Ортотропные плиты автодорожных мостов

ОРТОТРОПНЫЕ ПЛИТЫ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О КОНСТРУКЦИИ

В последние десятилетия в конструкциях автодорожных мостов для уменьшения их собственного веса широко применяется металлический настил, одновременно служащий в качестве проезжей части передающей временную нагрузку на главные несущие элементы, развитого верхнего пояса основной несущей конструкции, верхних и (или) нижних продольных связей. Такой настил состоит из листа, к которому с одной стороны приварена система продольных и поперечных ребер жесткости, в результате чего образуется достаточно жесткая ортотропная плита (рис. 1).

Рис. 1. Принципиальная конструкция коробчатого пролетного строения

с ортотропной плитой проезжей части и нижней ребристой плитой

1 – ортотропная плита; 2 – главная балка; 3 – связи между коробками; 4 – домкратная балка;

5 – связи меду балками; 6 – нижняя ребристая плита; 7 – поперечное ребро

В большинстве случаев металлический настил состоит из нескольких плит по длине и ширине пролетного строения моста (см. рис. 1). Горизонтальные листы плит, их продольные и поперечные ребра жесткости соединены сваркой или высокопрочными болтами (в отдельных проектах, с целью исключения монтажной сварки, не только ребра, но и листы настила между собой и с поясами балок соединены болтами).

В пролетных строениях в качестве ребер плит используют полосы (рис. 2) или профили – двутавровые балки, сварные или полученные при разрезке двутавров тавры, уголки, бульбо-профили, гнутые профили (трапецеидальные, треугольные, прямоугольные), разрезанные вдоль и целые швеллеры, сварные замкнутые профили и т.п. (рис. 3 и 4). Здесь следует отметить, что опыт изготовления на заводах плит с продольными ребрами различного профиля показал, что полосовые ребра с точки зрения технологичности их производства предпочтительнее, поэтому практически все изготовленные за последние годы рядовые плиты имеют полосовые продольные и тавровые поперечные ребра жесткости.

Рис. 2. Монтажная секция ортотропной плиты унифицированной конструкции

с продольными ребрами полосового сечения

Рис. 3. Монтажная секция ортотропной плиты

с продольными ребрами коробчатого сечения (мост через Волгу в Ульяновске)

Рис. 3. Монтажная секция проезжей части

с продольными и поперечными ребрами плиты таврового сечения

(балка жесткости вантового моста через Неву в Санкт-Петербурге)

Следует отметить, что лист настила плит работает под распределенной покрытием местной нагрузкой как пластинка-мембрана, опертая на продольные ребра. Продольные ребра работают совместно с листом настила в качестве элементов проезжей части, преимущественно на изгиб от местной нагрузки, и в составе балки жесткости преимущественно на осевые силы. Элементы ортотропных плит рассчитывают на местные вертикальные нагрузки, а полученные усилия суммируют с усилиями от работы плиты в составе балки жесткости. Действительная работа ортотропной плиты под местной нагрузкой имеет ярко-выраженный пространственный характер.

С учетом того, что удельный вес ортотропных плит в объеме производства некоторых заводов достигает 25%, проектными организациями и заводами по изготовлению мостовых конструкций проведена унификация параметров плит, позволяющая повысить оснащенность технологического процесса их изготовления и уменьшить количество переналадок заводских кондукторов.

Ниже представлены некоторые утвержденные к применению параметры рядовых плит:

1. Ширина листа настила – 2480 мм (в обоснованных случаях одна из плит между главными балками может быть принята меньшей ширины);

2. Минимальная толщина листа настила определяемая не прочностью, а жесткостью, для обеспечения трещиностойкости дорожного покрытия – 12 мм (в обоснованных случаях возможно увеличение толщины настильного листа отдельных поперечных рядов ортотропных плит до 14, 16, 20 мм с изменением толщины в монтажных стыках). Во всех случаях, упругие прогибы листа должны быть не более 1/300´а – пролета, равного расстоянию между линиями опирания настила на продольные ребра;

3. Длина листа настила – 10 500 мм;

4. Длина продольных ребер жесткости – 10300 мм;

5. Расстояние по осям продольных ребер жесткости – 300 мм; 350 мм. Этот размер принимается единым для всех плит пролетного строения;

6. Высота полосовых продольных ребер жесткости – 180мм;

7. Толщина полосовых продольных ребер жесткости – 14 мм (в обоснованных случаях при толщине настильного листа до 20 мм толщина продольных ребер жесткости может быть равной толщине настильного листа);

8. Высота тавровых поперечных ребер жесткости – 640 мм; 720 мм; 800 мм (в обоснованных случаях высота тавровых ребер жесткости может быть увеличена на значение, кратное 80 мм). Этот размер принимается единым для всех плит пролетного строения;

9. Расстояние между тавровыми поперечными ребрами жесткости – 3000 мм, 3500 мм. Этот размер принимается единым для всех плит пролетного строения;

10. Монтажные соединения – настильные листы на сварке, продольные и поперечные ребра жесткости на высокопрочных болтах.

Подготовлено с использованием материалов:

Мамлин Г.А. Изготовление конструкций стальных мостов. – М.: Транспорт, 1976. – 360 с.