ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ УЗЛА РАЗВЕТВЛЕНИЯ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ ЭСТАКАД

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ УЗЛА РАЗВЕТВЛЕНИЯ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ ЭСТАКАД

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ УЗЛА РАЗВЕТВЛЕНИЯ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ ЭСТАКАДВозводимые в последние годы в России и других странах, в том числе во Вьетнаме, городские эстакады нередко имеют криволинейное очертание в плане и разветвления. Наличие узла с разветвлением вносит определенные особенности в работу таких сооружений. В уже реализованных конструкциях зона разветвления содержит опоры, и чаще всего они имеют столбчатую конструкцию, что представляется наиболее удачным решением с позиции обеспечения наилучшей обзорности под эстакадами и простоты преодоления проблем расположения инженерных коммуникаций в основании эстакад.

Расчет сложных мостовых конструкций в современных условиях не является серьезным препятствием для определения усилий и напряжений в сечениях. Применение эффективных программных комплексов на базе численных методов стало обычным явлением для проектировщиков и научных работников во многих странах. Тем не менее, пока нет четких рекомендаций по проектированию зон разветвления пролетных строений. Исследования, проводимые авторами, направлены на получение обобщенных результатов в отношении особенностей работы железобетонных пролетных строений эстакад в зоне разветвления, что поможет правильно назначать арматуру в специфическом узле сложной инженерной конструкции.

В качестве исследуемой конструкции принято разветвляющееся плитное железобетонное пролетное строение, конструкция которого характерна для современных условий Вьетнама и широко применяется в других странах.

Для расчета авторы использовали универсальный программный комплекс МГОА8/С1УП. Анализ результатов производился на базе языка Матлаб. Вначале на основе стержневой модели пролетного строения получены значения усилий в сечениях 1-1, 11-11, Ш-Ш конечного элемента для двух случаев опирания в зоне разветвления. Затем с использованием блочных конечных элементов для зоны разветвления эстакады получены соответственные напряжения.

Напряжения состоят из 9 компонентов: три по нормальным напряжениям вдоль продольных осей х, у, г — ох, су, сг; три — по касательным фху, фуг, фхг и три —

Напряжения по главным осям — с-р с2, с3. На рис. 3 показано характерное распределение напряжений в сечении над опорой в зоне разветвления в случае опирания на один или на два столба диаметром Б = 1,0 м.

Как видно из приведенных эпюр, в зоне одностолбчатой опоры и в зоне разделения пролетного строения создаются значительные по величине напряжения, резко убывающие за пределами площади сопряжения опоры и низа пролетного строения. Наибольшие по абсолютной величине значения при заданных параметрах несущей конструкции имеют нормальные напряжения вдоль поперечной оси — ух. При этом наиболее существенны напряжения по нижней фибре сечения, которые, к тому же, быстрее затухают, чем по верхней фибре. Следует полагать, что с увеличением ширины сечения эта тенденция будет усиливаться.

В целом уровень нормальных напряжений вдоль всех осей имеет один и тот же порядок, что свидетельствует о важности их учета при подборе арматуры в этой зоне. Распределение нормальных напряжений по нижней фибре четко указывает на наличие разделения пролетного строения и столба, по вертикальным граням которого создаются наибольшие напряжения, которые резко уменьшаются к середине зоны опирания.

Что касается касательных напряжений, то они также оказывают незначительное влияние на общее напряженное состояние зоны разделения с опорой.

Из приведенных эпюр видно, что при двухстолбчатом опирании уровень нормальных и главных напряжений снижается по сравнению с одностолбчатым опиранием, однако их неравномерность сохраняется. Наблюдаются пики напряжений над столбами, резко снижающие по сторонам от них. Менее заметно уменьшаются при этом касательные напряжения.

Увеличение диаметра столба приводит к значительному снижению нормальных и главных напряжений непосредственно в зоне над столбом и не изменяет характер и величину этих напряжений за его пределами. Эта специфическая особенность видна на рис. 4.

С возрастанием диаметра столбчатой опоры характер распределения нормальных напряжений вдоль и поперек оси пролетного строения изменяется. По верхней фибре с увеличением диаметра опоры уровень напряжений сх падает, но влияние разделения пролетного строений проявляется больше. То же происходит и с напряжениями су, но по абсолютной величине они для заданной конструкции оказались меньше, чем сх. По нижней фибре закономерности снижения уровня напряжений и влияния разделения сохраняются. Нормальные напряжения вдоль оси г — уг с увеличением диаметра опоры имеют тенденцию к изменению знака как по верхней, так и по нижней фибрам сечения.

Приближение столба к месту разветвления или увеличение его диаметра приводит к изменению характера эпюры напряжений: из эпюры с одной экстремальной точкой образуется эпюра с двумя такими точками. Форма эпюры свидетельствует о наличии разветвления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *