книги из ГПНТБ / Крыльцов, Е. И. Современные железобетонные мосты [монография]
.pdfпролете; |
|
5) боковое |
смещение |
а 1 |
1 = |
17,01 м |
|||
крана и повторение по установке |
|
|
|
||||||
опалубки |
для очередной |
главной |
|
|
|
||||
балки; 6) установка арматуры в |
|
|
|
||||||
опалубку и укладка бетонной сме |
|
|
|
||||||
си; 7) натяжение напрягаемых |
|
|
|
||||||
пучков |
и |
другие |
завершающие |
|
|
|
|||
операции. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М ост ч ер ез о з. |
П ончартрейн |
|
|
|
|||||
|
|
в СШ А |
|
|
|
|
|
|
|
Оригинальным примером зару |
|
|
|
||||||
бежного |
индустриального |
строи |
$ |
|
|
||||
тельства |
|
балочных мостов |
эста |
1=25, Б м |
|||||
кадного |
типа из железобетонных |
|
|
|
|||||
сборных |
|
крупноблочных |
|
конст |
|
|
|
||
рукций служат два автодорож |
|
|
|
||||||
ных моста через оз. Пончартрейн |
|
|
|
||||||
в США, один из которых постро |
|
|
|
||||||
ен в 1956 г., второй в 1969 г. Оба |
|
|
|
||||||
моста (рис. 11.23 и 11.24) |
возведе |
|
|
|
|||||
ны из цельноперевозимых пред |
|
|
|
||||||
варительно напряженных железо |
|
|
|
||||||
бетонных пролетных строений ба |
|
|
|
||||||
лочно-разрезной системы, риге |
|
|
|
||||||
лей-насадок и цилиндрических |
|
|
|
||||||
стоек опор. Длина мостового пе |
|
|
|
||||||
рехода, |
равная 38,4 |
км, |
является |
Рис. |
11.24. |
Поперечные разрезы |
наибольшей в мире. мостов в пролетах 17,07 и 25,6 м
Первый мост1 имеет 2215 про летов по 17,07 м, перекрытых железобетонными ребристыми про
летными строениями (см. рис. II.24), и два судоходных пролета по 30 м с разводными металлическими пролетными строениями, по строенными в 1956 г. и реконструированными в 1969 г.
Ребристые, цельноперевозимые пролетные строения с шириной проезжей части 8,5 м и высотой 1,35 м состоят из семи тавровых балок, объединенных между собой поверху плитой и поперек моста диафрагмами, расположенными через 1,42 м. Предварительное напряжение в конструкции создавали на стендах натяжением 25 напрягаемых тросов в каждой балке. Пролетные строения уста навливали на свайно-рамные опоры моста 200-тонным деррик-кра ном. Цилиндрические сваи-оболочки (по две на каждую опору)
•объединяли с насадкой при помощи пробок, бетонируемых на ме сте через специальные отверстия в голове свай и насадке. Проект ная точность положения свай-оболочек обеспечивалась применени-
1 Подробнее см. Е. И. К р ы л ь ц о в, О. А. П о п о в . Железобетонные мо сты за рубежом. М., Автотрансиздат, 1963 г., 236 с.
111
Рис. 11.25. Плавучий деррик-кран для установки пролетного строения пролетом 17,07 м на опоры
ем металлического каркаса, надеваемого на сваи готовой соседней опоры и фиксирующего место забивки очередных двух свай-оболо чек. Точность расположения насадок-ригелей и опорных частей была обеспечена до десятых долей миллиметра, что значительно упрощало операцию по установке пролетного строения на опорные
части плавучим краном (рис. 11.25). |
в т о р о м у |
автодорож |
||||||
В апреле 1969 г. открыто движение по |
||||||||
ному мосту через оз. Пончартрейн, расположенному |
параллельно |
|||||||
первому |
на расстоянии |
35 |
ж. |
Протяженность |
второго моста на |
|||
70 |
ж |
больше первого. |
Ширина проезжей |
части |
8,5 ж (см. |
|||
рис. |
11.24), расчетная |
скорость |
движения |
транспортных средств |
120 км/ч. Мост имеет 1526 основных пролетов по 25,6 ж, 15 подход ных размером от 12 до 23 ж и два судоходных для большегабарит ных грузов озерного транспорта. Проезжая часть моста на срав нительно большом протяжении расположена на одном уровне (на одной отметке), а в районе подходов к судоходным пролетам она имеет подъем в 30 % о с сопряжением по соответствующим верти кальным кривым продольного профиля.
