Балочные железобетонные мосты

1.

«Дальневосточный государственный университет путей
сообщения»
«Институт транспортного строительства»
Кафедра «Мосты, тоннели и подземные сооружения»
Дисциплина: «МОСТЫ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ»
Лекция № 10
Тема: Балочные железобетонные мосты.
к.т.н. Цвигунов Д.Г.
2025 год

2.

Основными литературными источниками для
рассмотрения указанных вопросов являются:
1. Боровик Г.М. «ИСКУССТВЕННЫЕ
СООРУЖЕНИЯ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ» Сборник
лекций. В двух частях. Часть 1 Конструкции и
проектирование мостов и труб в условиях сурового
климата. Хабаровск. Издательство ДВГУПС, 2006 г.
(Лекция 4 стр. 51).
2. Осипов В.О. «МОСТЫ И ТОННЕЛИ НА
ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ» Учебник для вузов. Москва.
Издательство Транспорт, 1988 г. (Глава 6 стр. 45).
3. СП 35.13330.2011 СВОД ПРАВИЛ. МОСТЫ И
ТРУБЫ. Актуализированная редакция СНиП 2.05.0384*

3.

Виды балочных мостов

4.

Пролетные строения балочно-разрезной
системы получили наибольшее распространение
в конструкциях малых и средних мостов и
путепроводов.
Для
таких
мостов
применяют
преимущественно сборные типовые пролетные
строения, которые характеризуются своей
простотой,
удобством
изготовления,
транспортировки и монтажа.

5.

К конструкциям железобетонных пролетных
строений предъявляется ряд требований:
• конструкции
должны
быть
надежны
и
долговечны в период эксплуатации;
• отвечать требованиям индустриализации;
• иметь оптимальный расход материала;
• обладать экономичностью.
Они
должны
отвечать
требованиям
унификации и типизации.
Унифицированы конструкции и детали
пролетных строений:
• арматурные сетки и пучки;
• элементы водоотвода;
• гидроизоляция;
• тротуарные блоки.

6.

Типовые конструкции пролетных строений
состоят из двух блоков, объединенных диафрагмой
и монтажным стыком.
Пролетные строения под железнодорожную
нагрузку имеют одинаковые размеры: ширину 418
см, соответственно одного блока – 208 см из
условий формирования балластной призмы;
толщину плиты балластного корыта не менее 15 см
между главными балками и не менее 10 см – на
консолях; толщину балластной призмы для новых
мостов не менее 35 см; высоту внешнего бортика 35
см для поддержания балласта, а внутреннего
бортика 10 см из условий заделки гидроизоляции;
толщину диафрагм и ребер жесткости не менее 10
см; защитный слой бетона 2–4 см; ширину
тротуарных частей 57 см с толщиной сборных или
монолитных плит 6–8 см.

7.

Свайные и стоечно-эстакадные мосты (ССЭМ)
рекомендуется применять для:
•путепроводов;
•виадуков;
•малых и средних мостов на периодически
действующих водотоках.
ССЭМ, относят к рациональным типам мостов
при
наличии пучения
грунта
основания
и
возможного наледеобразования.

8.

Свайные и стоечно-эстакадные мосты (ССЭМ)
применяют при соблюдении следующих условий:
•высота моста Нм ≤ 8 м;
•длина пролетных строений lп ≤15 м;
•толщина льда hл ≤ 0,5 м;
• скорость течения воды v ≤ 2 м/с.

9.

а
Ln
By e0
ln1
e0
ln2
e0
>i
4
3
УВВ
2
УМВ
б
ln2
e0
ln1
e0 By
ПР
e0
ln1
e0 By
ПР
1
Ln
By e0
ln1
e0
ln2
e0
ln2
>i
1
УВВ
5
УМВ
6
7
Конструкции свайных и стоечно-эстакадных мостов:
а – свайно-эстакадный; б – стоечно-эстакадный; 1 – пролетное
строение; 2 – свая; 3 – сборный ригель; 4 – опорная часть;
5 – стойка; 6 – монолитная анкерная плита; 7 –
распределительные плиты

10.

