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

со сплошпостенчатыми балками, из-за большей трудоемкости из­ готовления и монтажа не получили широкого распространения.

Примером коробчатого пролетного строения со сплошной стен­ кой переменной высоты с пролетами в свету 60 и 80 м могут слу­ жить типовые решения конструкции, разработанные Союздорпроектом в 1966 г. для мостов рамно-консольной системы с подвесными балочными строениями. Сборная конструкция рамно-консольного моста с пролетами 84,1 м включает две или более Т-образные ра­ мы, состоящие каждая из вертикальной опоры, жестко связанной с уравновешенными консольными ригелями, образующими вместе с подвесными разрезными балками пролетное строение моста (рис. IV.5). Для проезжей части шириной 14 м с двумя тротуарами по 2,25 м консоли компонуют из трех раздельных элементов-блоков, промежутки между которыми перекрывают плитами, соединенными с коробками при помощи омоноличивания выпусков арматуры и закладных деталей. Этот тип соединений характерен для многих сборных конструкций консольных систем с элементами, составлен­ ными из отдельных плит или балок-блоков с последующим омоноличиванием швов.

По верху коробок укладывают напрягаемые арматурные пучки из высокопрочной проволоки диаметром 5 мм, которые натягивают домкратами двойного действия и анкеруют в приливах под верхней плитой каждого блока-секции. Бетон пролетного строения М-400, Стыки блоков-секций предусмотрены сухие с заполнением клеем на основе эпоксидной смолы. Надопорный блок-секцию монтируют

Рис. IV.5. Типовое решение конструкции пролетного строения пролетом 84,1 м рамно-консольного моста с подвесной балкой

240

Рис. IV.6. Армирование коробчатой консоли рамного моста через р. Томь в Томске:

/ — бетон омоноличивания пучков; 2 — напрягаемые пучки; 3 — анкеры пучков; 4 — монолит­ ный шов

с последующим омоноличиванием бетонного армированного шва, примыкающего к опоре. Для обеспечения более равномерного рас­ пределения нагрузки поперек моста концы консольных элементов объединены сплошной поперечной диафрагмой, на которую опи­ рается балочно-разрезное сборное подвесное пролетное строение (см. рис. IV.5), монтируемое из шести предварительно напряжен­ ных тавровых балок-блоков.

Типовые решения конструкции Союздорпроекта имеют удовлет­ ворительные технико-экономические показатели. Так, например, при проектировании моста через р. Томь в Томске по варианту с при­ менением типового решения конструкции для рамно-консольного пролетного строения с пролетами по 80 ж (рис. IV.6) получен сле­ дующий расход основных материалов на 1 ж2 горизонтальной пло­ щади моста: железобетон предварительно напряженный — 0,60 ж3, обычный (включая тротуары, перила и т. п.) — 0,1 ж3; арматура на­ прягаемая — 24,6 кг и анкерные закрепления — 4,7 кг.

§20. СБОРНЫЕ РАМНО-КОНСОЛЬНЫЕ МОСТЫ

СПРОЛЕТАМИ МЕНЬШЕ 100 м

Сборные рамно-консольные и рамно-подвесные мосты с проле­ тами меньше 100 ж обычно сооружают из двутавровых или коробча­ тых блоков. Размеры блоков назначают с учетом способов перевоз­ ки и монтажа, а также изготовления их без укрупнительной сборки.

Мосты с пролетами до 60 ж при подвесных пролетных строениях, изготавливаемых в опалубке типовых конструкций, имеют обычно длину каждой консоли (с учетом ширины опоры) не более 20 ж. В этих условиях целесообразны для ригеля рам тавровые цельноперевозимые балки-блоки. В отдельных же случаях, например на мос­

241

ту через р. Днепр в Могилеве, такие блоки-балки экономически оп­ равданы и для пролетов большей величины. Однако при пролетах больше 60 ж широкое применение нашли коробчатые сборные кон­ струкции.

Из коробчатых блоков-секций возведены рамно-консольные пролетные строения мостов через р. Оку, р. Восточную Шельду в Голландии, строится мост через р. Самару и др.

Наиболее распространенный способ монтажа современных сборных консольных мостов — навесная сборка.

Т-образных рам с подвесными 33-метровыми балочными пролетны­ ми строениями (рис. IV.7). Левобережная и правобережная эстака­ ды балочно-разрезной системы имеют пролетные строения, анало­ гичные подвесным.

