книги из ГПНТБ / Крыльцов, Е. И. Современные железобетонные мосты [монография]

прочности, Мрз.200 и более по морозостойкости, с ограниченным содержанием трехкальциевого алюмината и тонкомолотых добавок. Для конструкций, предназначенных к эксплуатации в суровых кли­ матических условиях, целесообразны сульфатостойкие портландцементы, а также с ограниченной экзотермией. В качестве крупного заполнителя рекомендуется промытый щебень из прочных и моро­ зостойких горных пород Мрз-100 и выше, состоящий из дозируемых фракций 5—10 и 10—20 мм. Содержание илистых, глинистых и пы­ леватых частиц в щебне не должно превышать 1%, а в промытом крупнозернистом и среднезернистом песке (применяемом в каче­ стве мелкого заполнителя) не более 3% по массе. Водо-цементное отношение не должно превосходить 0,4, а осадка конуса при меха­ низированной укладке и уплотнении должна быть не более 4 см.

Для повышения качества сцепления бетона конструкции с бето­ ном омоноличивания швов в уровне плиты проезжей части рекомен­ дуется перед бетонированием смазывать опалубку раствором суль­ фатно-спиртовой барды, а после снятия ее бетонную поверхность обработать проволочными щетками. В камере пропаривания темпе­ ратура не должна превышать температуры бетона конструкции более чем на 10° С.

Примером применения типовых пролетных строений, смонтиро­ ванных из составных балок, может служить эстакада одного из мостов, построенных через р. Волгу (см. § 21). Здесь для укрупнительной сборки 42-метровых балок-блоков была сооружена пло­ щадка, оборудованная стендами, козловыми кранами К-451-М гру­ зоподъемностью 45 г, насосными установками с 120-тонными дом­

зимнее время.

Прибывающие по железной дороге блоки-секции пролетного строения имели отклонения от проектных размеров, не превышаю­ щие для верхней плиты ± 5 мм от горизонтали, по скручиванию

± 5 мм, увеличению толщины ребра ± 6 мм. Все блоки-секции, кро­ ме среднего, закрепленного неподвижно, устанавливали на столи­ ках стенда на катках, положение которых в плане было строго перпендикулярным к оси составной балки; стыкуемые поверхности очищали, пучки протаскивали в каналы, оставляя свободные концы по 1—2 м. После контрольного обжатия составной балки одним пучком раздвигали блоки ее до зазоров в 20 см и на стыкуемые тор­ цы наносили клей, изолируя пучки в зоне стыка. Здесь был исполь­

ные. Каналы ипъектировали с одного конца до появления на про­ тивоположном воды, а затем около 3—4 л раствора. Состав.

90

сяц балок— 15; количество смен на изго­ товление одной балки— 15, т. е. 7,5 дней при двухсменной работе; затраты труда на 1 мъ бетона — 1,4 чел.-дня.

В мостостроении известны и другие приемы членения балочных

сечений. Тип I охватывает пролеты мостов от 9,1 до 13,7 м, тип II —

от 12,2 до 18.2 м, тип III — от 16,7 до 24,3 м, тип IV — от 21,3 до

30,4 м. Балки имеют соответственно типам высоту от 0,71 до 1,37 м,

третях пролета). Балки армируют напрягаемыми пучками или пря­ дями, разрыв которых при испытании на прочность не должен пре­ вышать 2% от общего количества проволок, а в одной пряди — не больше одной проволоки. При натяжении арматуры на упоры обя­ зательна постановка вертикальных хомутов, воспринимающих не менее 4% от полной величины предварительного напряжения. У конца балки хомуты максимально приближены к торцу. При на­ тяжении арматуры на бетон на торцах балки устанавливают арми­ рованные сетками концевые блоки, распределяющие силы предва­ рительного напряжения; длина этих блоков составляет не менее 3/4 высоты балки. Все выступающие углы конструкции должны

