Развитие конструктивных форм пролётных строений транспортных эстакад из сборного железобетона тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.11, кандидат наук Пушков, Никита Михайлович

  • Пушков, Никита Михайлович
  • кандидат науккандидат наук
  • 2013, Москва
  • Специальность ВАК РФ05.23.11
  • Количество страниц 170
Пушков, Никита Михайлович. Развитие конструктивных форм пролётных строений транспортных эстакад из сборного железобетона: дис. кандидат наук: 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей. Москва. 2013. 170 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Пушков, Никита Михайлович

Оглавление

Введение

1. Исторический анализ известных конструктивных форм транспортных эстакад

1.1 .Пролётные строения мостов из сборного железобетона

1.2.Несущие конструкции транспортных эстакад из сборного железобетона над путями рельсового транспорта и автомагистралями

1.3.Выводы по главе 1

2. Новые конструктивные решения транспортных эстакад из сборного железобетона

2.1.Конструкции диафрагм и монтажных соединений продольных балок пролётного строения с поперечными диафрагмами

2.2.Усиление приопорных зон пролётных строений транспортной эстакады

2.3.Несущие конструкции двухуровневых галерей для возведения над существующими транспортными магистралями

2.4.Выводы по главе 2

3. Особенности технологии монтажа пролётных строений с поперечными сборными диафрагмами

3.1.Структура соединений элементов монтируемых пролётных строений, минимизирующая влияние процесса реконструкции на функционирование надстраиваемой магистрали

3.2.Антикоррозионная защита трубчатых соединений

3.3.Выводы по главе 3

4. Расчётные математические модели для анализа напряжённо-деформированного состояния композитных пролётных строений транспортных эстакад с поперечными сборными диафрагмами

4.1.Глобальная конечно-элементная линеаризованная модель пролётного строения со сборными диафрагмами

4.2.Конечно-элементная модель стыкового соединения сборных элементов

4.3.Выводы по главе 4

5. Вычислительная технология учёта нелинейного деформирования железобетона в балочных конструкциях

5.1.Разработка расчётного алгоритма анализа деформирования сечений железобетонных несущих элементов

5.2.Взаимодействие разработанной вычислительной технологии с линеаризованной расчётной моделью метода конечных элементов

5.3.Выводы по главе 5

Заключение

Приложение А (справочное). Затраты на материалы на возведение эстакады-галереи над однопутной неэлектрифицированной железнодорожной

линией

Приложение Б (справочное). Результаты расчётов пролётных строений

Приложение В (справочное). Эффект виляния промежуточных поперечных диафрагм на перераспределение усилий в главных балках пролётного

строения при действии нормативной нагрузки Н14

Приложение Г (справочное). Эффект виляния промежуточных поперечных диафрагм на перераспределение усилий в главных балках пролётного

строения при действии нормативной нагрузки А14

Приложение Д (справочное). Эффект виляния промежуточных поперечных диафрагм на перераспределение усилий в главных балках пролётного строения при действии нагрузки А14, расчётный случай для крайней балки пролётного строения

Приложение Е (справочное). Напряжения в замыкающих элементах промежуточных поперечных диафрагм при нормативной нагрузке Н14

Библиографический список

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей», 05.23.11 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие конструктивных форм пролётных строений транспортных эстакад из сборного железобетона»

Введение

Актуальность и степень разработанности темы исследования.

В настоящее время в Российской Федерации и в других странах эксплуатируются и продолжают возводиться городские транспортные эстакады и развязки. Известная для таких объектов городской инфраструктуры идея об эффективности надстройки существующих железнодорожных магистралей, например, Московского узла, автодорожными галереями и даже зданиями более сложной структуры, признаётся вполне перспективной, но требующей существенного развития как конструктивных форм, так и технологий возведения по существу нового для России класса инженерных сооружений. Сложившаяся практика показывает, что во многих случаях эстакады различных пролётов, протяжённости и формы в плане сооружаются из монолитного железобетона и сталежелезобетона. Вместе с тем, сборность таких конструкций позволила бы возводить эти сооружения в кратчайшие сроки на наиболее ответственных участках надстраиваемых магистралей, в том числе, при сохраняющемся интенсивном движении транспортных средств, а также там, где недостаточно территорий для организации больших площадок строительства.

Диссертация посвящена вопросам развития конструктивных форм пролётных строений транспортных эстакад-галерей из железобетонных монтажных элементов заводского изготовления, что в целом сводит к минимуму объёмы работ непосредственно на строительных площадках.

В Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) в 2012 г. разработана новая конструкция универсального соединения монтажных железобетонных элементов с помощью специальных закладных деталей [26]. Принцип стыковки состоит в объединении монтажных элементов замыкающими трубчатыми элементами, проходящими через соосные трубчатые отверстия, образованные закладными деталями в стыкуемых элементах [26]. Такая конструкция

сводит к минимуму объёмы работ по омоноличиванию, что существенно повышает темпы возведения сборных конструкций.

Индустриальные методы возведения мостовых конструкций из сборного железобетона определяются заводским изготовлением важнейших несущих элементов мостовых железобетонных конструкций опор и пролётных строений и их поточным монтажом на площадках строительства мостовых переходов и городских транспортных развязок. В то же время, одним из «слабых мест» любых сборных железобетонных конструкций справедливо считаются узлы стыковки монтажных элементов. При этом анализ возможности применения стальных замыкающих трубчатых элементов для соединения монтажных элементов сборных железобетонных пролётных строений автодорожных мостов не проводился. Развитие и обоснование математическим моделированием конструктивных форм железобетонных элементов сборных мостовых конструкций, для стыковки которых применяется техническое решение, сочетающее в себе простоту и сжатые сроки монтажа, а также достаточную несущую способность на стадии эксплуатации, является задачей актуальной и востребованной для практического использования.

