Оsnovni principi u projektovanju mostova

Транскрипт

1 КОЛОВОЗНА КОНСТРУКЦИЈА БЕТОНСКИХ МОСТОВА 1

2 Типови попречног пресека коловоне конструкције Избор типа поречног пресека зависи од : Распона коловозне конструкцие Расположиве висине Начина извођења Постоје: Плочасти Ребрасти Сандучасти 2

3 Положај коловозне плоче 3

4 Избор попречног пресека (распон) 4 Плочаста проста греда АБ: Lmax =15,0 m ПН: Lmax =25,0 m Ребраста проста греда АБ: Lmax =25,0 m ПН: Lmax =45,0 m

5 Плочасти мостови 5

6 6 Плоче су посебно погодне за косе и закривљене мостове и мостове промењиве ширине Ако су слободно ослоњене, могу савладати распон до око 20 m, а континуалне и до 30 m. Конзолни део може бити и константне дебљине (око 25cm) уколико је краћи од ~ 75cm Уобичејене виткости (однос висине и распона, d/l) између 1:12 и 1:20. (некад су биле смелије 1:15-1:30). Пресек пуне плоче

7 Обликовање у подужном правцу 7 систем Армирани бетон Претходно напрегнуте L (m) h/l (const) L (m) h/l (const) Проста греда Континуална греда АБ: 20/15m ПН:30/20m АБ: 25/20m ПН:35/20m Вуте у подужном правцу благо повећање распона, али сложеније извођење.

8 Elzbrücke in Emmendingen

9 Marlborough Street Bridge (Rosie Hackett Bridge) Даблин

10 Прорачун плочастих мостова 10 Аналитичка решења у затвореном облику могућа само у малом броју случајева. Табулисане утицајне површине. Користе се упрошћења: Модел греде Модел роштиља МКЕ

11 Утицајне површине 11 Нумеричко одређивање запремине испод површине захваћене оптерећењем

12 Прорачун плоча у једном правцу по теорији греда Разматра се трака ширине 1m у правцу ношења lx Ивичне траке су оптерећеније од средњег дела плоче (занемарено у приближном прорачуну) појачава се арматура у ивичном делу плоче и то у ивични тракама ширине 0,2 ly се поставља 10-20% више главне подужне главне арматуре 12 Од једнако подељеног сталног оптерећења Од повременог оптерећења

13 Прорачун плоча по теорији роштиља 13 Довољна je и релативно ретка мрежа иако је увртање (као последица торзије) није слично у два ортогонална правца што је стварни случај код плоча. Обично су довољне 4 подужне греде, док се размак попречних греда може усвојити сличан размаку подужних греда како би се добила што реалнија расподела спољног оптерећења. У околини средњих ослонаца континуалних плоча потребно је роштиљ прогустити

14 Препоруке за модел роштиља 14

15 Карактеристике штапова 15

16 Илустративни пример 16

17 Ивичне конзоле 17 У попречном правцу греде се моделирају са својом дебљином око сопствене неутралне осе. Торзиона крутост се усваја као двострука крутост на савијање. Ако се разматра ортотропија (различите крутости на савијање у подужном и попречном правцу): по јединичној ширини

18 Наношење оптерећења 18 Водити рачуна да се сопствена тежина не аплицира вишеструко Тачкасто оптерећење најбоље разложити у чворове роштиља

19 Метод коначних елемената Употрба плочастих или Shell елемената (ови други урачунавају и менбранско стање напона). Потреба за прогушћењем мреже у околини ослонаца. Користити елементе регуларног облика Однос страна елемента не већи од 1:2 нити углови већи од 135 Избегавати чворове дуж ивице елемента Треба имати у виду непоузданост резултата по питању трансверзалних сила у околини ослонаца које су нереално велике. 19

20 Правила за армирање пуних плоча Подужна арматура најчешће од дебелих шипки (Ø 22mm), често и у два реда Попречну арматуру (Ø mm) поставити у најнижи ред ради ублажавања утицаја подужних прслина У угловима плоче је неопходно поставити и горњу и доњу арматуру у оба правца за пријем момената торзије У горњу зону се поставља приближно половина рачунске арматуре из доње зоне При линијском ослонцу попречне силе нису критичне. При тачкастом ослањању треба контролисати смицање у плочи 20

21 Ослањање плочастог моста скривена греда 21 Прорачунска скривена греда (Т пресек зависно од тога која је страна затегнута)

22 Преднапрезање плочастих мостова Силе преднапрезања уносе деформације у равни плоче која се не може исказати моделом роштиља, али се може једноставно употребити на гредама роштиља. Опција је коришћење shell елемената у МКЕ анализи. Претходно напрезање може бити подужно и попречно. Могуће је варирати подужне каблове по ширини плоче. Подужни каблови се сидре на доњој трећини дебљине плоче код крајњих ослонаца. Подужни каблови континуалних плоча се подижу над средњим ослонцима. Попречни каблови се постављају око средине у распона изнад подужних, а над средњим ослонцима испод подужних 22

23 Претходно напрезање скривене греде 23

24 Употреба shell елемената - Модел 24

25 Оптерећење од претходног напрезања 25

26 Ошупљене плоче 26 Армирани бетон Претходно напрегнуте L (m) h/l (const) L (m) h/l (const)

