Для определения возможности пропуска реальных гусеничных и многоосных колесных нагрузок их давление принимается по фактической массе при длине опорной поверхности, равной расстоянию между осями крайних катков или осями крайних колес. Давление осей тележки прицепа принимается с коэффициентом 1,05.
При определении грузоподъемности главных ферм (балок), продольных балок, а также свай (стоек) коэффициент неравномерности определяется по формуле:
,
где b — расстояние между осями крайних ферм (балок), а в опорах расстояние между осями крайних свай, (стоек) или кустов свай;
n — количество ферм (балок) в поперечном сечении моста; для продольных балок в мостах с ездою поверху — суммарное количество главных ферм (балок) и продольных балок по ширине моста; для свай (стоек)—количество их в плоской опоре или количество кустов свай (стоек) в ряду башенной опоры;
е — эксцентриситет приложения нагрузки, в двухпутных мостах равный 0,75 м, а в однопутных определяемый по формуле:
,
где Вп.ч.— ширина проезжей части;
Вн — расстояние между наружными краями колес или гусениц.
При определении грузоподъемности прогонов коэффициент неравномерности определяется:
-для гусеничной нагрузки, а также для многоосной колесной нагрузки и тележки полуприцепа при железобетонной плите по предыдущей формуле.
Динамический коэффициент для металлических главных ферм (балок) принимается по формуле:
,
где I — пролет главной фермы (балки).
Для металлических продольных балок, прогонов и поперечных балок динамический коэффициент 1+м принимают равным 1,15, а для элементов деревянных мостов— 1.
Определение грузоподъемности прогонов, поперечин, продольных и поперечных балок
Грузоподъемность прогонов и продольных балок определяется по формуле:
.
где n — суммарное количество главных ферм (балок) и продольных балок в мостах с ездою поверху или суммарной количество прогонов по ширине моста; m— полное количество колесных осей расчетной или действительной нагрузки;
Мдоп — допускаемый изгибающий момент одной продольной балки или прогона;
Мпост — изгибающий момент от постоянной нагрузки в одной продольной балке или прогоне;
Кн — коэффициент неравномерности;
Km — коэффициент, принимаемый по табл. 1;
1+м. — динамический коэффициент
| m1 | Кm |
| l/4 | |
| (l-a)/2 | |
| (3l-4a)/4 |
Примечание. l — расчетный пролет продольных балок или прогоном; а — расстояние между осями колес; m1 — количество колесных осей, располагаемых на длине пролета прогона или продольной балки.
Допускаемый изгибающий момент (тс*м) для металлической продольной балки (прогона) определяется по формуле:
,
где Rи — расчетное сопротивление на изгиб;
Wд— момент сопротивления (см3) сечения балки, который определяется по таблицам 2.
| Тип сечения | Момент сопротивления, см 3 | Тип сечения | Момент сопротивления, см 3 |
| I | 0.1d 3 | Ia |  |
| II |  | IIa |  |
| III |  | IIIa |  |
| IV | 0.2d 3 | IVa |  |
Рис. 1. Поперечные сечения простых и составных прогонов (поперечин и поперечных балок):
I — простой прогон из бревна; 1а — простой прогон из бруса: II— двухъярусный прогон из бревен; IIа — двухъярусный прогон из брусьев; III — трехъярусный прогон из бревен; IIIа — трехъярусный прогон из брусьев; IV — сложный прогон из бревен; IVa — сложный прогон из брусьев
Изгибающий момент (тс*м) от постоянной нагрузки и одной продольной балке или одном прогоне определяется по формуле:
,
где g1 — постоянная нагрузка от массы проезжей части или пролетного строения;
Вп.ч.— ширина проезжей части, м;
I — расчетный пролет продольной балки или прогона, м;
n— в мостах с ездою поверху суммарное количество главных ферм (балок) и продольных балок или суммарное количество прогонов по ширине моста.
Грузоподъемность (т) поперечин при расстоянии между главными фермами (балками) более двойного расстояния между серединами колес или гусениц определяется по формуле:
.
Грузоподъемность поперечин (т) при расстоянии между главными фермами (балками) менее двойного расстояния между серединами колес или гусеницопределяется по формуле
,
где Мдоп — допускаемый изгибающий момент в поперечине,тс-м;
b — пролет поперечины или расстояние между осями главных ферм (балок), м;
bн — расстояние между осями колес или гусениц, м;
а — коэффициент, учитывающий упругое распределение временной нагрузки, вводимый только при расчете поперечины на пропуск тележки прицепа или автомобиля; при двух фермах по ширине моста а = 0,6; причетырех а = 0,7 и при шести а = 0,8;
t — ширина гусеницы или колеса, м.
Грузоподъемность (т) поперечных балок при расстоянии между главными фермами (балками) более двойного расстояния между серединами колес или гусениц определяется по формуле
.
Грузоподъемность поперечных балок при расстоянии между главными фермами (балками) менее двойного расстояния между серединами колес или гусениц, а также если при эксцентриситете е