Объект исследования - конструктивно-технические решения сборных железобетонных конструкций для мостовых сооружений.

Предмет исследования - стыковые соединения монтажных элементов сборных железобетонных пролетных строений автодорожных мостов. Цели и задачи исследования.

Цель исследования — является разработка и обоснование конструктивных форм монтажных элементов сборных железобетонных пролётных строений автодорожных эстакад-галерей, стыкуемых с помощью стальных замыкающих трубчатых элементов, и разработка оптимальной по размерности расчётной математической модели таких монтажных соединений. В работе решены следующие задачи: - выполнен анализ существующих конструктивных решений сборных железобетонных автодорожных пролётных строений мостов и двухуровневых эстакад в целом;

- изучены применяемые и перспективные решения стыковых соединений сборных железобетонных конструкций для последующей разработки новых конструкций монтажных элементов;

- разработаны новые конструктивные формы железобетонных монтажных элементов, стыкуемых с помощью стальных замыкающих трубчатых элементов, для пролётных строений автодорожных эстакад с промежуточными поперечными диафрагмами и для надстройки существующих магистралей эстакадами второго уровня и галереями;

- разработаны расчётные математические пространственные модели автодорожного пролётного строения с промежуточными поперечными диафрагмами для оценки работы промежуточных поперечных диафрагм;

- разработана оптимальная по размерности расчётная математическая пространственная модель замыкающего трубчатого элемента для оценки напряженно-деформированного состояния стальных замыкающих трубчатых элементов;

- разработано программно-математическое обеспечение для расчёта поперечных сечений железобетонных элементов на косой изгиб и плоский поперечный изгиб с учетом требований действующих нормативных документов;

- раскрыто влияние промежуточных поперечных диафрагм на перераспределение усилий между главными балками пролётного строения;

- предложена последовательность монтажа новых сборных конструкций железобетонных пролётных строений, сводящая к минимуму ограничения движения поездов по надстраиваемой магистрали в процессе строительства. Научная новизна исследования.

- Проведен анализ возможности стыковки монтажных элементов железобетонного пролётного строения при помощи замыкающих трубчатых элементов без омоноличивания стыкового соединения.

- Разработаны пространственные математические модели нового железобетонного пролётного строения автодорожного моста с промежуточными сборными поперечными железобетонными диафрагмами для оценки общей

работы конструкции, для выявления наиболее нагруженных монтажных элементов и для моделирования работы новых стыковых соединений.

- Разработаны геометрические и структурные характеристики монтажных элементов эстакады-галереи для надстраивания действующей магистрали с минимальным ограничением движения по ней транспорта. Методология и методы исследования.

Методологической базой исследований является анализ литературных источников по конструкциям сборных железобетонных мостовых сооружений.

В теоретических и численных исследованиях, выполненных в работе, использованы общие методы теории упругости и теории железобетона, методы математического моделирования конструктивных элементов.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций определяется соответствием результатам экспериментальных и теоретических исследований в данной области других авторов, известным принципам построения расчетных моделей метода конечных элементов, требованиям действующих нормативных документов, а также результатам, полученных с использованием сертифицированного программного обеспечения.

Практическая значимость и реализация работы.

- Предложенные в диссертационной работе новые монтажные элементы для транспортных сооружений, включающих сборный железобетон, предназначены для изготовления на заводах железобетонных мостовых конструкций и могут использоваться для разработки новых технических решений мостовых сооружений и модификации существующих типовых проектов балочных железобетонных пролетных строений.

- Конструкция стыкового соединения, использованного при разработке новых монтажных элементов, сводит к минимуму объёмы работ по омоноличива-нию стыков, что существенно повышает темпы возведения мостового сооружения в целом.

- Геометрия и технология установки разработанных монтажных элементов не требуют какого-либо нестандартного оборудования или специальной ква-

лификации персонала на площадке строительства.

- Разработанные расчётные математические модели пролётных строений автодорожных мостовых сооружений из сборного железобетона могут быть использованы проектными организациями, занимающихся проектированием мостовых конструкций, а также учреждениями, ведущими научное сопровождение проектирования объектов транспортного строительства.

- С помощью компьютерных программ, разработанных в диссертации, и сертифицированных программ проведен сравнительный анализ пространственных расчётных схем сборных железобетонных пролётных строений мостов для нескольких уровней сгущения сетки конечных элементов. На основании серии проведённых расчётов были выработаны практические рекомендации по выбору оптимального уровня сгущения сетки конечных элементов в зависимости от задач конкретного расчёта.

- Подана заявка в Роспатент РФ на изобретение «Пространственная балочная конструкция из сборного железобетона» №2013152895 с приоритетом от 29.11.2013 г в соавторстве с В.М. Фридкиным, И.В.Нестеровым, Т.В. Шепитько, В.А. Грудским.

Апробация работы. Основные научные положения работы доложены:

- на научно-практической конференции «Неделя науки-2010. Наука - транспорту» (МИИТ). Москва 2010 г.

