ВЛИЯНИЕ НАГРУЗОК НА СОСТОЯНИЕ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ И ДОРОГ

Аннотация. Главной задачей мостовых сооружений на автомобильных дорогах является обеспечение безопасного и эффективного движения транспорта через преграду. Они должны быть спроектированы и построены с учетом ожидаемой нагрузки, чтобы выдерживать требуемые нагрузки от автомобилей и грузовиков, а также учитывать факторы безопасности, такие как ветровые нагрузки и возможность проскальзывания автомобилей. Основной целью данной статьи является показать, как собираются нагрузки на автомобильные дороги, тем самым имеют влияние на мостовое сооружение.

Ключевые слова: мостовое сооружение, автомобильные дороги, нагрузки, расчеты.

Мостовое сооружение – это инженерное дорожное сооружение (мост, путепровод, эстакада и др.), устраиваемое при пересечении транспортного пути с естественными или искусственными препятствиями.

Автомобильная дорога - это специально обустроенная и предназначенная для движения автомобилей и других транспортных средств транспортная инфраструктура.

Мосты должны быть спроектированы и построены с учетом ожидаемой нагрузки, и если дороги не соответствуют этим требованиям, то мосты могут быть подвержены повреждениям. Поэтому важно регулярно оценивать нагрузку на дороги и соответствующим образом модернизировать мостовые сооружения.
Также следует отметить, что изменение нагрузок может быть временным или постоянным. Например, во время строительства или ремонта дороги может быть увеличена нагрузка на мосты из-за наличия тяжелой строительной техники. В таких случаях необходимо принять меры для временного усиления мостовых сооружений, чтобы они могли выдержать временную повышенную нагрузку (усиление, например, углеволокном или установкой дополнительных балок).

В общем, изменение нагрузок на дороги может быть значительным фактором, влияющим на состояние мостовых сооружений. Недостаточная прочность или несоответствие дорог требованиям нагрузки может привести к повреждениям мостов. Поэтому необходимо учитывать изменение нагрузок при проектировании и строительстве мостовых сооружений, а также регулярно оценивать нагрузку на дороги и модернизировать мосты при необходимости. Это поможет обеспечить безопасность и долговечность мостовых сооружений.

Сбор нагрузок на мостовое сооружение имеет значительное влияние на его проектирование и конструкцию. Нагрузки могут быть статическими или динамическими, а также постоянными или временными.

Статические нагрузки включают собственный вес мостового сооружения, вес дорожного покрытия, снеговую нагрузку и постоянные нагрузки от транспорта. Для учета этих нагрузок используются различные методы расчета, такие как метод конечных элементов или метод балок.

Динамические нагрузки возникают от движущихся транспортных средств и могут быть вызваны колебаниями и вибрациями. Они могут быть предсказаны с помощью математических моделей и учета параметров движения транспорта.

Временные нагрузки могут возникать при проведении строительных работ на мостовом сооружении или при проведении ремонтных работ. Они должны быть учтены при проектировании и строительстве, чтобы обеспечить безопасность и стабильность сооружения.

Сбор нагрузок

К разработанной КЭ модели были приложены следующие виды нагрузок:

• нагрузка от собственного веса: задавалась в автоматическом режиме в ПК «Midas Civil»;
• нагрузка от веса мостового полотна – вес слоев покрытия, барьерного и перильного ограждений;
• нагрузка от подвижного состава – нагрузки А14 и Н14;
• нагрузка от пешеходов на тротуарах.

Коэффициенты надежности принимались согласно СП 35.13330.2011 [1]   и ГОСТ 33390-2015 [2].

Постоянные нагрузки (пример)

Нормативные и расчетные интенсивности от всех постоянных нагрузок, приходящиеся на главные несущие элементы пролетного строения, использованные при определении усилий в программе «Midas Civil», приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Нормативные и расчетные интенсивности постоянных нагрузок от собственного веса, использованные при определении усилий в расчетной схеме программы «Midas Civil»

Нагрузка от транспортных средств

Параметры и размещение подвижных нагрузок (АК, НК) приняты согласно СП 35.13330.2011 [1].

Воздействие подвижных нагрузок учитывалось с соответствующими коэффициентами надежности по нагрузке, динамическими коэффициентами и коэффициентами полосности.

Коэффициенты полосности нагрузки А14:

Для тележки = 1 для первой и 0.6 для остальных полос.

Для полосы = 1 для первой и 0.6 для остальных полос.

Коэффициенты динамичности и надежности внесены в таблицу 2.10.

Интенсивность пешеходной нагрузки принималась равной:

– при учете совместно с нагрузкой АК – 3 кПа согласно Изменениям № 3 к СП 35.13330.2011 [1];

– при учете только нагрузки на тротуарах – 4 кПа.

Таблица 2.

Коэффициенты надежности и динамичности

Дополнительно учитывалась горизонтальная нагрузка от транспортных средств. Нормативную горизонтальную поперечную нагрузку от ударов нагрузки АК следует принимать наибольшим из воздействий, прикладываемых в уровне верха покрытия проезжей части:

– равномерно распределенная нагрузка с интенсивностью:

– сосредоточенная сила:

Нормативную горизонтальную продольную нагрузку от торможения или сил тяги подвижного состава при расчете элементов пролетных строений и опор следует принимать:

– 50% от веса равномерно распределенной части нагрузки АК:

– минимальное значение:

– максимальное значение:

Следовательно, с двух полос с учетом коэффициента полосности имеем:

Высота приложения нагрузки принимается согласно п. 6.18 и равна в нашем случае 1.79 м (1.5 м от верха покрытия проезжей части).

Согласно указаниям п. 5.6 ГОСТ 33390-2015 [2], продольная горизонтальная нагрузка от торможения и силы тяги должна распределяться между всеми опорами пропорционально их жесткостям.