Страница 4: ВСН 32-89. Инструкция по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений эксплуатируемых автодорожных мостов (46713)

Примечание. Изгибающие моменты в плитах от нагрузки, распределенной по площадке, приведены по данным акад. Б.Г. Галеркина.

Рис. 9. Схема положения площадки загружения на плите

Таблица 9*

* Таблица составлена по данным нам техн. наук Е. Л. Крамера.

Рис 10. Схемы загружения концевого участка пролетного строения:

а - общий вид концевого участка; б - сетка конечных элементов; в - загружение плиты сосредоточенной нагрузкой;

1 - шарнирное опирание; 2 - жесткая заделка; 3 - свободный край

4.13. Учет защемления по контуру производят при помощи коэффициентов 0,75 для опорных моментов и 0,525 - для моментов в пролете. Расчетные значения Ма и Мв в тс·м/м, отнесенные к полосе шириной 1 м, получают умножением заданной сосредоточенной силы Р (в тс), распределенной по площадке с размерами а1 и в1 на коэффициенты в табл. 8.

4.14. Поперечные силы от равномерно распределенной по плите нагрузки находят после распределения ее по двум направлениям как для простои балки в соответствии с п. 4.11.

4.15. Поперечные силы от сосредоточенных сил находят как для плит, опертых двумя сторонами при наиболее невыгодном загружении. Рабочую ширину плиты принимают равной а1 и в1 в зависимости от направления расчетного пролета.

4.16. Для концевых участков бездиафрагменных пролетных строений возможны три расчетные схемы балочных плит: с жестко заделанными продольными гранями, с шарнирным опиранием продольных граней и жестким закреплением одной боковой грани (консольная плита).

4.17. Значения коэффициентов Ki (i=1, 2, ...., 10) для определения прогибов плиты ω, поперечных сил Qх, Qy и изгибающих моментов Мх и My при различных условиях ее опирания приведены в табл. 9.

Для нагрузки, равномерно распределенной по всей поверхности плиты или на части ее по длине, a>b, или a≥b (рис. 10, а, б)

Для сосредоточенного груза Р (тс) или для нагрузки, равномерно распределенной на площадке размером λ; 0,5λ для балочной плиты и 0,5λ; 0,5λ для консольной (рис. 10, в):

Е - модуль упругости плиты, тс/м2; h - толщина плиты, см.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ ОТ ВРЕМЕННЫХ НАГРУЗОК В ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЯХ С ДЕФЕКТАМИ

5.1. Усилия от временных нагрузок в пролетных строениях с дефектами определяют как расчетным путем, так и экспериментально-теоретическими методами. При этом используются расчетные положения разд. 4.

Расчетный метод следует применять в случаях возможности вычисления действительной жесткости элементов системы, имеющих дефекты, и возможности выбора конкретной расчетной схемы при наличии разрушений отдельных связей в пространственной системе пролетного строения и ее расчета.

Экспериментально-теоретический метод используют в случаях, когда дефекты пролетного строения и его элементов не могут быть учтены расчетным методом.

5.2. При экспериментально-теоретическом методе определения усилий в главных балках пролетного строения используют натурные поперечные линии влияния прогибов, кривизн или относительных удлинений (на уровне центра тяжести растянутой арматуры), полученных по результатам испытания моста. Результатом обработки этих данных являются ординаты линии влияния коэффициентов поперечного распределения усилий в середине пролета главных балок.

5.3. Средние значения ординат линий влияния коэффициентов поперечного распределения моментов определяют в условиях обеспечения максимальной точности фиксации деформаций приборами. Для оценки достоверности значений ординат линий влияния коэффициентов поперечного распределения пролетное строение принимают состоящим из n одинаковых балок (рис. 11).

5.4. Пролетное строение загружают одной и той же нагрузкой при разном ее положении с номерами установок К=1, 2, ..., m, где m - общее число загружений. Для каждой установки совершается N повторных наездов с номерами j=1, 2,…, N.

5.5. Число установок нагрузки m на поперечном сечении проезжей части пролетного строения должно быть не менее пяти. Установки назначают симметрично относительно оси пролетного строения, а крайние установки - как можно ближе к бордюрам.