- на 69 Научно-методической конференции (МАДИ). Москва 2011 г.,

-на научно-практической конференции «Неделя науки-2013. Наука - транспорту» (МИИТ). Москва 2013 г. На защиту выносятся:

- новые конструктивные решения автодорожного сборного железобетонного пролётного строения с промежуточными поперечными диафрагмами, двухуровневой эстакады-галереи из сборного железобетона и варианта усиления надопорной зоны пролётного строения из сборного железобетона, в которых для стыковки монтажных элементов используются стальные замыкающие трубчатые элементы без омоноличивания стыкового соединения;

- новая расчётная математическая модель пролётного строения с промежуточными поперечными диафрагмами, в которой диафрагмы моделируются стержневыми конечными элементами без учёта замыкающих трубчатых элементов;

- новая расчётная математическая модель пролётного строения с промежуточными поперечными диафрагмами, в которой диафрагмы моделируются пластинчатыми конечными элементами, а замыкающие трубчатые элементы моделируются стержневыми конечными элементами;

- новая расчётная математическая модель замыкающего трубчатого элемента, в которой стыкуемые монтажные элементы моделируются стержневыми конечными элементами эквивалентной жесткости и пластинчатыми конечными элементами;

- результаты сравнительного анализа разработанных расчётных математических моделей.

Публикации.

По материалам выполненных исследований опубликовано 6 работ, из них 4 в издании, рекомендуемом ВАК РФ для кандидатских диссертаций. Объём работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, включающего в себя 93 наименования. Общий объём диссертации составляет 170 страниц печатного текста, включая 71 рисунок, 10 таблиц и 6 приложений.

1. Исторический анализ известных конструктивных форм

транспортных эстакад

1.1. Пролётные строения мостов из сборного железобетона

Применение сборного железобетона позволяет осуществлять возведение малых и средних мостов индустриальными методами, благодаря существенному снижению трудоёмкости строительно-монтажных работ и сокращению продолжительности строительства мостовых сооружений по отношению к возведению конструкций в монолитном исполнении, как отмечалось, например, в трудах [37, 59, 74]. Индустриализация строительства в данном случае в первую очередь определяется заводским изготовлением важнейших несущих элементов мостовых железобетонных конструкций опор и пролётных строений и их поточным монтажом на площадках строительства мостовых переходов и городских транспортных развязок. Эффективность доступности организации поточного метода возведения, в первую очередь автодорожных мостов, определяется тем, что мосты полной длиной до 60 м признаются, например, в работе (1985 г., [59]) «...наиболее распространенным видом искусственных сооружений на автомобильных дорогах». Это положение может стать актуальным в дорожном строительстве России и в настоящее время.

Первые железобетонные мосты появились в СССР в 20-е и 30-е годы XX века. Как правило, эти мосты имели арочные монолитные пролётные строения [37]. Вместе с тем, в 50-е годы XX века, в рамках общих тенденций развития строительного комплекса страны, получила мощное развитие промышленность сборного железобетона [12]. В итоге к началу 80-х годов, как отмечается в работах [37, 74], для пролётных строений автодорожных и городских мостов длиной до 150 м использовались преимущественно сборные железобетонные или стале-железобетонные конструктивные элементы заводского или полигонного изготовления по типовым и в меньшей мере индивидуальным проектам. В настоящее время, в основном по технологическим соображениям, применяются конструкции как из монолитного и сборно-монолитного, так, реже, и из сборного железобето-

на. Тем не менее, необходимо отметить в целом негативный исторический опыт применения сборного железобетона, поскольку исключительно высокие темпы строительства достигались, к сожалению, в ущерб долговечности возводимых сооружений.

Весьма распространены крупногабаритные железобетонные балочные несущие элементы прямоугольного, таврового, двутаврового (как правило, до 33 м), или коробчатого сечения (свыше 63 м,), широко применяемые в конструкциях промышленного, транспортного и гражданского строительства, воспринимающие собственный вес и вес оборудования, а также широкий спектр кратковременных внешних нагрузок и воздействий. При этом для пролётов 33-63 м применяются плитно-ребристые конструкции (например, для мостов - блоки ПРК ЦНИИС, рисунок 1.1) [14].

Такие элементы в качестве монтажных блоков производятся в промышленных масштабах по типовым или индивидуальным проектам заводами железобетонных изделий, что обеспечивает их достаточно широкое применение при относительно низкой стоимости. Однако в ряде случаев использование указанных технических решений оказывается весьма трудоёмким или нерациональным с точки зрения затрат и повышенной строительной высоты пролётных строений при перекрытии значительных пролётов. В частности, это относится к возведению пролётных строений на кривых, съездах, с переменной шириной проезжей части на автодорожных мостах, путепроводах и транспортных развязках [14]. Оптимизация конструкций данных сооружений обычно достигается применением монолитного железобетона или различным конструктивными решениями соединения сборных балочных конструкций. Кроме того, используется встраивание диафрагм для повышения общей жесткости пролётного строения или перекрытия.

Получили широкое распространение балочные пролётные строения и строительные конструкции перекрытий из монолитного железобетона, сооружаемые на строительной площадке объекта или непосредственно в проектном положении. Среди таких объектов можно привести ряд многопролётных путепроводов и транспортных развязок на Московской кольцевой автодороге постройки второй половины 90-х годов XX века и на современных развязках и реконструируемых московских «вылетных магистралях». В таких сооружениях применялись и применяются плитные, ребристые, плитно-ребристые и коробчатые пролётные строения из монолитного железобетона с длиной пролётов порядка 20-60 м. Отношение высоты пролётного строения к длине пролёта составляет от 1/14 до 1/25 (рисунок 1.2). При этом дополнительно в коробчатых пролётных строениях устраивались (например, на МКАД) диафрагмы над опорами, которые представляют собой сплошные стенки толщиной 180 см из монолитного железобетона [14]. Подобные конструкции предоставляют широкие возможности для индивидуального проектирования, однако трудоёмкость и сроки их возведения в ряде случаев существенно выше по сравнению с аналогами из сборного железобетона.

