Визначення настановного розміру деформаційного шва
Установчий розмір шва- це ширина зазору деформаційного шва, яку останній має при встановленні його в бруківку. Установчий розмір шва повинен дорівнювати строго певної величини, що залежить від температури прогонових будов в момент установки, інакше розрахунковий діапазон переміщень прогонових будов може не збігтися з допустимим діапазоном переміщень деформаційного шва і вийти за його межі при мінімальній, або максимальній температурі мостового споруди. п. 2.1.1.). На практиці настановний розмір визначають за допомогою спеціальних таблиць (додаються до даного типу шва), в яких дається залежність настановного розміру шва від температури прогонових будов (за яку, як правило, приймається температура навколишнього повітря).
Коли конкретний деформаційний шов для даного мостового споруди вже підібраний, при визначенні його настановного розміру слід виходити з того, що середина розрахункового діапазону переміщень прогонової будови повинна відповідати середині допустимого діапазону переміщень деформаційного шва. Практично, нам можна приймати за настановний розмір величину зазору деформаційного шва, що відповідає температурі навколишнього повітря, що дорівнює +10 про [2], при якій зазор деформаційного шва приблизно дорівнює половині розрахункового максимального зазору.
Приклад виконання лабораторної роботи
Міст: розрізний, виконаний за схемою 18+33+18 (рис. 15), габарит проїжджої частини Г-10.
Пролітна будова: бездіафрагмова каркасна залізобетонна при відстані між балками 1,7 м, повна ширина моста 12,5 м, розрахункова площа поперечного перерізу головних балок 3,15 м 2 момент інерції перерізу 0,0404 м 4 бетон балок класу В22,5.
Категорія дороги: ІІІ.
Кут установки деформаційного шва по відношенню до осі моста φ1: 0 про.
Кут між напрямком руху опорних частин і віссю моста φ2: 0 о .
Термін експлуатації: 1,5 роки.
Район розташування мосту: м. Саратов.
Температура в момент встановлення деформаційного шваTуст: +10 о .
Примітка: відстань від торцевих перерізів до надопірних приймати у всіх випадках рівним 0,3 м.
Мета роботи: визначити переміщення кінців прогонових будов, підібрати тип шва для переміщення.
1. Визначимо кліматичні характеристики району будівництва. Відповідно до табл. 1 і 2 СНиП 23-01-99 «Будівельна кліматологія» [3], для м. Саратова маємо:
Абсолютна мінімальна температура повітря, Тmax, ° С (табл. 1. [3]).
Абсолютна максимальна температура повітря, Тmin, ° С (табл. 1. [3]).
Розрахунковий діапазон зміни температур обчислюємо згідно з (1):
Температура установки деформаційного шва Туст дорівнює +10 про С.
2. Обчислюємо переміщення кінців прогонової будови.
Лінійні горизонтальні поздовжні і поперечні переміщення кінців пролітних будов, що сполучаються, рівномірні по довжині шва.
Відрівномірної зміни температури навколишнього середовища:
Оскільки прогонові будови залізобетонні, дія п. 5.10. СНиП 2.05.03-84* «Мости і труби» [6] ними поширюється. Тому розрахунок ведемо за формулою (2):
,
1,2 - коефіцієнт надійності для температурних впливів [2];
коефіцієнт температурного розширення, що дорівнює бетону б = 1·10 -5 К -1 ;
Δt - розрахунковий діапазон зміни температури для даноїмісцевості, обчислений вище (рівний 78 про С);
l- розрахункова довжина «ланцюга», з якою збираються переміщення (довжина частини моста, взятої між сусідніми нерухомими опорними частинами) дорівнюватиме:l= 18+33 = 51 (м). Третій проліт, довжиною 18 м, в розрахунку не враховуємо, оскільки деформаційний шов, що нас цікавить, розташований на ділянці 18+33 м (прольоти 1 і 2) між нерухомими опорними частинами, встановленими на опорах 0 і 2. Отже, переміщення від температурних впливів для деформаційного шва (Д. Ш.) збираються тільки з прольотів 1 та 2.
Від усадки та повзучості бетону.
Вік бетону на момент установки деформаційних швів дорівнює 1,5 року. Отже, необхідно враховувати повзучість бетону (оскільки Тб = 1,5 року 3 МПа = 28,5 · 10 9 Па;
F – площа поперечного перерізу прогонової будови;
Для прогонової будови 1:
Для прогонової будови 2:
Δ г вр.прод (+) = Δ г вр.прод (+)1 + Δ г вр.прод (+)2 = 0,002 + 0,003 = 0,005 (см)
Δ г вр.прод (-) = Δ г вр.прод (-)1 + Δ г вр.прод (-)2 = 0,002 0,003 = 0,005 (см)
Сумарне переміщення від дії гальмівної сили та сили тяги транспортних засобів:
Δ г вр.прод = Δ г вр.прод (+) + Δ г вр.прод (-) = 0,005 + -0,005 = 0,01 (см)
Оскільки міст не косий і кут між швом та напрямом руху опорної частини дорівнює 90°, приведення отриманих переміщень прогонових будов до переміщень деформаційного шва не потрібно.