Левобережные и речные опоры расположены на железобетон­ ных оболочках наружным диаметром 1,6 ж с бетонным заполнени­ ем, а правобережные — на естественном основании. Нижняя часть тела опор (рис. IV.8) возведена массивной с облицовкой из бетон­ ных блоков М-400 с заполнением внутренней полости бетоном М-200. Верхняя часть тела опор предусмотрена тоже из оболочек диаметром 1,6 ж и толщиной стенок 15 см. Оболочки-стойки в верх­ нем и нижнем торцовых участках на длине 2—3 ж заполнены бето­ ном М-400, а в средней части они пустотелые с утолщением стенки оболочек еще на 17 см, т. е. внутренний диаметр полости равен

0,96 ж.

В поперечном сечении сборного рамно-консольного пролетного строения два коробчатых ригеля расположены на расстоянии 6,26 ж друг от друга. Каждый коробчатый ригель омоноличен с опо­ рой-стойкой, состоящей из четырех оболочек (см. рис. IV.8). Между собой ригели объединены вдоль плитой пролетного строения, а по­ перек— диафрагмами над опорой и на концах консоли. Особен­ ностью конструкции данного моста является узел соединения кон­ соли пролетного строения с опорой-стойкой из сборных центрифу­

монтируют из шести коробчатых блоков-секций на плоских клеевых соединениях.

Длина блоков-секций изменяется от 2,62 до 3,75 ж, а их масса колеблется от 37,6 до 44,5 т.

242

Рис. IV.7. Консоль сборного пролетного строения моста через р. Самару и деталь опирания подвесных балок на консоль:

В качестве напрягаемой арматуры применены пучки из 24 про­ волок диаметром 5 мм с контролируемым усилием в 42 тс. Пучки натягивают домкратами двойного действия и анкеруют без переги­ бов непосредственно на плите коробчатого блока-секции при помо­ щи специальных металлических упоров, закрепленных в бетоне. Ненапрягаемая рабочая и конструктивная арматура из стали ВСт.Зсп2 класса A-I и ВСт.5сп2 класса А-П по ГОСТ 380—71 объе­ динена для каждого блока-секции в сварные сетки. Из торцов верх­ ней плиты этих блоков-секций выпущены стержни для соединения с монтажной арматурой, укладываемой над напрягаемыми пучками.

Ввиду несовпадения плоскостей несущих конструкций ригеля рамы и подвесных балок-блоков концевая диафрагма консолей уси­ лена поперечными напрягаемыми пучками.

243

Для изготовления блоков-секций бетонная смесь предусмотрена на портландцементе марки 600—700 с расходом его не более 450 кг/м3, цемент чисто клинкерный с содержанием C3AI в клинке­ ре не более 8% и без добавок. Непригоден для бетона пластифици­ рованный цемент, замедляющий твердение смеси в первый период. Крупный заполнитель — промытый щебень из морозостойких гор­ ных пород прочностью при сжатии не ниже 1000 кгс/см2. Фракции 5—10 и 10—20 мм для бетонной смеси дозируют раздельно; содер­ жание глинистых (илистых) и пылеватых частиц в них допускается не более 1% по массе. Мелкий заполнитель — промытый крупно­ зернистый и мелкозернистый песок с содержанием глинистых и пы­ леватых частиц не более 2% по массе. Осадка конуса бетонной сме­ си не более 2 см с учетом принятых способов укладки и уплотнения смеси; водоцементное отношение не более 0,4. Забетонированный коробчатый блок-секцию пропаривают по мягкому режиму, т. е. с обеспечением необходимой выдержки, а также медленного повыше­ ния и снижения температуры, и обеспечивают тщательный уход в первые 7—10 дней.

При изготовлении плитных балок, укладываемых между короб­ чатыми консолями ригелей пролетного строения, предусмотрены

Рис. IV.8. Речная опора моста

опалубку очищают и смазывают 50-процентным раствором суль­ фатно-спиртовой барды. После распалубливания сразу же обраба­ тывают торцы плитных блоков щетками для придания шерохова­ тости, а перед укладкой бетонной смеси (омоноличивания блоков) смазывают 4-процентным раствором соляной кислоты. Бетон омоно­ личивания М-400 на портландцементе с водоцементным отношением не более 0,4.

Возведение рамно-консольного пролетного строения слагается из следующих основных этапов:

1)сооружение надопорного монолитного железобетонного бло­ ка-секции для одной или сразу двух (в поперечном сечении) ветвей консоли. Вторая ветвь бетонируется одновременно с соединяющей их диафрагмой;

2)навесной монтаж кранами СПК-65 консолей пролетного стро­ ения из блоков-секций с клеевыми соединениями и натяжением части напрягаемых пучков. При этом соблюдается последователь­ ность, исключающая появление в конструкциях высоких напряже­ ний и деформаций;

3)объединение концевых блоков-секций консоли пролетного строения монолитными диафрагмами;

