Реконструкція автодорожнього моста з залізобетонними балковими бездіафрагмовими прольотними будовами

За контрольовану при випробуваннях деформативну характеристику прийняті прогини балок в середині прольоту, які вимірювали механічними прогиномірами 6ПАО з ціною поділки 0, 01 мм. Прямим порівнянням прогинів при однакових схемах навантаження до та після реконструкції встановлювали ефективність прийнятих основних конструктивних рішень реконструкції: включення накладної плити в сумісну роботу з існуючими балками, встановлення поперечних діафрагм та зміну статичної схеми з розрізної на рамно-нерозрізну.

Результати випробувань прольотної будови представлені епюрами експериментальних прогинів балок при всіх лівих і правих схемах навантаження (рис. 3, г, д), а також середніх з обох цих схем (рис. 3, е). Різниця прогинів балок при лівих і правих схемах навантаження незначна і знаходиться в межах природного розкиду експериментальних даних.  

Рис. 3. Схеми розташування випробувальних навантажень вздовж (а, б, в) і поперек прольоту (г, д) при випробуваннях існуючої (а, г) і реконструйованої (б, в, д) прольотної будови та епюри прогинів балок до (г, е) та після (д, е) реконструкції 1, 2 – прогини при навантаженні за схемою 1 до та після реконструкції; 3 – прогини при навантаженні за схемою 2.

 

Наприклад, при лівій схемі прогин балки 1 становить 12, 8 мм, а аналогічний прогин балки 5 при правій схемі – 12, 24 мм. В таких же межах знаходиться розкид прогинів і інших балок як в існуючій, так в реконструйованій прольотних будовах.

Закон розподілу прогинів балок існуючої прольотної будови поперек прольоту нелінійний (рис. 3, г), що свідчить про недостатню її поперечну жорсткість при об’єднанні балок поперек прольоту тільки плитою мостового полотна товщиною 15 см. Після реконструкції і включенні в роботу з існуючими балками елементів розширення і підсилення закон розподілу прогинів змінюється на лінійний (рис. 3, д), що пов’язане із значним збільшенням жорсткості поперечника прольотної будови внаслідок включення в роботу накладної плити і поперечних діафрагм.

Привертає увагу також значне зменшення прогинів балок в реконструйований прольотній будові при однакових схемах навантаження (рис. 3, е). Так при схемі навантаження 1л (1п) до реконструкції прогин крайньої балки становив 12, 52 мм, а після реконструкції зменшився до 2, 72 мм, тобто в 4, 6 рази. Максимальний прогин крайньої балки в реконструйованій прольотній будові при схемі навантаження 2л (2п) становив 2, 78 мм, що складає лише 1/5650 прольоту при допустимому короткочасному прогині 1/400.

Таке значне зменшення прогинів і відображає ефект впливу на роботу прольотної будови конструктивних елементів реконструкції: зменшення навантаженості прольотної будови внаслідок зміни її статичної схеми і збільшення жорсткості поперечника, а також суттєвого збільшення жорсткості балок, зокрема крайніх, після включення в сумісну роботу з ними накладної плити. Ступінь навантаженості прольотної будови випробувальним навантаженням можна оцінити з порівняння ліній впливу згинального моменту в середині прольоту при трьох можливих статичних схемах її роботи (рис. 4) : розрізної (до реконструкції – 1) ; нерозрізної на шарнірних рухомих і нерухомих опорних частин – 2 і жорстко защемленої на опорах – 3. З порівняння очевидно випливає, що найменша навантаженість прольотної будови буде при її роботі за статичною схемою защемленої балки. Це підтверджують і розрахунки навантаженості прольотної будови згинальним моментом в середині прольоту від випробувальних навантажень при трьох розглянутих статичних схемах (від двох колон випробувального навантаження при коефіцієнті поперечного розподілу КПР=1). Так при розрізній статичній схемі навантаженість прольотної будови становить 1968, 6 кН•м, при шарнірно обпертій нерозрізній зменшується до 1250, 2 кН•м і є найменшою при защемленій – 528, 4 кН•м, тобто зменшення навантаженості порівняно з розрізною становить 3, 72, що є співрозмірним із зменшенням прогинів і свідчить про істотний вплив статичної схеми на характер просторової роботи і навантаженість прольотної будови. Можливо також, що при защемленій статичній схемі на ступінь навантаженості балок

 

Рис. 4. Порівняння ліній впливу згинальних моментів по середині прольоту при роботі прольотної будови за розрізною (1), нерозрізною на шарнірних опорах (г) і защемленою (3) статичними схемами

 

може впливати розпір, який виникає при горизонтальний нерухомості опор на рівні нижньої грані балок і створює додатковий розвантажуючий ефект [6]. Взагалі проблема аналізу можливих статичних схем потребує додаткового вивчення і в даній роботі не розглядається.