91

Прочность бетона балок в период эксплуатации должна состав­ лять по американским стандартам 350 кгс/см2, при передаче пред­ варительного напряжения — 280 кгс/см2, прочность плиты и диафрагм — 210 кгс/см2. Обжатие балок, армированных напрягае­ мой пучковой или прядевой арматурой, производится при прочности бетона, равной 0,8 R2&-

Многочисленными натурными и лабораторными исследованиями в США выявлена высокая надежность конструкций пролетных строений в виде отдельных балок-блоков с накладными плитами. При шероховатой поверхности бетона накладной сборной или моно­ литной плиты, соединяемой с балками, обеспечивается их совмест­ ная хорошая работа в составе пролетного строения.

Переходным типовым решением от плитных к ребристым сбор­ ным пролетным строениям, также получившим распространение в США, являются конструкции в виде отдельных балок-блоков ко­ робчатого сечения, объединяемых при монтаже шпоночным соеди­ нением, а также поперечным натяжением пучков в середине и чет­ верти или трети пролета. Пролетные строения этой конструкции в поперечном сечении монтируют из блоков четырех типов.

§ 11. БАЛОЧНО-РАЗРЕЗНЫЕ МОСТЫ С ПРОЛЕТАМИ ДО 25 м

Индивидуальные (нетиповые) конструкции мостов балочно-раз­ резной системы отличаются большим разнообразием, связанным с рядом специфичных условий. Применение индивидуальных плитных или ребристых пролетных строений требует специального техникоэкономического обоснования и обычно вызывается следующими об­ стоятельствами:

1) необходимостью снижения строительной высоты (в сравне­ нии с типовыми конструкциями), а также улучшения архитектур­ ного вида сооружения;

2)расположением сооружения на кривой или при значительной косине опор по отношению к оси моста;

3)возможностью многократного применения однотипной конст­ рукции при строительстве одного объекта или ряда аналогичных, если при этом обеспечивается высокое качество сооружения и со­ кращение сроков строительства;

4)упрощением технологии изготовления конструкций и их мон­ тажа без увеличения продолжительности и стоимости строительст­ ва моста.

При проектировании индивидуальных балочных пролетных стро­ ений особое внимание обращают как на получение оптимальных технико-экономических показателей, так и на высокую технологич­ ность конструкции.

Впоследнее время рядом отечественных проектных организа­ ций проведены исследования по определению наиболее рациональ­ ного расстояния между балками в пролетном строении. Установле­ но, что в соответствующей типовым проектам высоте конструкций возможно некоторое увеличение расстояния между балками (шага)

92

сизменением сечений плиты и ребра. Однако по условиям завод­ ского изготовления, а также сохранения существующих пропароч­ ных камер и транспортно-монтажного оборудования ширина плиты проезжей части должна быть минимальной (она определяется рас­ четом по первому или второму предельным состояниям). Расстояние между плитами балок можно заполнять монолитными или сборны­ ми (вставными) плитными элементами с омоноличиванием стыков.

Вбольшинстве стран при строительстве индивидуальных конст­ рукций мостов применяют как сборные, так и сборно-монолитные плитные и ребристые конструкции пролетных строений. Наиболее целесообразные из них, отличающиеся высокими технико-экономи­ ческими показателями, обычно рекомендуют для повторного приме­ нения на строительстве других аналогичных сооружений, а также для нестандартных или косых пролетных строений.

При строительстве транспортных пересечений в разных уровнях

ссоблюдением всех требований по габаритам проезжая часть ниж­ него яруса может находиться в неблагоприятных эксплуатационных условиях вследствие расположения на наиболее пониженном участ­

ке продольного профиля дороги.