На основании проведенных технико-экономических исследова ний была подтверждена целесообразность увеличения в 1,5 раза основных пролетов моста, имеющих наибольшее применение, в сравнении с первым мостом, т. е. до 25,6 ж. Такой пролет позволил совместить створы каждой третьей опоры первого и второго мостов, сократить количество деформационных швов.
Одновременно с увеличением длины балочно-разрезного пролет ного строения уменьшено количество главных балок до четырех в поперечном сечении (см. рис. 11.24, б), а количество свай-оболочек в свайно-рамной опоре доведено до трех из расчета предотвращения аварийного случая при столкновении с опорой буксиров и барж, проходящих под мостом.
Обоснованием необходимости строительства второго моста по служило стабильное увеличение интенсивности автомобильного
112
движения в среднем по 6,9% в год. Представляет интерес зависи мость увеличения интенсивности движения по мосту от роста на селения района Нового Орлеана. Так, если в 1957 г. при численно сти населения в 825 тыс. чел. поток транспорта составил 1,2 млн. ед., то в 1966 г. 1005 тыс. чел. он составил 1,96 млн. ед.
Возведение второго моста с южным высоководным и северным разводным пролетами для большегабаритных судов позволило разделить движение по направлениям, что обеспечило повышение безопасности автомобильного и озерного транспорта, скорости езды, уменьшило задержки движения транспортных средств и улучшило условия судоходства, так как к этому времени, т. е. за период с 1963 по 1967 г., количество разводок по первому мосту возросло с 4190 до 10 752 в год. Одновременно были переустроены соответствующие разводные пролетные строения первого моста.
Оба |
моста соединены поперечными съездами-площадками (см. |
рис. |
11.23) в 4 и от каждого конца, а также у судоходных проле |
тов и в середине мостового перехода.
В проектировании и строительстве второго моста, сооруженного через 13 лет после первого, нашли отражение более высокий уро вень как в теории расчетов предварительно напряженных железо бетонных конструкций, так и в технологии бетона, технике изго товления сборных конструкций пролетных строений и опор, мето дах индустриального строительства, а также в области обеспечения безопасности движения автомобильного и озерного транспорта.
Оба моста пересекают пять судоходных каналов в озере, пред назначенных для водного транспорта в виде буксиров и барж. Три канала на обоих мостах перекрыты основными железобетонными балочно-разрезными пролетными строениями, два других канала, по которым пропускают случайные большегабаритные грузы, ка ким обычно является транспортируемое к морю надводное буровое оборудование, на первом мосту были перекрыты одинаковыми ме таллическими разводными пролетными строениями, которые в пе риод строительства второго моста реконструированы в связи с уве личением подмостовых габаритов обоих мостов.
Так, при строительстве второго моста для одного из каналов (северного) старое разводное металлическое пролетное строение было заменено на новое, то же разводное металлическое, аналогич ное пролетному строению второго моста и обеспечивающее увели чение судоходного габарита с 23x7,6 ж до 38X 14,6 м. Оба эти раз водных сооружения на северном канале управляемы из одного контрольного пункта нового (второго) моста. Южный канал пере крыт мостом с увеличением подмостового габарита до 46x16 м в качестве дополнительной меры безопасности и помощи судоход ству. Это мероприятие потребовало для обоих мостов увеличения до 55 м центрального пролета, который перекрыт предварительно напряженными железобетонными балочно-консольными конструк циями с 36-метровым подвесным пролетным строением из легкого бетона.
Во втором мосту 15 пролетов размером от 12 до 23 ж на под ходах к каналам и береговые перекрыты стандартными железобе тонными конструкциями пролетных строений в виде двутавровых балок серии II—IV (см. § 11, рис. П.9), объединенных бетонируе мой по месту плитой проезжей части.
Для всех каналов в пределах пересечения с обоими мостами даны новые защитные шпунтовые ограждения, расположенные в плане параллельно каналу, с расходящимися стенками на подхо дах. Такие шпунтовые стенки-оголовки даны для предохранения проходящих судов от контакта с опорой моста, а также для оттал кивания их (от опоры) с минимальными повреждениями.
Каждая шпунтина имеет достаточную упругость, чтобы подать ся под ударом озерных судов, а ее облицовка может передать нагрузку на шпунт без повреждения судном защитного огражде ния. Опоры разводного пролета— это массивные сборно-монолит ные железобетонные сооружения и судно, пробившее защитное ограждение, не будет иметь такой живой силы, которая способна повредить опору моста. Кроме того, железобетонные опоры козло вого типа обоих мостов у судоходных пролетов сконструированы с таким расчетом, что если любые ее две сваи-оболочки из четырех или четыре из восьми выйдут из работы, то конструкция моста все же не ргазрушится. Не разрушится любое пролетное строение вто рого моста, опирающееся на трехсвайную рамную опору, если одна из ее свай-оболочек будет выключена из работы частично или вы бита.
