Балочные пролетные строения с ортотропной плитой проезжей части

Лекция 7

Балочные пролетные строения с ортотропной плитой проезжей части.

Область применения:

- оптимальны в диапазоне от 63 до 150 м, однако при определеннных условиях могут быть целесообразны и при пролетах 15…30 м, а также в отдельных случаях до 200 м (мост через Енисей в Красноярске).

Появились ортотропные плиты в Германии после второй мировой войны, когда вопрос экономии материала стоял очень остро. Включение в совместную работу с главными балками материала ортотропной плиты позволяло сэкономить металл и более эффективно его использовать.

Появлению ортотропных плит также способствовало совершенствование технологии сварки, в особенности появление сварочных автоматов, а также появление теорий расчета.

Первый опыт эксплуатации ортотропных плит обнаружил два недостатка – малую усталостную прочность стали в конструкции плиты и разрушение асфальтобетонного покрытия на плите. Этим двум недостаткам ортотропной плиты были посвящены годы исследований и в настоящее время создан ряд рекомендаций для уменьшения этих неблагоприятных факторов.

Конструкция.

В общем случае ортотропная плита состоит из листа настила, подкрепленного продольными и поперечными ребрами. Продольные ребра иногда называют стрингерами, а поперечные ребра также иногда называют поперечными балками.

Продольные ребра могут быть любого поперечного сечения – полосовые, коробчатые, уголковые, тавровые, полособульб и т.п.

Поперечные ребра выполняют, как правило, таврового сечения.

Полосовые продольные ребра выпускались за рубежом с 1947 года до середины 50-х годов. В настоящее время за рубежом их уже не делают, у нас до сих пор применяют.

Достоинство у полосовых ребер одно – простота изготовления и монтажа.

Недостатков много – малая крутильная жесткость, недостаточно высокая изгибная жесткость, что требует их частой установки. Как следствие малой жесткости, низкая долговечность покрытия проезжей части.

Параметры полосовых ребер – высота не менее 180…200 мм, толщина не менее 12 мм, рекомендуемый шаг ребер 300…320 мм при толщине листа настила не менее 12 мм, в последние годы, в связи с появлением нагрузки А14, толщина листа назначается не менее 14 мм.

Параметры поперечных ребер определяются расчетом плиты на местную нагрузку (высота ребра, сечение нижнего пояса и толщина стенки), а шаг поперечных ребер назначается обычно в интервале 2,5…3,5 м.

Поперечное сечение пролетного строения путепровода через железную дорогу на Красносельском шоссе.

Расчеты ортотропных плит основаны на предпосылке замены реальной плиты балочным ростверком, где продольные ребра рассматриваются как неразрезные балки на упругих опорах.

До конца 80-х годов определение усилий в ортотропных плитах выполнялось вручную, по таблицам Гомберга. При расчленении плиты на балочную клетку лист настила аппроксимируется непрерывной системой, с приведенной жесткостью на погонный метр ширины плиты. При этом для поперечного ребра это 0,2L, но не более l, где l – расстояние между поперечными ребрами. Методика расчета плиты хорошо изложена в книге Корнеева М.М.

На практике для расчета плиты на местные нагрузки применяются программные средства, позволяющие создать пространственную модель плиты, которая загружается сосредоточенными нагрузками, моделирующими временную нагрузку.

Из расчета на местные нагрузки получаем напряжения в листе настила