Мосты и эстакады плитной конструкции

С целью снижения строительной высоты, позволившей поднять уровень дорожного покрытия пересекаемой дороги и исключить при

(рис. 11.10, а). При их длине, равной 12,26 м строительная высота была снижена на 50 см в сравнении с типовыми. Пролетное строе­ ние смонтировано под каждый путь из двух плитных блоков сплош­ ного сечения массой 40 т, изготовленных на приобъектном полиго-

Рис. 11.10. Поперечное сечение железнодорожного плитного безбалластного сбор­ ного пролетного строения длиной 12,26 м и деталь соединения плитных блоков над опорой:

/ — слой цементного раствора; 2 — средний плитный блок; 3 — крайний плитный блок; 4 — бетон омоноличивания; 5 — отверстие (показано пунктиром); 6 — тротуарный блок; 7 — тро­ туарная плита; 8 — стык Передерия; 9 — отверстие для крепления рельсового пути (показа­ но пунктиром); 10 — ванный стык

93

не и установленных в пролете железнодорожным краном. С целью получения гладкой качественной поверхности блоки бетонировали в перевернутом положении. В связи с расположением пролетных строений на станции между двухблочными участками в поперечном сечении уложена железобетонная плита, предназначенная для про­ хода обслуживающего персонала. Железобетонные тротуарные консоли имеют проем для пропуска коммуникаций.

Плитные блоки связаны между собой диафрагмой из монолитно­ го бетона только (рис. 11.10, б) в местах опирания на ригель опо­ ры. В каждом блоке в этой зоне устроен проем, в котором располо­ жены выпуски арматуры, объединяемые в верхней части ванным стыком, а в нижней стыком Передерия. Перед омоноличиванием стыкуемые бетонные поверхности были смазаны эпоксидным клеем.

Для крепления рельсов к блоку в нем было устроено специаль­ ным пустотообразователем отверстие, расширяющееся книзу, в ко­ торое вставляли болт, крепящий подкладку рельсового пути. Для обеспечения точности изготовления с допуском ± 2 мм пустотообразователи были жестко прикреплены к опалубке.

Примером конструкций, позволяющих упростить технологию из­ готовления и монтажа, могут служить плитные балочно-разрезные пролетные строения длиной 12—24 м (проект СКВ Главмосстроя), состоящие в поперечном сечении из отдельных плитных блоков сплошного сечения, объединяемых при монтаже бетонными шпон­ ками. Плиты армированы арматурой класса А-Ш. Однако приме­ нение этих конструкций связано с перерасходом материалов по сравнению с типовыми пустотными той же длины.

Другое плитное пролетное строение применено на п о д х о д а х к мо с т а м , построенным в 1969 г. через р. Москву в Нагатино и в 1972 г. через р. Оку в Горьком по проектам Гипротрансмоста (см. § 17). Оно смонтировано из двутавровых балок-блоков с развитой нижней полкой-поясом, в котором расположены напрягаемые эле­ менты в виде пучков из 24 проволок диаметром по 5 мм с анкерами МИИТа. Сборные балки-блоки из бетона М-500 были изготовлены по стендовой технологии с натяжением арматурных элементов на упоры. Длина блока — 18,0 м, масса— 13 т. Нижние видимые по­ верхности блоков не имеют выпусков и закладных частей и изготов­ лены с повышенным качеством бетонной поверхности.

Пролетное строение смонтировано из отдельных балок-блоков, поставленных друг к другу с зазором по нижним полкам в 2 см. Внутреннее пространство между блоками заполнено бетоном, кото­ рый работает совместно со сборными элементами на последующие нагрузки.

Примерно с 1966 г. в Англии получили распространение балкиблоки в виде перевернутого Т-образного блока с последующей ук­ ладкой поверху их монолитной плиты проезжей части. Такие мно­ гоячеистые плитные пролетные строения из стандартных балок применяют в мостах с пролетами до 17,0 м.