27 Прорачун ошупљених плоча Кад је пречник отвора мањи од 60% дебљине плоче може се приближно рачунати на исти начин као и пуна плоча. Али шупљине се морају узети у обзир кад се одређују ефекти попречног савијања Ортотропна плоча 27

28 Обликовање и армирање ошупљених плоча Рeбра се армирају узенгијама на 0.3d (max 30cm). 28

29 Претходно напрезање ошушљених плоча 29

30 Прелазне форме спрегнута пуна/олакшана плоча 30

31 Сегментне префабриковане ошупљене плоче 31

32 Косе плоче 32

33 Понашање косе плоче 33

34 Ефекат ширине плоче на главне моменте 34

35 Карактеристични пресеци 35

36 Коси роштиљ 36 Уске плоче Широке плоче Значајан утицај момената m xy при одређивању транверзалних сила (што је занемарено код правих роштиља).

37 Реакција тупог угла и број лежишта 37

38 Препоручен распоред лежишта Леонхарт 38

39 Армирање косих плоча 39

40 Претходно напрезање косих плоча 40 Уске плоче

41 Претходно напрезање у два правца Леонхарт 41

42 Претходно напрезање Мен 42

43 Континуалне косе плоче Мен 43

44 Развој ребрастих пресека Ребрасти пресеци се развијају из плочастих ради повећања ефикасности при већим распонима. Ребра (носачи носе плочу) служе за повећење крака унутрашњих сила у пресеку. Број ребара 1-~ 10 зависи од: намене моста, ширине моста, расположиве г. висине, начина извођења 44

45 Положај коловозне плоче у односу на ребра и њихов број 45

46 Број ребара главних носача коловозне конструкције 46

47 Пресеци са једним главним носачем Веома слични почастим мостовима са наглашеним конзолама Ребро оптерећено торзијом веома широко Обавезно попречни носач на ослонцима 47

48 Пресеци са два ребра (главна носача) 48

49 Попречни пресеци са два главна носача 49

50 Примери мостова са два главна носача 50 Претходно напрегнути без попречних носача

51 Пресеци са више ребара 51

52 Савремени префабриковани носачи и трендови 52

53 Типизирани пресеци префабрикованих греда У неким земљама, где постоји стална производња префабрикованих носача, развијени су стандардни пресеци префабрикованих греда. У UK, M, Y и SY носачи се најчешће користе, као и инверзан T, затворени сандучаст и U пресек. У USA се користе широко размакнути I носачи или bulb T, којима се могу достићи распони и до 50m. У аустралији the I, U, T and super T носачи су у употреби. Super T се обликује слично као дубока U греда али са бочним конзолама према спољњој страни. У јогоисточној Европи, почињу да се примењују од Али се носачи пројектују за сваки поједини пројект моста. 53

54 Употреба префабрикованих носача 54

55 Савладавање кривине 55

56 Префабриковани носачи уобичајени односи при накнадном затезању 56

57 Основни делови ребрастих пресека Два основна елемента: Коловозна плоча: 57 Попречно - као плоча преноси оптерећење од своје тежине и саобраћаја на ребра пресека; Подужно: Део пресека при подужном савијању (фланша Т/спрегнутог пресека); Део пресека при поречном савијању (ребро). Ребро / префабриковани носач: Подужно - греда која преноси оптерећење са коловозне плоче на ослонце (савијање и торзија); Попречно део попречног рама за савијање око вертикалне осе (фланша).

58 Улога попречних носача Прихватају оптерећење са секундарних подужних носача (ако ови постоје екстремно архаично решење у бетонским мостовима!) Евентуално носе плочу у подужном правцу (коловозна плоча у два правца) Повећавају степен укљештења плоче у главне носаче (ребра) Повезују главне носаче у склопу попречног пресека Помажу при расподели оптерећења на главне носаче Значајно компликују извођење Обавезно се постављају изнад крајњих ослонаца моста Уколико се изостављају изнад средњих ослонаца, ребра (главни носачи) морају да буду линијски ослоњени у целој ширини ребра или укљештени у попречном правцу. (евентуално код торзионо крутих попречних носача коритастих пресека) 58

59 Попречни носачи при извођењу 59

60 Прорачун коловозне плоче код ребрастих пресека коловозних конструкција Коловозна плоча Носи у једом правцу попречном (у зависности од размака попречних носача). Ефективна ширина Еластично укљештена у главне носаче (степен укљештења зависи од торзионе крутости главних носача и распореда попречних носача) 60

61 Степен укљештења плоче 61

62 Отпор торзији под локалним оптерећењем 62

63 Конзолни препусти 63

64 Употреба косника ради повећања распона конзоле 64

65 Распростирање оптерећења од точкова 65 Плоча у једном правцу Конзолна плоча

66 Употреба утицајних површина 66

67 Моменти у плочи 67

68 Два главна носача расподела оптерећења у попречном правцу 68

69 Утицајна линија попречне прерасподеле 69

70 Расподела оптерећења на више носача 70

71 Метод ексцентричног притиска (Courbon) 71