Результати випробувань свідчать про значний запас міцності реконструйованої прольотної будови. При досягнутому ступені навантаженості, який в реальних умовах близький до експлуатаційного, остаточні прогини в балках не виникали, що підтверджує пружний характер роботи і дає підстави стверджувати про можливість експлуатації реконструйованої прольотної будови без обмежень на нормовані тимчасові навантаження А15 і НК-100, на які згідно чинних норм проектування проводять розрахунки нових мостів.

 

 

1. Вперше виконана реконструкція моста з залізобетонними бездіафрагмовими прольотними будовами з їх розширенням і підсиленням зміною статичної схеми з розрізної на нерозрізну та збільшенням поперечної жорсткості влаштуванням поперечних діафрагм підтвердила ефективність і технологічність прийнятих конструктивних рішень в підвищенні експлуатаційних показників і споживчих властивостей – міцності, жорсткості, тріщиностійкості, пропускної здатності, безпеки та комфортності руху.

2. Значне зменшення виміряних при випробуваннях після реконструкції прогинів балок свідчить про надійне включення в сумісну роботу з ними елементів підсилення, зокрема, роботу реконструйованої прольотної будови за статичної схемою, близькою до жорстко защемленої на опорах. Однак, проблема аналізу можливих статичних схем прольотної будови при прийнятих при реконструкції конструктивних рішеннях розширення і підсилення прольотних будов потребує додаткового дослідження.

3. Випробування підтвердили, що реконструйована прольотна будова має достатню вантажопідйомність для сприйняття без обмежень тимчасових нормованих навантажень А15 і НК-100, на які і була запроектована її реконструкція.

 

1. Кваша В. Г. Обстеження та випробування автодорожніх мостів. /Кваша В. Г. // – Львів: НУ «Львівська політехніка», 2002. -102с.

2. Кваша В. Г. Ефективні системи розширення і підсилення залізобетонних балкових прольотних будов автодорожніх мостів. /Кваша В. Г. // Автореферат дис. д. т. н. -К. : КНУБА, 2002. -33 с.

3. Кваша В. Г. Досвід розширення балкових залізобетонних прольотних будов монолітною залізобетонною накладною плитою. / Кваша В. Г., Ковальчик Т. П., Салійчук Л. В. // Вісник теорія і практика будівництва. -Львів: НУЛП, 2007. -с. 80-94.

4. Кваша В. Г. Реконструкція автодорожнього моста з прольотними будовами за ТП вип. 56. / Кваша В. Г., Салійчук Л. В., Мельниченко В. В., Лапініна З. Т. // Зб. Автомобільні дороги і дорожнє будівництво -К. : НТУ, 2004. -вип. 69. -с. 74-81.

5. Матаров И. А. Сборные железобетонные мосты с многорядной сварной арматурой. / Матаров И. А., Смирнова Л. С., Шилина А. Л //- М. : Автотрансиздат, 1959. – 186с.

6. Погребной Я. Ф. Расчет балочных систем с горизонтально неподвижными опорами. / Погребной Я. Ф. // – Львов: ЛПИ, 1957. – 74 с.

7. Рачкевич В. С. Експлуаатційний стан та ефективні системи відновлення збірних залізобетонних прольотних будов з багаторядовою каркасною арматурою. / Рачкевич В. С., Кваша В. Г. // Зб. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. -Рівне: НУВГП, 2009. -Вип. 18. -с. 521-533.

8. Салійчук Л. В. Зсувостійкі клеєстержневі анкери в з’єднаннях залізобетонних конструкцій. /Салійчук Л. В., Кваша В. Г. // Вісник теорія і практика будівництва. -Львів: НУ ЛП, 2008. -№627. -с. 186-191.

9. Типовые проекты сооружений на автомобильных дорогах. Выпуск 56. Пролётные строения железобетонные, сборные с каркасной арматурой периодического профиля. / -М. : Стройиздат, 1958. -56 с.