В США тоже применяют аналогичные сборные балки-блоки длиной 22,25 м, имеющие полки в растянутой зоне и объединяемые

54

Рис. II.11. Плитное пустотелое предварительно напряженное пролетное строение и деталь трубы (США):

в верхнем и нижнем уровне в коробчатые многоячеистые плиты. Например, при ширине проезжей части с тротуарами 13,8 м пролет­ ное строение собирают из 13 балок высотой 1,2 и 1,36 м с расстоя­ нием между ними 1 м. В поперечном направлении поверху нижних полок балки объединены арматурными напрягаемыми стержнями

сшагом 60 см, пропущенными в специальные отверстия в стенках,

иобетонированы. Верхний пояс балок, т. е. плита проезжей части толщиной 18 см, выполнен монолитным. Связь между сборными

элементами и плитой обеспечена петлевыми выпусками из тела ба-

95

лок. В архитектурных целях по наружным плоскостям на всю вы­ соту конструкции дан монолитный железобетон.

Разновидностью применения плитных ячеистых пролетных стро­ ений большой длины служит м о н о л и т н ы й мост, построенный в 1969 г. в США в штате Коннектикут (рис. 11.11, а). При пролете 24 м строительная высота конструкции — 0,98 м (рис. 11.11, б). Для образования пустот здесь применены тонколистовые (0,5 мм) гоф­ рированные металлические трубы (рис. 11.11, в) заводского изготов­ ления с соединением ленты четырехскладчатым щитовым замком (рис. 11.11, г), который значительно повышает жесткость конструк­ ции. При полной ширине пролетного строения 12,5 м в поперечном сечении размещено 11 труб диаметром 81 см, что уменьшило пло­ щадь пустотелого (ячеистого) сечения против сплошного на 40% (см. рис. II.11, б). Спирально рифленые металлические трубы по­ зволяют вибрировать бетонную смесь и укладывать ее в опалубку за один прием. Такая ячеистая конструкция в большей степени от­ вечает предъявляемым требованиям по обеспечению высокого ка­ чества, чем конструкции с извлекаемыми пустотообразователями. Хранение труб допускается на открытом воздухе. При небольшом ржавлении труб улучшается их последующее сцепление с бетоном, так как после бетонирования процесс корродирования прекраща­ ется.

Плитное пролетное строение армировано напряженными пучка­ ми из 40 проволок диаметром по 6,3 мм с прочностью 170 кгс/мм2. Прочность бетона по американскому стандарту при создании пред­

концам к трубам приварены колпаки. Напрягаемые пучки выведе­ ны между трубами на торцы пролетного строения. Пролетное строние бетонировали с приданием верхней поверхности двускатного поперечного профиля проезжей части. Дорожное покрытие толщи­ ной 10 см — это слой битуминизированного водонепроницаемого бе­ тона, уложенного по стеклоткани.

часто применяют пролетные строения индивидуальной проектиров­ ки с пониженной строительной высотой. Так, на эстакадах в Моск­ ве, Куйбышеве и других городах нашли применение пролетные строения длиной 24,0 м (и 28,0 м), монтируемые из сборных дву­ тавровых балок-блоков высотой 1,1 м. В 1970 г. по проекту Гипротрансмоста построен п у т е п р о в о д н а д ж е л е з н о д о р о ж ­

тротуары по 1,85 м (рис. II. 13). Путепровод имеет подходы длиной

96

между балками пролетного строения (см. рис. 11.13). В поперечном сечении путепровода 10 двутавровых предварительно напряженных балок длиной 24 ж и высотой 1,1 ж, они расположены на расстоя­ нии 1,82 ж друг от друга. Балки монтажной массой по 34 т были изготовлены из бетона М-400, армированы горизонтальными напря­ гаемыми пучками по 24 проволоки диаметром 5 мм. Контролируе­ мое усилие в пучке 45,5 тс. Во избежание появления микротрещин в верхнем поясе при передаче усилий предварительного натяжения пучки были заанкерены в балке в соответствии с эпюрой моментов. Выключение части пучков из работы обеспечено изоляцией их (от бетона) бумагой, покрытой битумом. Балки объединяли путем бе­ тонирования стыков в зоне верхней плиты. По плите уложены вы­ равнивающий бетонный слой толщиной 4 см, гидроизоляция— 1 см,

на 45 см.