Рисунок 1.2 - Поперечное сечение балки пролетного строения путепровода через МКАД (11-й км Новорязанского шоссе) [14]

В статье В.М. Фридкина «Новый сборный железобетон как перспективное направление создания инженерных сооружений XXI века» (подготовлена к печати в журнале «Промышленное и гражданское строительство») ситуация объясняется тем, что «...при монолитном исполнении весьма трудоёмко и затратно использование геометрически и конструктивно сложных, малооборачиваемых и, как пра-

вило, неинвентарных опалубок и недостаточно производительного ручного труда для установки арматуры и бетонирования». Кроме того, там же подчеркивается, что «...во всех случаях применения монолитного железобетона необходимо и, вместе с тем, сложно корректно учитывать существенную изменчивость во времени физико-механических характеристик бетонов и связанных с этим изменений во времени геометрии возводимых конструкций». Для конструкций в сборном исполнении сложность обеспечения точности, высокой надежности и большой долговечности конструктивных форм инженерных сооружений связывается так же с трудоёмкостью омоноличивания монтажных соединений.

В качестве несущих элементов из сборного железобетона наибольшее распространение получили плитные и ребристые унифицированные балки [74]. Как правило, плитные пустотные конструкции применяются при возведении пролётных строений до 18-24 м. Характерные плитные пролётные строения, выполненные, к примеру, по типовому проекту [66] (рисунок 1.3), состоят из блоков, армированных предварительно напрягаемой арматурой, которые имеют высоту от 0,3 до 0,75 м и содержат полости круглого или овального поперечного сечения. Согласно данному проекту [66], «...совместная работа блоков обеспечивается шпоночным соединением из бетона марки 400».

Вместе с тем, в методических рекомендациях СоюзДорНИИ [44] отмечаются повышенные материальные и трудовые затраты, связанные с предусмотренным технологией омоноличиванием швов между плитами на строительной площадке и устройством многослойной одежды ездового полотна. Там же указывается на не-

Рисунок 1.3 - Плитное пролетное строение (типовой проект 3.503-12, вып. 16)

оправданность таких затрат при строительстве мостов на дорогах низких категорий.

В качестве варианта для малых мостов дорог низких категорий, исключающего необходимость бетонирования на строительной площадке, СоюзДорНИИ предложена конструкция [44] из не объединяемых между собой сводчатых плит длиной 12 м без устройства одежды ездового полотна (допускается установка впоследствии) (рисунок 1.4). При этом в [44] уточняется, «...чтобы предотвратить самопроизвольную раздвижку сводчатых плит, к стальным уголкам на их торцах необходимо приварить арматурные стержни из стали класса А-1 (диаметр 20 мм, длина 680 мм), а к закладным деталям на насадках опор - стальные уголки». В продольном направлении рекомендуется объединять блоки смежных пролётов в температурно-неразрезную схему с помощью соединительного стального стержня, который проходит по всей ширине пролётного строения. Стержень располагается в зазоре между сводчатыми плитами и приварен вразбежку к закладным деталям в верхней части торцов сводчатых плит [44].

Ребристые железобетонные балки имеют, как правило, тавровое или двутавровое поперечное сечение. Такая конструкция позволяет свести к минимуму объем бетона растянутой зоны, оставив максимум в сжатой зоне верхней плиты (рисунок 1.5). Ребристые балки таврового сечения с обычной рабочей арматурой, согласно типовому проекту [67], имеют длину 12, 15 или 18 м (согласно укрупненному модулю длины, принятому в 1962 г., [74]) при высоте 0,9 м. Для повы-

шения технологичности производства, а именно удобства извлечния из опалубки, ребра таких балок могут иметь наклонные стенки. Балки больших пролётов (до 33 м) имеют, как правило, двутавровое сечение для размещения пучков напрягаемой арматуры [68]. «...Объединение балок в пролётное строение производится обетонированием выпусков из плиты проезжей части, включая добетонирование консолей плиты крайних балок, служащих тротуарами» [67]. Балки подобной конструкции, адаптированные под современную нагрузку А14 вместо All (в частности, за счет увеличения высоты балок до 1,1 м) выпускаются по настоящее время рядом отечественных заводов железобетонных мостовых конструкций.

таврового и двутаврового поперечного сечения При этом для повышения уровня индустриализации отмечена тенденция к уменьшению числа несущих продольных балок при их укрупнении и увеличении расстояния между ними [74]. Для бездиафрагменных балок максимальное расстояние между их осями ограничено 2,5 м. Превышение этой величины для таких конструкций приводит к неоптимальному увеличению толщины и армирования балочных стенок и к угощению плиты проезжей части, что объясняется неравномерностью работы бездиафрагменных тавровых балок, так как «...объединение только по плите проезжей части не обеспечивает поперечной жесткости, из-за чего плита не одинаково напряжена по сечению пролётного строения» [74].

Известны различные соединения типовых сборных балочных пролётных строений в продольном направлении путем омоноличивания стыков (в итоге конструкция работает по неразрезной схеме), а также путем создания температурно-неразрезной схемы работы (рисунок 1.6).

У//г//л------------

Г« УЛКГЮШК

1

МЫ.