Особенностью свайных и стоечно-эстакадных
мостов (ССЭМ) является применение гибких опор,
состоящих из железобетонных свай или стоек.
Опоры моста состоят из:
•сборной подферменной плиты (ригеля);
•стоек, устанавливаемых на анкерные плиты
(монолитный «стакан»);
•распределительные плиты толщиной 0,7–1,0 м;
•призматических
свай
с
размерами
сечений
35 35 или 40 40 см,

11.

К достоинствам свайных и стоечно-эстакадных
мостов (ССЭМ) относят:
• высокую степень индустриализации (коэффициент
индустриализации Кинд = 0,93 0,97);
• малую трудоемкость процессов их сооружения;
• экономный расход материалов.

12.

Плитные пролетные строения

13.

Плитные пролетные строения применят в
малых мостах.
В плитных пролетных строениях бетон
нижней растянутой зоны в работе под нагрузками
не участвует, в связи с этим возможно уменьшение
размеров опорной подушки до 100 см, что
предусмотрено
в
современных
типовых
конструкциях.
Высоту пролетного строения h принимают в
зависимости от его расчетной длины lp :
h = (1/10 1/13) lp , а для конструкций с пониженной
строительной высотой h =(1/13 1/15) lp

14.

Поперечные сечения плитных пролетных
строений железнодорожных мостов:
а – монолитное; б – сборное с проемами

15.

Типовая конструкция ЖБ плитного пролетного
строения под железнодорожную нагрузку: а – фасад
пролета; б – поперечное сечение

16.

Армирование типовой конструкции
железобетонного плитного пролетного строения:
а – продольное армирование; б – поперечное
армирование

17.

К основному недостатку плитных пролетных
строений относят повышенный расход бетона и
арматуры.
Конструкции железнодорожных плитных
пролетных строений с ездой на балласте
используют
для
малых
мостов
и
предусматривают возможную подъемку пути при
капитальном ремонте.
Они находят применение при строительстве
вторых путей и замене пролетных строений на
эксплуатируемых мостах.

18.

Конструкции ребристых пролетных
строений с ненапрягаемой
арматурой

19.

Ребристые
пролетные
строения
с
ненапрягаемой арматурой имеют длину в
диапазоне от 9 до 16,5 м. Железнодорожные
балки пролетных строений состоят из двух
блоков.

20.

Схема типовой конструкции
ЖБ пролетного строения с ненапрягаемой арматурой
под железнодорожную нагрузку: а – вид вдоль оси
моста; б – план балластного корыта; в – поперечное
сечение.

21.

В районах с суровыми климатическими
условиями
применяют
конструкции
в
соответствии
с
типовым
проектом
железобетонных
пролетных
строений
железнодорожных мостов для условий низких
температур (северное исполнение) серии 3.501-46,
инв. № 557/1, разработанные Ленгипротрансмост
(ЛГТМ).
Проектом
предусмотрены
однопутные
пролетные строения под расчетную временную
нагрузку С-14.

22.

Основные характеристики пролетных строений
с ненапрягаемой арматурой по типовому проекту
инв. № 557/1
Расчетный
пролет
,м
Полная
длина
,м
2,55
3,60
4,50
4,80
5,40
6,70
7,10
2,95
4,00
5,00
5,30
6,00
7,30
7,70
8,7
9,25
10,80
11,50
12,80
13,60
15,80
9,30
9,85
11,50
12,20
13,50
14,30
16,50
Материалоемкость
Строитель
ная высота
бетона
арматуры,
,м
балок, м3
т
Плитные пролетные строения
0,30
0,80
3,60
0,69
0,35
0,85
5,50
1,11
0,40
0,90
7,40
1,71
0,40
0,90
7,80
1,82
0,45
0,95
9,70
2,14
0,55
1,05
13,90
2,89
0,55
1,05
14,60
3,05
Ребристые пролетные строения
0,90
1,40
15,30
3,55
0,90
1,40
16,20
3,75
1,05
1,55
20,00
5,16
1,05
1,55
21,20
5,91
1,20
1,70
26,24
6,94
1,20
1,70
27,86
7,76
1,40
1,90
35,30
9,18
Высота,
м
Масса
одного
блока, т
11,0
8,2
11,0
11,6
14,1
19,8
20,9
22,3
23,6
28,9
30,6
37,3
39,7
49,2

23.