Котлованы под фундаменты опор разрабатывали в ограждении с многократной оборачиваемостью его металлических конструкций. Все сборные железобетонные конструкции для опор изготовлены на полигоне строительной организации, а для пролетных строений — на заводе мостовых железобетонных конструкций (М Ж БК); их доставляли от завода к месту монтажа по железной дороге.

Сборные конструкции вне зоны железнодорожных путей монти­ ровали двумя гусеничными кранами ДЭК-50 и МКГ-25, что позво­ лило не прекращать движения троллейбусов по привокзальной площади. В пределах железнодорожных путей для монтажа про­ летных строений применены два железнодорожных крана ЭДУ-50 грузоподъемностью по 50 т, работавшие в «окнах» железнодорож­ ного движения. При производстве работ особое внимание обращали на строгую последовательность в установке блоков опор, ригелей и балок пролетных строений. Блоки консольных ригелей опор уста­ навливали после набора проектной прочности бетоном стыка стой­ ки с фундаментом. До омоноличивания двух блоков конструкции сборного ригеля пролетное строение монтировали только над стой­ ками, строго последовательно как поперек, так и вдоль путепровода.

Благодаря применению одностоечных опор и увеличению рас­ стояния между балками пролетного строения достигнуты высокие технико-экономические показатели. На 1 м2 горизонтальной пло­ щади моста расход железобетона составил для опор 0,26 ж3, пролет­ ных строений — 0,27 ж3; трудоемкость монтажа на 1 ж3 сборных конструкций составила 1,43 чел.-дня.

Для более рациональной организации движения транспортных средств в условиях сложившейся планировки и городской застрой­ ки часто путепроводы и эстакадные съезды с больших мостов стро­ ят криволинейными в плане и профиле. Для максимального осво­ бождения подмостового пространства количество стоек в каждой опоре принимают минимальным. При этом опоры сложной конфигу­ рации обычно имеют ригель, полностью или частично (см. рис.II.13) скрытый в конструкции пролетного строения.

98

Ширина проезжей части 8,5 м, тротуары по 1,5 м. Полная длина эстакады с учетом переходного пролета в месте примыкания к мос­ ту — 220 м.

Балочно-разрезные сборные пролетные строения, расположен­ ные по хордам кривой, смонтированы из типовых балок (с каркас­ ной арматурой) длиной по 16,76 м. В поперечном сечении эстакады расположено семь тавровых балок-блоков (рис. 11.15). Конструк­ ция промежуточных балок полностью соответствует типовому про­ екту, а крайние имеют несколько другие размеры плиты в плане. Примыкание эстакады к мосту дано в виде монолитного косого плитного железобетонного балочно-разрезного пролетного строения, сопрягаемого с конструкциями рамно-подвесного моста.

Учитывая, что на криволинейной эстакаде движение односто­ роннее, ее покрытие проезжей части имеет односкатный поперечный уклон в 20% о- Для создания более безопасных условий движения автомобилей в период эксплуатации на проезжей части эстакады с наружной стороны, кроме бортового бордюра высотой 40 см, дано специальное металлическое ограждение высотой 65 см. Огражде­ ние состоит из двух уголков, расположенных параллельно бордюру и закрепленных на металлических стойках, которые жестко соеди­ нены с конструкцией проезжей части.

Фундаменты всех промежуточных опор выполнены на предва­ рительно напряженных сваях сечением 40X40 см длиной 18 м, за­ биваемых с помощью копра из элементов УИКМ. Копер перемеща­ ли над котлованом по мостику, установленному на рельсовом пути по насыпи с балластным песчано-гравийным слоем. Для подачи блоков сборных конструкций и перемещения монтажного козлового крана К-451-И-М грузоподъемностью 65 т на насыпи располагали две рельсовые нитки, а также подъездной путь, примыкающий к существующей железнодорожной ветке. Тело опоры эстакады од­ ностоечное (см. рис. 11.15) оперто на свайный фундамент, в котором