Гидрологические условия места перехода озера характеризуют ся глубинами воды от 4 до 5 ж с колебанием уровней во время при ливов на 30 см и подъемом при штормах до 2 м в середине озера и до 4 ж у западного берега его. Дно озера имеет слой илов толщи ной 1,5—3 ж, под которым залегают илистые суглинки и глины с линзами песка с общей мощностью слоя 12—18 ж. Ниже идут на большую глубину плотные глины и пески. Поэтому до начала строительства и в процессе его потребовалось опытное погружение свай с целью выявления их действительной несущей способности и уточнения длины с учетом конкретного местоположения той или иной опоры. Характерно, что несмотря на достаточное количество данных, полученных с помощью бурения опытных свай, все же из-за различных подпочвенных отложений было много неожиданно стей и «сюрпризов» в пределах небольших расстояний при погру жении свай в период строительства.
Проектирование моста выполнено по стандартным техническим условиям США для автодорожных мостов е дополнительной про веркой конструкции на ураганный ветер скоростью 240 км/ч. Основные железобетонные пролетные строения и сваи-оболочки за проектированы из тяжелого бетона с прочностью при сжатии по американским стандартам 350 кгс/см2. Результаты испытаний бето на в возрасте 28 дней, а также напрягаемой и ненапрягаемой арма туры для всех конструкций моста показали, что прочность материа лов, уложенных в дело, выше проектной (табл. П.2). Кроме того,
114
|
|
|
Т а б л и ц а II.2 |
|
|
|
|
Данные |
Проектная |
|
Материал элемента |
Вид испытания |
прочность |
|
|
испытаний, |
(текучесть), |
||
|
|
|
кгс/см2 |
|
|
|
|
кгс/см2 |
|
Тяжелый бетон пролетного строе- |
На проч- |
420—490 |
350 |
|
ния |
|
ность при |
|
|
То же, ригеля опоры |
сжатии |
385 440 |
210 |
|
То же |
||||
» |
сваи-оболочки |
и |
420—560 |
350 |
Легкий |
бетон пролетного строения |
На теку- |
420—455 |
420 |
Арматура напрягаемая |
18 000—19 000 |
17 000 |
||
То же, ненапрягаемая |
честь |
5 500— 5 700 |
3 300—3 600 |
|
То же |
испытания опытных образцов в виде цилиндров, взятых из секций свай и хранившихся от первого моста, показали прочность бетона при сжатии до 840 кгс/см2.
Второй мост был построен за 26 месяцев.
Кроме элементов конструкций для 15 пролетных строений под ходов и двух больших судоходных, на приобъектном заводе были изготовлены для второго моста три основных типа одинаковых конструктивных элементов-блоков: 4620 секций цилиндрических свай-оболочек, 1540 насадок-ригелей и 1526 предварительно напря женных пролетных строений для пролетов 25,6 м.
Завод железобетонных конструкций (ЖБК), расположенный вблизи северного устоя моста, был построен в период возведения первого моста и использовался при постройке второго, а также и ряда других, сооружаемых в США.
Центрифугированные железобетонные сваи оболочки (рис. 11.26, б) диаметром 1,64 м с толщиной стенки 13 см монтиро вали обычно из секций длиной 4,88 м, а отдельные секции имели меньшую длину, кратную 1,22 м. Секции объединяли в сваю нуж ной длины в процессе натяжения напрягаемой арматуры в виде 12 проволочных пучков, расположенных в каналах. Каналы в стен ках секций создавали при помощи стержней диаметром 22 мм, за щищенных резиновыми трубками и закрепленными за каркас. Торцы стыкуемых секций предварительно покрывали пластичным высокопрочным раствором. После натяжения пучков каналы инъектировали.
Ригели насадки из обычного железобетона бетонировали в пе ревернутом положении с фиксацией с большой точностью (допуск по высоте не более 0,8 мм) положения анкерных болтов и подферменников под резиновые опорные части.
1526 цельноперевозимых ребристых пролетных строений с оформленной конструкцией проезжей части изготавливали в спе циальных металлических формах-опалубках. При этом сначала укладывали арматуру и натягивали напрягаемые элементы в виде
115
чивали при изготовлении в щитовой опалубке, работающей на винтах.