4)монтаж подвесного пролетного строения (по достижению бе­ тоном концевых участков 70% марочной прочности) консольно­ шлюзовым краном с одновременным натяжением остальных напря­ гаемых пучков в консольной части пролетного строения. Про­ тивоположный незагруженный конец консоли временно пригружается;

5)бетонирование открытых каналов напрягаемых пучков и про­ дольных швов между балками-блоками подвесных пролетных строе­ ний (по окончании монтажа крупноблочных сборных конструкций),

установка тротуарных блоков и оформление проезжей части. Подвесные балки-блоки соединяют с консолями ригеля на ви­

сячих опорных частях (см. рис. IV.7), имеющих закладные метал­ лические детали, объединенные вертикальными тягами. В концевых коробчатых блоках-секциях напрягаемые пучки имеют перегиб и заведены ниже закладных деталей опорных частей. Каждая заклад­ ная деталь состоит из двух фасонок, упорного уголка, накладки и коротышей. Материал детали — сталь М16С или Ст.Зсп для свар­ ных мостов. Тяга соединена с фасонками специальными шарнира­ ми, образующими вместе с закладными деталями конструкцию опорных цапф. Выступающие из тела бетона закладные детали име­ ют соосные выточки диаметром 102 мм, а тяга — отверстие диамет­ ром 101 мм, куда вставляют 100-миллиметровые шарниры. Поверх­ ности этих деталей защищают от коррозии, обрабатывая специаль­ ным составом, включающим цинковую пыль, лак ХСЛ, ацетон и растворитель. Фасонки закрепляют в бетоне арматурными анкера­ ми из круглой стали марки ВСт.Зсп2 диаметром 26 мм. Передача усилий на бетон осуществляется через 30-миллиметровые накладки и упорный уголок. Для обеспечения качественного бетонирования в фасонках есть специальные отверстия. В подвижных или неподвиж­

245

ных опорных частях даны дополнительные детали, исключающие смещения опорных частей как вдоль, так и поперек моста.

При возведении конструкций с таким типом соединений необхо­ димо обращать особое внимание на сохранение соосности шарниров, так как при несовпадении центров шарниров система превращает­ ся в статически неопределимую и последующие пластические де­ формации бетона могут вызвать перенапряжения в отдельных се­ чениях.

Расход основных материалов на 1 ж2 горизонтальной площади моста для русловых пролетных строений составляет: бетона — 0,64 ж3 в том числе на сборные консольные части с подвесными балками (без учета надопорного участка) — 0,51 ж3, арматуры на­ прягаемой— 21,3 кг, ненапрягаемой — 82 кг, в том числе для над­ опорного участка — 61,5 кг.

Мост через р. Оку

В 1972 г. сдан в эксплуатацию железобетонный мост через р. Оку с судоходными пролетами по 84,0 ж и пойменными по 32,64 ж

трансмостом, отвечал требованиям поточно-скоростного строитель­ ства с максимальным использованием унифицированных 32-метро­ вых тавровых балок высотой 1,73 ж, изготовление которых хорошо освоено Бескудниковским заводом МЖБК.

Применение цельноперевозимых балок и других элементов за­ водского изготовления позволило значительно повысить про­ изводительность монтажа сборных конструкций моста.

Опоры левобережной и части правобережной эстакад сооружены на свайных основаниях из забивных железобетонных предваритель­ но напряженных свай сечением 40x40 см и длиной до 16 ж с несу­ щей способностью до 140 тс, а опоры судоходной части моста и ос­ тальной части правобережной эстакады — на опускных колодцах соответственно с размерами в плане 7,0X11,2 и 7,0X22,0 ж, высо­ той 10,5 и 11,0 ж, массой 750 и 1655 т. Тело опор в зоне переменного уровня воды возведено сплошным из монолитного бетона, верхняя часть тела опор представляет собой стойки, объединенные насад­ ками-ригелями. Каждая опора рамно-консольной части моста в зо­ не переменного уровня имеет сплошное сечение 3,6X20,1 ж, а выше дана в виде двух железобетонных коробок с наружными размерами 6,18x3,2 ж при толщине стенок 0,4 ж.

Три Т-образные рамы длиной по 51,2 ж соединены подвесными балками с пролетом 32,8 ж. Ригели консольных рам в поперечном сечении моста состоят из двух коробок с расстоянием в осях 10,84 ж, объединенных поверху на ширине 3,72 ж сборной плитой. Ширина

246

Рис. IV. 10. Армирование консоли пролетного строения моста через р. Оку:

/ —монолитный железобетонный стык; 2 — напрягаемая арматура; 3 — петлевой выпуск ар­ матуры; 4 — каналы для напрягаемых пучков, обрываемых на торцах блоков-секций; 5 — анкерные шайбы; 6 — каналы для пучков, обрываемых в пролете

щений (см. рис. IV. 10). Анкеруемые в стенках пучки имеют перегиб с заходом в стенку коробчатого блока-секции.