1 \

Рисунок 1.6 - Варианты омоноличивания пролетных строений

В частности, известна конструкция, «...включающая сборные плитно-ребристые балки с поперечными монолитными железобетонными стыками и соединительную плиту, выполненную с зазором относительно ребер балок в надо-порных участках. Соединительная плита оперта по своим концам посредством опорных частей на ребра балок, по длине пролётного строения отделена от плиты балок посредством вертикальных зазоров, в которых расположены вертикальные прокладки, преимущественно резинометаллические, в продольном направлении соединительная плита соединена с плитой балок посредством горизонтальных стержней, имеющих защитную упругую оболочку в вертикальных зазорах...» [52] (рисунок 1.7). Подобные конструктивные схемы позволяют достичь существенного снижения усилий в главных балках, однако учитывают совместную работу несущих конструкций только в продольном направлении, что может быть недостаточным для перекрытий, ширина которых сопоставима с длиной, а также для достаточно широких автодорожных путепроводов и путепроводов, расположенных на кривых.

Рисунок 1.7 — Температурно-неразрезное пролетное строение (патент 1Ш 2 296 193 С1)

В качестве способа решения задачи равномерного распределения нагрузки между продольными несущими балками в работе [74] предлагается организовать перекрестную в плане несущую структуру путем объединения продольных балок поперечными диафрагмами.

Поперечные диафрагмы использовались в сборных конструкциях железобетонных пролётных строений начиная с середины XX века. Так, в типовом проекте [70] предлагается перекрестная несущая структура, которая состоит из продольных балок таврового сечения (пролёты от 7,5 до 20 м) и поперечных диафрагм (рисунок 1.8). Расстояние между осями балок составляет 140 см. При этом, диафрагмы выполнены как часть предварительно изготавливаемого монтажного элемента продольной балки. Другими словами, такой монтажный элемент включает в себя балку (крайнюю или промежуточную) и половины диафрагм. Арматурный каркас диафрагм промежуточных балок пересекает насквозь ребро балки. Таким образом, диафрагмы и полки продольных балок стыкуются омоноличиванием на одном уровне в плане сечения. «...Стыки блоков проезжей части запроектирова-

ны только в пределах диафрагм и разработаны с металлическими накладками, привариваемыми к планкам, выпускаемым по концам диафрагм» [70].

Рисунок 1.8

бая npomuhyca-оочная арматуре 48

- Пролетное строение с диафрагмой, 1958г.

Более поздний проект [69] (рисунок 1.9) предлагает схожие подходы к проектированию сборных железобетонных пролётных строений с диафрагмами (пролёты 12, 15 и 18 м). Но в этом случае применяется стыковка блоков пролётного строения (продольных балок с диафрагмами) «...только по диафрагмам - при помощи сварки выпусков арматуры, с последующим бетонированием стыка между диафрагмами» [69]. По технологическим соображениям балки имеют наклонные стенки ребер подобно проекту [67] без диафрагм.

Рисунок 1.9 - Пролетное строение с диафрагмой, 1977г.

В статье [36] исследуется работа железобетонного пролётного строения при различном количестве диафрагм. В качестве примера рассмотрен типовой проект Укргипротранса ВТП-16 (рисунок 1.10). Пролётные строения, выполненные по данному проекту отличаются значительным числом небольших двутавровых

предварительно напряженных балок и поперечных диафрагм. Расстояние между осями балок (пролёт 16,76 м) составляет 85 см. В пределах пролёта установлено 2 опорных и 5 промежуточных диафрагм. Несмотря на отмечаемый в [36] повышенный расход материала, небольшой вес блоков сборной конструкции позволял использовать для их монтажа распространенные краны небольшой грузоподъемности (в том числе, автокраны), что обеспечило массовое применение таких искусственных сооружений в транспортной сети Украины. При этом избыточное количество диафрагм нивелируется невысоким качеством монолитных работ по объединению блоков в единую пространственную систему, поскольку авторами [36] отмечались «...разрывы стыков диафрагм в процессе эксплуатации».

Похожие диссертационные работы по специальности «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей», 05.23.11 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пушков, Никита Михайлович, 2013 год

Библиографический список

1. Александров, А. В. Основы теории упругости и пластичности /

A. В. Александров, В. Д. Потапов. - М. : Высш. шк., 1990. - 400 с.

2. Александров, А. В. Сопротивление материалов / А. В. Александров,

B. Д. Потапов, Б. П. Державин. - М. : Высш. шк., 2003. - 560 с.

3. Александров, В. М. Аналитические методы в контактных задачах теории упругости / В. М. Александров, М. И. Чебаков. - М.: Физматлит, 2004. -304 с.

4. Байков, В. Н. Железобетонные конструкции : Общий курс / В. Н. Байков, Э. Е. Сигалов. - М. : Стройиздат, 1991. - 767 с.

5. Байков, В. Н. Общий случай расчета прочности элементов по нормальным сечениям / В. Н. Байков, М. И. Додонов, Б. С. Расторгуев. // Бетон и железобетон. - 1987. -№ 5. - С. 16-18.

6. Бахвалов, Н. С. Численные методы / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г. М. Кобельков. - М. : Бином. Лаборатория знаний, 2008. - 640 с.

7. Беглов, А. Д. Теория расчета железобетонных конструкций на прочность и устойчивость. Современные нормы и Евростандарты / А. Д. Беглов,

Р. С. Санжаровский. - М. : АСВ, 2004. - 221 с.

8. Бондаренко, В. М. Инженерные методы нелинейной теории железобетона / В. М. Бондаренко, С. В. Бондаренко. - М. : Стройиздат, 1982. - 287 с.

9. Бондаренко, В. М. Расчетные модели силового сопротивления железобетона / В. М. Бондаренко, В. И. Колчунов. - М. : АСВ, 2004. - 472 с.

