Попов В. И.
Представлены результаты научных исследований работы под нагрузками и воздействиями интегральных и полуинтегральных мостов, пока не получивших распространение в российской практике проектирования и строительства. Показаны особенности конструкций интегральных и полуинтегральных мостов, результаты численных и аналитических методов расчета по выявлению специфики их работы под действием циклических перепадов температуры наружного воздуха и нелинейного характера распределения бокового давления грунта на устои. Особое внимание уделено поведению стальных и железобетонных свай при циклических перемещениях и обеспечению прочности стальных и трещиностойкости железобетонных свай. Показана возможность преобразования эксплуатируемых балочных железобетонных мостов в полуинтегральные в целях повышения их несущей способности. На основе полученных результатов в работе представлены выводы и рекомендации для использования при проектировании интегральных и полуинтегральных мостов. Для научных работников, инженеров-проектировщиков в области мостостроения, а также аспирантов и магистрантов по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство» автодорожных вузов.
ВВЕДЕНИЕ 3
I. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МОСТЫ 4
1. Предпосылки для применения новых технических решений бесшовных мостов 4
2. Общие сведения об интегральных мостах. Особенности интегральных мостов 7
3. Классификация интегральных мостов 14
4. Конструкция интегральных устоев. Нагрузки и воздействия, учитываемые при их расчете 16
5. Переходные плиты интегральных мостов 22
5.1. Конструкция переходных плит и узлов их сопряжения с насыпью подходов 22
5.2. Влияние переходных плит на работу интегральных мостов 26
5.3. Аналитический расчет переходных плит 30
5.4. Пример расчета переходной плиты 35
6. Боковое давление грунта на интегральные устои 41
6.1. Классические методы определения бокового давления 41
6.2. Учет перехода грунта за подпорными конструкциями из активного в пассивное состояние 43
6.3. Анализ методов определения коэффициентов бокового давления грунта за стенками интегральных устоев 49
7. Циклическое воздействие температуры на интегральные мосты 59
7.1. Принципиальные особенности циклического воздействия грунта насыпи на интегральные устои 59
7.2. Боковое давление грунта при циклическом температурном воздействии 63
7.3. Примеры зарубежных исследований циклического воздействия температуры на интегральные мосты 67
8. Сваи интегральных устоев и особенности их работы 70
8.1. Общие сведения 70
8.2. Конструкция свай интегральных устоев 70
8.3. Глубина заделки свай в тело интегрального устоя 74
8.4. Ориентация сечения двутавровых стальных свай относительно продольной оси моста 76
8.4.1. Общие понятия 76
8.4.2. Результаты численных исследований 77
8.5. Влияние жесткости свай на перемещения переходных плит и устоя 82
8.6. Влияние местных утолщений и ограничительных труб свай на их работу 84
8.7. Особенности работы железобетонных свай в интегральных устоях 87
8.7.1. Результаты зарубежных исследований 87
8.7.2. Результаты проведенных расчетов в ПК MIDAS CIVIL 93
9. Выносливость стальных свай интегральных мостов при циклическом воздействии температуры 97
10. Расчетные конечно-элементные модели интегральных мостов 103
10.1. Общие сведения о расчетных моделях интегральных мостов 103
10.2. Принятые для исследований расчетные модели 109
10.3. Точность принятой расчетной модели интегральных мостов 111
11. Приближенный расчет свай интегральных устоев 115
11.1. Расчетные схемы свай и основные допущения 115
11.2. Определение усилий, действующих на сваю 118
11.3. Расчет свай по деформациям 121
11.4. Расчет свай по прочности 123
11.5. Расчет свай на устойчивость 123
11.6. Точность аналитического метода 124
12. Влияние усадки и ползучести бетона на работу интегральных мостов 125
13. Интегральные мосты с косым расположением устоев 132
13.1. Общие сведения 132
13.2. Особенности работы косых интегральных мостов 133
14. Криволинейные интегральные мосты 139
14.1. Общие сведения 139
14.2. Особенности работы криволинейных интегральных мостов 141
15. Многопролетные интегральные мостовые сооружения 146
15.1. Прямолинейные сооружения 146
15.2. Криволинейные сооружения 155
15.2.1. Исходные данные 155
15.2.2. Результаты расчетов 157
15.2.3. Верификация результатов проведенных расчетов 158
16. Способы улучшения работы интегральных мостов 160
16.1. Эффект применения пенополистирола за интегральным устоем 160
16.1.1. Общие сведения 160
16.1.2. Практика применения пенополистирола в мостостроении 161
16.1.3. Взаимодействие интегральных устоев с подходами из EPS-блоков 164
16.1.4. Влияние пенополистирола насыпи на работу стальных свай 166
16.1.5. Влияние высоты тела интегрального устоя на боковое давление 170
16.1.6. Влияние пенополистирола на снижение просадок насыпи за интегральным устоем 171
16.2. Влияние формы тела интегральных устоев на их работу 174
17. Результаты экспериментально-теоретических исследований работы косых и криволинейных мостовых сооружений с интегральными устоями 177
17.1. Общие сведения 177
17.2. Результаты натурных исследований и расчетов 178
18. Экономическая эффективность интегральных мостов 183
II. ПОЛУИНТЕГРАЛЬНЫЕ МОСТЫ 187
1. История появления и применения полуинтегральных мостов 187
2. Предпосылки для применения полуинтегральных мостов 189
3. Виды и конструкция полуинтегральных мостов 195
3.1. Виды полуинтегральных мостов 195
3.2. Конструкция полуинтегральных мостов 196
4. Преобразование эксплуатируемых балочных мостов в полуинтегральные мосты 203
5. Учет бокового давления грунта на концевую диафрагму 205
6. Эффект влияния концевой диафрагмы на работу пролетного строения 207
7. Сейсмические воздействия на полуинтегральные мосты 212
8. Особенности работы косых полуинтегральных мостов 215
9. Армирование концевых диафрагм 222
9.1. Определение изгибающих моментов в концевой диафрагме 222
9.2. Подбор арматуры концевой диафрагмы 228
10. Экономическая эффективность полуинтегральных мостов 229
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 230
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 236
ПРИЛОЖЕНИЕ 245