Особенность рамно-консольного пролетного строения — располо­ жение напрягаемой арматуры (пучков) в закрытых каналах с вы­ водом ее на торцы соединяемых блоков-секций. Повышая антикор­ розийную надежность, расположение пучков в закрытых каналах создает условия для ускорения темпов монтажа, позволяя сразу же после установки блоков-секций в пролет переходить к устройству проезжей части моста, устраняет необходимость во временных на­ прягаемых пучках для обжатия нижней плиты на период монтажа, упрощает опалубку блоков-секций ввиду отсутствия специальных железобетонных упоров для анкеров, дает возможность уменьшить толщину стенок коробчатого ригеля за счет создания в них пред­ варительного напряжения. К преимуществам принятого конструк­ тивного решения следует также отнести более равномерное обжа­ тие поперечного сечения блоков-секций, соединяемых на клеевых швах, и уменьшение толщины верхней плиты пролетного строения.

Контролируемое усилие в пучке с учетом перетяжки в течение 10 мин на 10% составляло 114 тс. Часть напрягаемых пучков на тор­ це консоли натягивали до установки подвесных балок-блоков, ос­ тальные натягивали после пригруза каждой коробки не менее чем двумя балками-блоками подвесного пролетного строения.

Ненапрягаемая арматура изготовлена из стали ВСт.Зсп2 и ВСт.5сп2 с расходом на 1 м3 железобетона: круглой— 16,1 кг, пе­ риодического профиля — 89,5 кг, прокатного металла на закладные детали — 4 кг. Арматура до установки в опалубку была предвари­

248

тельно объединена в сетки и каркасы, места анкеровки напрягае­ мых пучков дополнительно усилены сетками и спиралями из вось­ мимиллиметровой проволоки длиной по 200 мм. Блоки-секции изго­ товлены из гидротехнического бетона М-400 и Мрз-200. Блоки коробчатого сечения бетонировали на приобъектном полигоне, при­ чем затраты труда на их изготовление с устройством каналов не превысили трудозатрат для аналогичных сборных блоков-секций из плитных элементов на мосту через р. Волгу, где напрягаемая арма­ тура расположена в открытых каналах.

Блоки-секции для каждой сборной консоли изготавливали на специальном стенде по способу «торец в торец». Наружная опалуб­ ка блоков металлическая в виде жестких щитов, а внутренняя де­ ревянная. Каналы образованы стальными трубами диаметром 70 мм. Если угол перегиба пучка был не больше 4°, то трубы из­ влекали после бетонирования блоков, а в остальных случаях зара­ нее изогнутые трубы оставляли в конструкции. Блок-секцию бето­ нировали в два приема: вначале стенки и верхнюю плиту, а затем нижнюю плиту. Опережение бетонирования стенок и верхних плит позволяло до окончания всех работ переставлять металлическую опалубку для последующего блока-секции. На двух стендах ежеме­ сячно изготавливали по 10 блоков-секций. После достижения про­ ектной прочности блоки-секции на трейлерах подавали на берег, краном ДК-65 погружали на плашкоут и транспортировали в про­ лет для монтажа консолей ригеля.

Навесной монтаж консольных пролетных строений вели челноч­ ным способом при помощи крана СПК-65. Первые блоки объединя­ ли с надопорной частью рам на мокрых стыках после строгого гео­ дезического контроля их положения, а остальные на клеевых.

После монтажа консолей и натяжения всех напрягаемых пуч­ ков в весенне-летний период все каналы заинъектировали цемент­ ным раствором, приготовленным на высокомарочном цементе с при­ бавлением пластифицирующих добавок, при водо-цементном отноше­ нии, равном 0,38, и водоотделении в пределах 0,5—1,5%• Марочная прочность раствора составила 350—450 кгс/см2. Качество инъектирования обеспечивали соблюдением специальной технологии с использованием тройниковых отводов в надопорной части и отвер­ стий в анкерах. Темп инъектирования составлял 25—30 полуканалов по длине консоли в смену. Одновременно с инъектированием кана­ лов шли работы по устройству проезжей части, что способствовало сокращению сроков строительства.

В месте продольно-неподвижного соединения подвесного пролет­ ного строения с консолью дана непрерывная вставка в виде плиты из полимербетона и выступа с устройством прорезей по контакту с торцами соединяемых конструкций (рис. IV.11, а). Деформацион­ ные швы из толстолистового металла выполнены в виде гребенча­ той конструкции с тягой и пружиной (рис. IV. 11, б), закрепленной на концах соединяемых пролетных строений.

Ограждение проезжей части моста в виде металлического вол­ нистого листа закреплено на металлических трубках, выпущенных

249