Ю.Вернер, 3. AutoCAD 2008. Руководство чертежника, конструктора, архитектора / 3. Вернер. - М. : Бином-Пресс, 2008. - 816 с. П.Власов, С. Н. Строительство метрополитенов / С. Н. Власов, В. В. Торгалов,

Б. Н. Виноградов. -М. : Транспорт, 1987. - 160 с. 12.Волков, С. Ю. Железобетон - материал на все времена / С. Ю. Волков // ПГС. - 2012. - № 10. - С. 73-76.

И.Габрусенко, В. В. Некоторые особенности проектирования железобетонных конструкций по новым нормам / В. В. Габрусенко // Проектирование и строительство в Сибири. - 2006. - № 4. - С. 20-23.

14.Гадаев, Н. Р. Конструктивно-технологическая система «Элгад» строительства мостов из монолитного железобетона (в условиях инженерного обустройства мегаполисов) / Н. Р. Гадаев. - М. : Информавтодор, 2002. - 152 с.

15.Гвоздев, А. А. О развитии теории расчета железобетонных конструкций в СССР / А. А. Гвоздев // Теория расчета бетонных и железобетонных конструкций. - 1949.-С. 3-18.

16.ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент. - М. : ИПК Изд-во стандартов, 1996. - 14 с.

17.ГОСТ 14098-91 Соединения сварные арматуры и закладных изделий желе-зобетоных конструкций. - М. : Гос. ком. СССР по стр-ву и инвестициям, 1991.-56 с.

18.ГОСТ 31384-2008 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования. - М. : МНТКС, 2009. - 65 с.

19.ГОСТ 5272-68 Коррозия металлов. Термины. - М. : Изд-во стандартов, 1984.-23 с.

20. Дорофеев, В. С. Расчет элементов из композитних материалов, испытывающих продольно-поперечный изгиб, по двум деформационным моделям / В. С. Дорофеев // Научный журнал ОГАСА. - 2008. - № 12. - С. 79-96.

21.Дыховичный, A.A. Статически неопределимые железобетонные конструкции / А. А. Дыховичный. - Киев : Буд1вельник, 1978. - 104 с.

22.3алесов, А. С. Краткие заметки о расчете железобетонных конструкций методом конечных элементов / А. С. Залесов. - М. : Ц1111, 2008. - 21 с.

23.3алесов, А. С. Краткие заметки о расчете железобетонных конструкций на действие поперечных сил / А. С. Залесов. - М. : ЦПП, 2008. - 35 с.

24.Залесов, А. С. Расчет железобетонных конструкций по прочности, трещино-стойкости, деформациям / А. С. Залесов. - М. : Стройиздат, 1988. - 320 с.

25.3амуховский, А. В. О технико-экономической целесообразности применения железнодорожных эстакад вместо высоких насыпей / А. В. Замуховский, В. А. Копыленко, В. М. Фридкин // Транспортное строительство. - 2012. -№ 10. - С. 15-18.

26.3аявка № 2012128146/03 Российская федерация. МПК Е 04 В 2/08. Композитный несущий блок и монтажное соединение блоков сборной строительной конструкции / В.М. Фридкин; заявитель МИИТ; пат. поверенный Пронина Н. И. - № 2012128146/03. - 14 с.

27.Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. - М. : Мир, 1975.-541 с.

28.Ильин, О. Ф. Сопротивление кратковременному действию нагрузки железобетонных элементов произвольной формы из разных бетонов и классов арматуры при простом и косом изгибе и внецентренном сжатии / О. Ф. Ильин, А. А. Гвоздев, П. П. Семенов // Исследование железобетонных конструкций при статических, повторных и динамических воздействиях. Сб. научн. тр. Под ред. С.М. Крылова и И.К. Белоброва. - М. : НИИЖБ Госстроя СССР, 1984.-С. 3-16.

29.Карпенко, Н. И. О методике расчета железобетонных плит с учетом деформаций поперечного сдвига / Н. И. Карпенко, С. Н. Карпенко // Строительная механика и расчет сооружений. - 2006. - № 1. - С. 2-7.

30.Карпенко, Н. И. Общие модели механики железобетона / Н. И. Карпенко. -М. : Стройиздат, 1996. - 416 с.

31.Карпенко, С. Н. Модели деформирования железобетона в приращениях и методы расчёта конструкций : автореф. дис. ... докт. тех. наук : 05.23.01 / Карпенко Сергей Николаевич. - М., 2010. - 48 с.

32.Карпенко, С. Н. Построение общей методики расчета железобетонных стержневых конструкций в форме конечных приращений / С. Н. Карпенко // Бетон и железобетон. - 2005. - № 1. - С. 13-18.

33.Клованич, С. Ф. Метод конечных элементов в механике железобетона /

С. Ф. Клованич, И. Н. Мироненко. - Одесса : Изд-во ОНМУ, 2007. - 110 с.

34.Клованич, С. Ф. Метод конечных элементов в нелинейных расчетах пространственных железобетонных конструкций / С. Ф. Клованич,

Д. И. Безушко. - Одесса : Изд-во ОНМУ, 2009. - 89 с.

35.Кнут, Д. Э. Искусство программирования, том 1, Основные алгоритмы / Д. Э. Кнут. - М. : Вильяме, 2011. - 720 с.

36.Кожушко, В. П. О распределительной способности железобетонного пролетного строения, выполненного по типовому проекту ВТП-16 /

В. П. Кожушко, Е. Е. Лоновенко // Вестник ХНАДУ. - 2009. - №44. - С. 8386.

37.Колоколов, Н. М. Строительство мостов : учебник / Н. М. Колоколов, Б. М. Вейнблат. - М. : Транспорт, 1984. - 504 с.