В
типовом
проекте
рекомендовано
выполнять пролетные строения из бетона марки
М 400, что соответствует классу В30.
В
соответствии
с
нормативными
требованиями (СП35) в районах с суровыми
климатическими
условиями
применяют
пролетные строения из бетона класса В30 и выше
с
горячекатаной
стержневой
арматурой
периодического профиля классов Ас-II, A-III марок
Ст10ГТ и Ст25Г2С соответственно.
Армирование пролетного строения состоит
из
рабочей
продольной,
поперечной
и
распределительной арматуры .

24.

Схема армирования пролетного строения из обычного ЖБ:
1 – верхняя сетка плиты; 2, 3 – нижние сетки внешней и
внутренней консолей плиты;
4, 5 – сетки внешнего и внутреннего бортиков; 6 – сетка вута;
7 – распределительная арматура; 8 – монтажная арматура;
9 – рабочая арматура главной балки; 10 – хомуты;
11 – полухомутики; 12 – противоусадочная арматура;
ln lp – соответственно полная и расчетная длины пролета;
h– высота балки

25.

Требуемую
площадь
поперечного
сечения
продольной
рабочей
арматуры
главной
балки
пролетного строения определяют из расчета на
прочность. При этом принимают диаметры рабочих
стержней балки ds = 22 40 мм, а плиты проезжей части
ds/ = 10 14 мм. Рабочую продольную арматуру главной
балки размещают в растянутой зоне.
В соответствии с эпюрой материалов стержни
рабочей арматуры ребра отгибают и анкеруют в сжатой
зоне.
Отгибы
рабочих
стержней
воспринимают
главные растягивающие напряжения, возникающие в
ребре,
и
обеспечивают
трещиностойкость
по
наклонным сечениям .

26.

Для обеспечения трещиностойкости балки в
период усадки бетонной смеси устанавливают
противоусадочную арматуру .
Хомуты обеспечивают жесткость арматурного
каркаса при объединении верхней и нижней
арматуры, а также повышают несущую способность
наклонных сечений .

27.

Рабочую арматуру плиты балластного корыта
определяют расчетом и располагают в верхней
растянутой зоне.
В нижней сжатой зоне арматуру плиты
устанавливают конструктивно.
Армирование плиты осуществляют сетками.
Длину сеток ограничивают по технологическим
требованиям до 3,0–3,5 м.
Арматурные сетки плиты размещают в верней
и нижней частях, по бортикам и в местах
сопряжения с ребром.
Арматурные
сетки
плиты
состоят
из
продольной (распределительной) и поперечной
(рабочей) арматуры .

28.

Схемы арматурных сеток плиты балластного
корыта: СВ, СН, СБ – соответственно сетки
верхняя, нижняя, бортика; lc – длина арматурной
сетки; ln – полная длина пролетного строения; b1,
b2, b3 – соответственно ширина сеток верхней,
нижней, бортика

29.

На участках железных дорог в условиях
сурового
климата
эксплуатируются
разнообразные
конструктивные
формы
железобетонных
пролетных
строений
с
ненапрягаемой арматурой. К ним относят
одноблочные пролетные строения П-образной
формы с двумя и более балками, монолитной
неразрезной
плитой
балластного
корыта,
запроектированные под временную нагрузку Н7 и
Н8 и введенные в эксплуатацию в 1931–1954 гг.

30.