Полигон ЖБК по изготовлению пролетных строений обслужи вался 300-топным дизель-электрическим объемлющим портальным краном.
Темпы строительства второго моста определялись возмож ностью изготовления на заводе в месяц не менее 90 блоков пролет ных строений. Монтажные работы слагались из трех основных этапов: погружение свай-оболочек, объединение их ригелями и ус тановка пролетных строений на опоры.
|
Организация строительства моста обеспечивалась в |
соответст |
|
вии с графиком |
(рис. 11.27) со следующими исходными |
данными: |
|
1) |
изготовление |
на полигоне пяти пролетных строений |
за 48 ч\ |
2) |
сооружение 90 опор в месяц; 3) опережение забивки свай-оболо |
чек на 100 опорах до установки ригелей; 4) опережение установки ригелей на 100 опорах до монтажа пролетных строений. Графиком предусмотрены также работы по реконструкции судоходных про летных строений первого моста с использованием на этот период для движения транспорта законченных участков второго строяще гося моста.
Сваи-оболочки погружали специальной копровой установкой с использованием шаблона, обеспечивающего точность их положе-
Вид работ |
|
Модернизацияполигонаиначало |
|
работ поизготовлению нон- |
V \ |
стронций
Монтажжелезобетонныхкон
струкций бторогомоста на цчастне 1-пЛ нм
Тоже,на участие1-12.8нм
Тоже, на участкеШ-.И,2км
СооружениенаВтороммостусевер ного металлическогопролетного строения
монтажнаВтороммостужелезобе
тонныхконструкцийюжногобысокободногопролетногостроения
Реконструкциясеверногоразводно гометаллическогопролетного строения перВогомоста
То же, южного
Переключение движения на северный участок второго моста
Тоте,на южный
А-Ж |
1961г. |
|
N |
1- л |
Ш-Ш |
19В8г. |
Ж-Т |
1969г. |
||
Ш-Ш |
н |
& |
Ш-Ш |
Ж-1 |
N |
|||||
|
|
|
|
|
N |
|
|
N |
|
V Vл X4!
А N А V А V
2 VА Vл с
2 л А X2
л А N А N О V ■л N А
А \ А
А \ А \ V \ 1
л \ Х^кV А V
2 Л XА XА
А X 2
Рис. 11.27. Календарный график производства работ
117
монтажа пролетные строения доставляли на баржах группами по
десять, т. е. соответственно |
темпу их монтажа — 10 |
пролетных |
|||
строений |
в день. При |
транспортировании |
и монтажа |
пролетных |
|
строений |
(рис. 11.28) |
была |
использована |
специальная |
траверса- |
рама с отверстиями в ее четырех углах. Она позволяла регулиро вать с точностью до 3 мм положение устанавливаемого блока по анкерным болтам, специально забетонированным по два в каждом ригеле-насадке. Благодаря высокой точности изготовления конст рукций все работы по монтажу были выполнены в сжатые сроки без дополнительных (добавочных) операций.
Монтажные работы при сооружении высоководных и развод ных пролетных строений проведены с максимальным укрупнением сборных конструкций до установки в проектное положение.
Железобетонные конструкции фундаментов опор разводных пролетов первого моста были разобраны взрывным способом. Для исключения повреждения новых конструкций старые взрывали в определенной последовательности, применяя специальные под водные экраны как в виде мешков с песком, уложенных по низу фундаментов, так и труб для нагнетания воздуха, размещаемых между фундаментом первого моста и сваями-оболочками второго, чтобы создавать турбулентность движения воды и предотвращать передачу давления от взрыва на сваи-оболочки новой опоры.
Приведенные индустриальные конструкции находят в США широкое применение на строительстве балочно-разрезных сборных железобетонных автодорожных мостов. Так, построены за послед ние годы: мост-тоннель через Чесапикский залив, мост на плотине Боннет Карэ, два сооружения в Пенсаколе (штат Флорида), желез нодорожный через залив Санта Луи и другие мосты большой про тяженности через болота на юго-востоке США. Для возможности монтажа крупноблочных конструкций пролетных строений и опор в ряде случаев вдоль сооружения разрабатывали специальные су доходные каналы, которые после окончания строительства были замыты.
Учитывая возрастающее значение сохранения окружающей сре ды, в том числе лесных массивов и полевых угодий, трасса новых дорог и искусственных сооружений должна проходить преимуще ственно по обводненным, заболоченным и другим аналогичным уча сткам земли. В таких условиях крупноблочные многопролетные мосты имеют определенную перспективу дальнейшего развития и применения во многих странах.