38.Колчунов, В. И. Развитие гипотез механики разрушения в расчете железобетонных конструкций / В. И. Колчунов. - Киев : Киевск. гос. тех. ун-т стр-ва и арх-ры, 1994. - 50 с.

39.Колчунов, В. И. Разрушение железобетонных элементов от совметсного действия изгибающего момента и поперечной силы / В. И. Колчунов // Строительные конструкции. - 1979. - вып.32. - С. 51-54.

40.Косенко, М. В. Нелинейный деформационный расчет прочности и живучести применяемых в мостостроении железобетонных плитно-балочных систем с дефектами и повреждениями : дис. ... канд. тех. наук : 05.23.17 / Ко-сенко Михаил Васильевич. - Воронеж, 2006. - 166 с.

41.Леонгардт, Ф. Предварительно напряженный железобетон / Пер. с нем. В. Н. Гаранина. - М. : Стройиздат, 1983. - 245 с.

42. Лившиц, Я. Д. Приверы расчета железобетонных мостов / Я. Д. Лившиц, М. М. Онищенко, А. А. Шкуратовский. - Киев : Вища шк. Головное изд-во, 1986.-263 с.

43.Марутян, А. С. Узловые соединения перекрестных систем и их расчет / А. С. Марутян, Ю. И. Павленко // Строительная механика и расчет сооружений.-2010.-№ 3. - С. 18-26.

44.Методические рекомендации по обеспечению эксплуатационной надежности и долговечности пролетных строений из сводчатых плит без устройства при монтаже одежды ездового полотна. - М. : Союздорнии, 2009. - 15 с.

45.Миронов, С. А. Ускорение твердения бетона / С. А. Миронов, Л. А. Малинина. - М. : Стройиздат, 1964. - 347 с.

46.Нелинейное деформирование бетона и железобетона / Н. И. Карпенко,

В. М. Круглов, Л. Ю. Соловьев. - Новосибирск : Изд-во СГУПСа, 2001. -276 с.

47.Нестеров, И. В. Алгоритм генерации ортогональных четырехугольных сеток для произвольных двумерных областей / И. В. Нестеров, О. В. Смирнова // САПР и графика. - 2009. - № 3. - С. 103-104.

48.Паньшин, Л. Л. Оценка эффективности неупругой деформационной модели при расчете нормальных сечений / М. В. Крашенинников, Л. Л. Паньшин. // Бетон и железобетон. - 2003. - № 3. - С. 19-22.

49.Пат. 2 047 711 С1 Российская Федерация, МПК7 Е 04 С 3/20. Многопролетная железобетонная конструкция / Емурханов К.; заявитель и патентообладатель Емурханов К. -№ 4916820/33; заявл. 05.03.91; опубл. 10.11.95. - 6 с.

50.Пат. 2 175 702 С2 Российская Федерация, МПК7 Е 04 В 2/06. Строительная система, содержащая отдельные строительные элементы / Ван дер Хэй-ден Ф. А. М.; заявитель и патентообладатель Ван дер Хэйден Ф. А. М. -№ 99124770/03; заявл. 02.04.98; опубл. 10.11.01. - 19 с.

51.Пат. 2 193 633 С1 Российская Федерация, МПК7 Е 01 В 1/18, 1/38. Железобетонная полурама / Новикова О. Н., Ямлеев У. А.; заявитель и патентообладатель Ульяновск, гос. тех. ун-т - № 2001115502/03; заявл. 05.06.01; опубл. 27.11.02.-5 с.

52.Пат. 2 296 193 С1 Росийская Федерация, МПК7 Е 01 Б 19/06. Конструкция сопряжения температурно-неразрезных пролетных строений мостов в надо-порных участках / Сумин М. А., Сумин А. М.; заявитель и патентообладатель Сумин М. А., Сумин А. М. - № 2005128405/03; заявл. 13.09.05; опубл. 27.03.07.- 11 с.

53.Пецольд, Т. М. Железобетонные конструкции. Основы теории, расчета, констуирования / Т. М. Пецольд, В. В. Тур. - Брест : БГТУ, 2003. - 380 с.

54.Пецольд, Т. М. Расчет усиленных железобетонных конструкций эксплуатируемых строительных сооружений / Т. М. Пецольд, Д. Н. Лазовский // Совершенствование железобетонных конструкций, оценка их состояния и усиление: сб. мат. респ. науч.-техн. конф. - Минск : УП "Технопринт", 2001. -С. 136-139.

55.Расчет прочности железобетонных конструкций при действии изгибающих моментов и продольных сил по новым нормативным документам /

А. И. Звездов. А. С. Залесов, Т. А. Мухамедиев, Е. А. Чистяков. // Бетон и железобетон. - 2002. - № 2. - С. 21-25.

56.Ржаницын, А. Р. Строительная механика / А. Р. Ржаницын. - М. : Высш. школа, 1982.-400 с.

57.Рычков, С. П. Моделирование конструкций в среде Femap with NX Nastran / С. П. Рычков. - М. : ДМК Пресс, 2013.-784 с.

58.Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). - М. : Стройиздат, 1978.- 175 с.

59.Руководство по строительству сборных железобетонных малых и средних мостов. - М. : Транспорт, 1985. - 25 с.

60.Савин, Г. Н. Пластинки, подкрепленные составными кольцами и упругими накладками / Г. Н. Савин, В. М. Тульчий. - К. : Наукова думка, 1971. -268 с.

61.Совалов, И. Г. Бетонные и железобетонные работы / И. Г. Совалов,

Я. Г. Могилевский, В. И. Остромогольский. - М. : Стройиздат, 1988. - 336 с.