Схемы пролетных строений эксплуатируемых
мостов: а – проектировки Гипротранса (1931 г.); б –
проектировки Ленпроектпути (1934 г.); в –
проектировки Лентрансмостпроекта (1946 г., инв. №
2891); г – то же (1954 г., инв. № 6503)

31.

Опыт эксплуатации этих железобетонных
пролетных строений показал, что они имеют ряд
существенных недостатков, к числу которых
относят:
•большой собственный вес;
• монолитную плиту балластного корыта;
• недостаточную трещиностойкость, особенно в
условиях резкого перепада и низких температур
наружного воздуха.

32.

Конструкции ребристых пролетных
строений с напрягаемой арматурой

33.

В
целях
увеличения
трещиностойкости
пролетных строений под действующими нагрузками
применяют предварительно напрягаемую арматуру.
При этом в растянутой зоне бетона от внешней
нагрузки возникают напряжения сжатия, а в арматуре
– растяжения.
Схема напряженно-деформированного состояния ЖБ
пролетного строения с напрягаемой арматурой после
изготовления:
1 – растягивающие усилия;2 – сжимающие усилия;
3 – усилия натяжения арматуры.

34.

В качестве напрягаемой арматуры применяют
высокопрочную
сталь.
Наибольшее
распространение получила арматура в виде пучков
из проволоки диаметром 5 мм с числом проволок в
пучке от 18 до 60.
Расположение проволок в пучках

35.

Напрягаемую арматуру нижнего пояса в виде
прямолинейных
или
полигональных
пучков
закрепляют в бетоне с помощью анкеров.
При натяжении арматуры на упоры применяют
каркасно-стежневой анкер, а на бетон – анкер
конусного типа.

36.

Каркасно-стержневой анкер

37.

Конусный анкер

38.

Общий вид ребристого преднапряженного пролетного
строения под железнодорожную нагрузку:
а – фасад пролета; б – поперечное сечение в середине
и на опоре

39.

Общая характеристика ребристых
пролетных строений
с напрягаемой арматурой под
железнодорожную нагрузку
Расчетный
пролет
,м
Полная
длина
,м
18,0
22,9
26,9
18,7
23,6
27,6
Строител Материалоемкость
Масса
Высота
ьная
бетона арматуры, одного
балки, м высота
блока, т
балок, м3
т
,м
1,55
2,05
45,5
7,91
60,9
1,85
2,35
63,4
10,60
82,9
2,25
2,75
82,0
14,68
107,6

40.

Схемы армирования пролетных строений
напрягаемой арматурой
Напрягаемую арматуру в
пролетных
строениях
располагают по четырем
вариантам:
•рабочую
в
нижнем
растянутом
поясе
одиночными
прямолинейными пучками
(а);
•рабочую в нижнем и
верхнем поясах (б);
•рабочую в нижнем поясе
с
отгибами
криволинейного
или
полигонального очертания
на опорных участках (в);
•рабочую в нижнем поясе
и
вертикальные
или
наклонные хомуты (г)

41.

Преднапряженная арматура главной балки пролетного
строения: 1 – каркасно-стержневой анкер; 2 – обмотка
плотной бумагой по битумной мастике.

42.

Армирование балки пролетного строения: а –
поперечное сечение; б – сетки плиты балластного
корыта; в – армирование ребра.

43.

Напрягаемую арматуру нижнего пояса располагают в
виде прямолинейных или полигональных пучков
Армирование балки с
полигональными
пучками

44.

В условиях сурового климата к бетону и
арматуре пролетных строений с напрягаемой
арматурой
предъявляются
повышенные
требования. Предпочтение отдают высоким классам
бетона (В 30 и выше), марке по морозостойкости
F300, а при приготовлении бетонной смеси строго
регламентируют марки цемента.
В практике эксплуатации нашли применение
пролетные
строения
из
преднапряженного
железобетона,
состоящие
из
двух
блоков
коробчатого сечения.
Схема пролетного
строения коробчатого
сечения

45.

Спасибо
за внимание!