При каждом j-м наезде, соответствующем k-й установке, в i-й балке измеряют ее прогиб ωik, кривизны ωijik(j), или относительного удлинения на уровне центра тяжести арматуры εik(j).

Рис. 11. Натурные поперечные линии влияния и их загружение временной нагрузкой

5.6. Наибольшие усилия от испытательной нагрузки во всех несущих элементах не должны превосходить значений [S]1k, вычисленных по разд. 3 для одиночной нагрузки и поделенных на 1,2, а в середине пролета главных балок также должны быть не менее 0,6 от допустимого момента.

5.7. Коэффициент поперечной установки Kq(i) при определении усилий в главных балках по данным натурных испытаний вычисляют по формуле:

где  - выражение, учитывающее разницу в ширине колеи испытательной сn и эталонной c0 нагрузок (см. рис. 11);  - коэффициент, принимаемый для средних балок:  =0,15 при β>1,2; α=0 при β<0,3; ??=( β/6-0,05) при 0,3≤ β≤1,2; для крайних балок =0; β - см. п. 4.5; ,  - ординаты натурной поперечной линии влияния коэффициента распределения усилий по характерным деформациям для i-й балки, взятые под центрами тяжести колонн (машин) эталонной нагрузки;  - предельная относительная погрешность суммы (); ,  - предельные относительные погрешности ординат ,  определяют по поперечным линиям влияния предельных относительных погрешностей.

5.8. Для построения поперечных линий влияния коэффициентов распределения усилий между балками и их предельных относительных погрешностей по данным испытания базовые ординаты, соответственно  и  вычисляют по формулам:

;

,

где

 - ордината натурной поперечной линии влияния характерной деформации i-й балки в середине пролета при j-м наезде в точку k (см. рис. 11);

k = 1, 2, ..., m - номера установок (положений центра тяжести) испытательной нагрузки при построении натурных поперечных линий влияния характерных упругих деформаций; m - общее число установок испытательной нагрузки поперек моста; j = 1, 2, ..., Ny - номера условных наездов испытательной нагрузки на каждую точку k; Ny = NдP - число условных наездов на каждую точку k; Nд - число действительных наездов на каждую точку К; Р - число комплексов приборов, фиксирующих характерную деформацию в одной балке (или расчетной полосе для монолитных плитных пролетных строений) при одном действительном наезде; taik - параметр, определяемый по таблице распределений Стьюдента при числе степени свободы v=Ny - 1 и надежности γ=0,95 (табл. 10); tu - то же, при v=Nym - 1 и γ=0,95.

5.9. В качестве характерных упругих деформаций aik(j) обязательно принимают упругие прогибы ωik(j), если это позволяют условия испытаний (малая глубина воды, отсутствие сильного течения, сильного ветра). В этом случае Р равно числу прогибомеров, фиксирующих прогиб одной точки. Число прогибомеров Р в каждом контролируемом сечении главной балки должно быть увязано с числом наездов Nд нагрузки при одной и той же установке так, чтобы их произведение было Ny= NдP≥6, но не менее двух прогибомеров с ценой деления не более 0,1 мм.

В монолитном плитном пролетном строении нижнюю грань разбивают на расчетные полосы шириной не более 1,5 м. Число приборов на каждой полосе аналогично вышеизложенному.

5.10. При отсутствии условий для надежного измерения прогибов в качестве характерных упругих деформаций принимают:

а) для ребристых пролетных строений - упругие кривизны ω"ik(j); при определении кривизны на обеих боковых гранях балок выделяют два уровня: центр тяжести растянутой арматуры и уровень, близкий к сжатой грани сечения;

б) для ребристых сборных пролетных строений с соединением балок только по диафрагмам - упругие кривизны ω"ik(j) или упругие относительные удлинения на уровне центра тяжести растянутой арматуры ε(ac)ik(j) по обеим боковым граням ребра;

в) для сборных плитных пролетных строений упругие относительные удлинения εik(j) на уровне нижней грани плит;

г) для монолитных плитных пролетных строений упругие приведенные относительные деформации εпрik(j)на уровне нижней грани плиты (п. 5.13).

Таблица 10