62.СП.28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии. -М. : МРР, 2012.-98 с.

63.СП.35.13330.2011 Мосты и трубы. - М. : ЦПП, 2012. - 341 с.

64.СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. - М. : Аналитик, 2012.- 155 с.

65.СТО 02495307-001-2007 Сварные соединения арматурных стержней в монолитных железобетонных колоннах зданий и сооружений. - М. : ОАО «КТБ ЖБ», 2008. - 29 с.

66.Типовые конструкции и детали зданий и сооружений. Серия 3.503-12. Вып. 16. - М. : Союздорпроект, 1973. - 80 с.

67.Типовые конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений. Серия 3.503.173. Вып. 1. - М. : Союздорпроект, 1987. - 56 с.

68.Типовые конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений. Серия 3.503.181. Вып. 1-1. -М. : Союздорпроект, 1988. - 143 с.

69.Типовой проект: сборные железобетонные пролетные строения для автодорожных мостов. Серия 3.503-14. Вып. 2. - М. : Союздорпроект, 1977. - 63 с.

70.Типовые проекты сооружений на автомобильных дорогах. Вып. 56. - М. : Союздорпроект, 1958. - 56 с.

71.Торяник, М. С. Расчет железобетонных конструкций при сложных деформациях / П. Ф. Вахненко, М. С. Торяник, JI. В. Фалеев. - М. : Стройиздат, 1974.-297 с.

72.Улупов, А. С. Проблемы расчета железобетонных элементов мостов / А. С. Улупов // Инс-т Гипростроймост. - 2008. - № 2. - С. 56-68.

73.Учет нелинейных свойств материалов при расчете конструкций со смешанным армированием / И. В. Дудина, А. Г. Тамразян. // Бетон и железобетон. -2003,-№2.-С. 11-12.

74.Шаповал, И. П. Поектирование мостов и путепроводов на автомобильных дорогах / И. П. Шаповал. - К. : Буд1вельник, 1978. - 192 с.

75.Шапошников, Н. Н. Технология формирования вектора узловых сил от нагрузок, заданных произвольной пространственной поверхностью, для универсальных систем прочностного анализа / Н. Н. Шапошников,

И. В. Нестеров // Вестинк МГСУ. - 2012. - № 3. - С. 57-62.

76.Шейн Аунг Тун. Особенности расчёта сборных клиновидных тоннельных обделок в сложных инженерно-геологических условиях : автореф. дис. ... канд. тех. наук : 05.23.02 / Шейн Аунг Тун. - М., 2013. - 26 с.

77.Шерешевский, И. А. Конструирование гражданских зданий / И. А. Шерешевский. -М. : «Архитектура-С», 2005. - 176 с.

78. Appendix to NCHRP Report 549 : NCHRP w78 / N. M. Hawkins. - Washington : AASHTO, 2005. - 338 p.

79.Best of 2006. Dallas High Five Interchange, Dallas [Электронный ресурс] // Texas Construction. - 2006. - Vol. 12. - Режим доступа: http://texas.construction.com/projects/judgesawards2006.pdf.

80.Combault, J. Pre-cast concrete segments for bridges [Электронный ресурс] / J. Combault //1 st International Symposium on Bridges and Large Structures. -Sao Paulo, Brazil, May 2-8, 2008. - Режим доступа: http://www.abece.com.br/web/download/pdf/simposio/JCombault%20-%20Presentation%20-%20Part%202.pdf.

81.Cudahy, B. A Century of Subways : Celebrating 100 Years of New York's Underground Railways / B. Cudahy. - New York : Fordham University Press, 2003. - 388 p.

82.Encyclopedia of Chicago / J. R. Grossman, A. D. Keating, J. L. Reiff. - Chicago : University of Chicago Press, 2004. - 1117 p.

83.Holleman, A. F. Inorganic Chemistry / A. F. Holleman, E. Wiberg. - San Diego : Academic Press, 2001.-184 p.

84.Prefabricated Bridge Elements and Systems in Japan and Europe / M. L. Ralls, B. Tang. - FHWA US DOT, 2005. - 48 p.

85.Recent Approaches to Shear Design of Structural Concrete : Reported by Joint ACI-ASCE Committee 445 / M. P. Collins, D. Mitchell, J. A. Ramirez. - American Concrete Institute, 2000. - 55 p.

86.Segments // American Segmental Bridge Institute. - 2004. - Vol. 45. - 12 p.

87.Shavin, N. Underground Atlanta / N. Shavin. - Capricorn Corp., 1970. - 32 p.

88.Simplified Shear Design of Structural Concrete Members. NCHRP Report 549 / N. M. Hawkins. - Washington : Transportation Research Board, 2005. - 54 p.

89.Snapir, A. A research on the inhabited viaduct architecture in Tokyo / A. Snapir.

- Tokyo : Tokyo University, 2012.- 148 p.

90. Vecchio, F. J. Disturbed Stress Field Theory : Formulation / F. J. Vecchio // JSE. -2000. - No.9. - pp. 1070-1077.

91.Vecchio, F. J. Disturbed Stress Field Theory : Implementation / F. J. Vecchio // JSE. - 2001. - No. 1. - pp. 12-20.

92.Vecchio, F. J. Disturbed Stress Field Theory : Validation / F. J. Vecchio // JSE. -2001. -No.4. - pp. 350-358.

93.Vecchio, F. J. Simplified Modified Compression Field Theory for Calculating Shear Strength of Reinforced Concrete Elements / E. C. Bentz, F. J. Vecchio, M. P. Collins // ACI Structural Journal. - 2006. - No.4. - pp.614-624.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.