Лінійні вертикальні відносні зсуви сполучених кінців пролітних будов, однакові по довжині шва.
Переміщення, що виникаютьпри підйомі прогонової будови на опорі.
Оскільки міст має прогонові будови із залізобетонними бездіафрагмовими балкамидовжиною 18 і 33 м, що більше 8,66 але не перевищує 33 м на відстані між балками 1,7 м, і при габариті Г-10, висота підйому в зоні установки деформаційних швів, визначена за табл.
Оскільки прогонові будови розрізні, необхідно враховувати переміщення від дії вертикальних тимчасових навантажень Δверт.
Переміщення від тимчасового навантаження буде максимальним при завантаженні 2 прольоту тимчасовим навантаженням, причому проліт 1 при цьому повинен бути незавантаженим.
Використовуючи формулу (19) для визначення Δверт від дії двох смуг тимчасового навантаження (А-11) у разі розрізної балкової прогонової будови, маємо:
,
lконс - консоль прогонової будови (відстань від надопорного перерізу до торцевого перерізу балки), що дорівнює за завданням 0,3 м;
l- відстань між місцями встановлення опорних частин прогонової будови,l= 33 - 2 · lконс = 33 - 2 · 0,3 = 32,4 м;
Е – модуль пружності бетону прогонової будови (бетон класу В22,5), рівний E = 28,5 · 10 3 МПа = 28,5 · 10 6 кПа;
J момент інерції перерізу, що дорівнює за завданням 0,0404 м 4 ;
ω, y1, y2 – площа та ординати лінії впливу опорної реакції для прогонової будови, визначені з рис. 17:
Мал. 17. Лінія впливу та її завантаження для прогонової будови завдовжки 33 м
Тоді Δверт дорівнює для другого прольоту:
Кутові переміщення в поздовжній вертикальній площині рівномірні по довжині шва.
Розглянуте кутове переміщення визначено вище (вираз йому укладено у дужки у попередній формулі). Воно одно: αверт =0,2536 рад.
Кутові переміщення в поперечній вертикальній площині, що викликають нерівномірні відносні зміщення пролітних будов, що сполучаються.
Кутові переміщеннязнайдемо з геометричних міркувань, з рис. 18. Оскільки відстань між осями балок 1,7 м, між осями крайніх балок відстань становитиме = 7·1,7 = 11,9 (м). Повна ширина мосту за завданням Вп = 12,5 м. Тоді довжина консольної частини плити:
Максимальна нерівномірність підйому сусідніх балок на опорі Δ1 = 0,17 см (табл. 5) за загальної нерівномірності в межах 2·Δ1.
Тоді тангенс кута нахилу становитиме:
У результаті вертикальне переміщення, з урахуванням отриманого кутового переміщення, дорівнюватиме:
Кутові переміщення в горизонтальній площині, як наслідок нерівномірних лінійних деформацій пролітних будов, що сполучаються, по довжині деформаційного шва.
Оскільки міст у плані розташований на прямий, тиск вітру та нерівномірний за перерізом нагрівання ми не розглядаємо, зазначені переміщення відсутні.
3. Підсумовуємо отримані переміщення за трьома основними напрямками.
1) Переміщення Δпрод.
Δт.прод - температурне переміщення, що дорівнює 4,84 см;
Δб.прод – переміщення від усадки та повзучості бетону, рівні 0,41 см;
Δ г вр.прод (+), Δ г вр.прод (-) переміщення від гальмування (сили тяги) транспорту, спрямовані на розтягування та стиснення суміжних прогонових будов відповідно, рівні в сумі Δ г вр.прод = Δ г вр. прод (+) + Δ г вр.прод (-) = 0,01 см.
Δпрод = 4,84 + 0,41 + 0,01 = 5,26 (см)
2) Переміщення Δверт.
Δ у вр.верт – сума вертикальних переміщень від тимчасового рухомого навантаження Δверт = 0,133 см та вертикальних переміщень від підйому прогонової будови на опорі з урахуванням нерівномірності цього підйому Δверт.кут. = 3,34 см,
Δверт = Δ у вр.верт = Δверт + Δверт.кут. = 0,133 + 3,34 = 3,47 (см)
3) Переміщення Δпоп.
Горизонтальніпоперечні переміщення поп не враховуються, оскільки міст не косий і кут між напрямком руху опорної частини дорівнює 0 про .
4. Добираємо деформаційний шов. Отримані розрахункові переміщення зведемо до таблиці (табл. 8):