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

те проезжей части толщиной 32 м. По концам этих балок даны поперечные балки.

Балка жесткости моста имеет тот недостаток, что ванты смеще­ ны к наружным стенкам и, следовательно, создают дополнительный момент от эксцентричного расположения, который воспринимается мощными поперечными балками в местах крепления вантов к балке жесткости. Так как пилоны пропущены через коробки, балка жест­ кости лишена здесь свободных перемещений. На всем остальном протяжении она имеет возможность продольного перемещения и поддерживается с обеих сторон от пилона вантами на расстояниях 47.5 и 95,0 м. Участок закрепления длинного ванта расположен над опорой крайнего берегового пролета балки жесткости, для повы­ шения устойчивости которой дана пригрузка балластом (в пролете

77.5 м) .

Продольное предварительное напряжение коробчатых балок

вкрайних пролетах создано напрягаемыми проволочными канатами

вколичестве до 54 с усилием по 116 тс; в других пролетах количест­ во напрягаемых канатов снижается до 10. В верхних плитах этих балок предварительное напряжение в поперечном направлении соз­ дано напряженными канатами усилием по 43 тс, расположенными через 0,3—0,44 м. Относительно повышенное поперечное предвари­ тельное напряжение верхних плит вызвано наличием внецентренно-

го присоединения вантов к балке жесткости, которое сопряжено

сзначительной работой поперечной конструкции на кручение.

Вместах сопряжения коробчатой балки жесткости с пилонами конструкция опорных частей должна обеспечивать поперечные де­ формации балки от разницы температур коробчатой балки и опоры, от усадки и ползучести бетона коробок и промежуточной конструк­ ции проезжей части. Кроме того, пилоны, воспринимающие ветро­ вую нагрузку, не должны иметь существенных колебаний с тем, что­ бы не вызвать динамического эффекта. С учетом такой работы даны три типа опорных частей в каждом пересечении ноги пилона с ко­ робкой балки жесткости:

1)на восприятие опорных реакций в 1000 тс установлены у бо­ ковых (наружных) стенок коробок каучуковые опорные части — резиновые элементы толщиной 6 см;

2)горизонтальные продольные усилия от тормозных сил и изме­ нений натяжения вантов воспринимаются двумя каучуковыми опор­ ными частями толщиной по 12,5 см, которые расположены между нижней плитой коробки и поперечной (поперек моста) стенкой ноги пилона. Эти опорные части рассчитаны на усилие в 250 тс;

ми частями, расположенными между наружной поверхностью ноги пилона и плитами коробки. В этих опорных частях создано предва­ рительное напряжение плоскими домкратами Фрейсине в целях обе­ спечения необходимого уплотнения швов опорных частей.

Вантовые фермы расположены вертикально. Ванты предусмот­ рены из канатов, заключенных в предварительно напряженную

342

wo

го 20(16). Большая часть канатов проходит через вершину пилона не прерываясь; 12 канатов из 56 заанкерены на пилоне.

Каждый канат состоит из 12 семипроволочных прядей с диамет­ ром по 16 мм при прочности 180 кгс/мм2. Разрывное усилие одного каната 312 тс.

Предварительное напряжение железобетонных вантов повышает жесткость их в 4 раза против таких же вант, но без обоймы, что существенно влияет на снижение изгибающих моментов в балке жесткости и предохраняет проволочные пряди от коррозии.

Для устранения возможности появления растягивающих усилий в вантах предварительное напряжение в них задано с превышением на 1,10 действия постоянной и на 1,30 временной нагрузок. Общая величина предварительного напряжения вантов составляла 40—45% от разрушающего усилия. Это имеет важное значение для уменьшения влияния релаксации напрягаемой стали в бетоне. Доля участия работы вантов составляет под действием вертикальных на­ грузок 80% и собственное предварительное напряжение — 20%.

Так как железобетонные предварительно напряженные сборные обоймы вантов, повышая общую жесткость системы, провисают и этим вызывают напряжения от изгиба, вантам придан обратный выгиб величиной 70 см, уменьшающийся при полной загрузке до 55 см.

Влияние усадки и ползучести бетона на усилия в вантовой си­ стеме не оказывает существенного влияния на перераспределение усилий в балке жесткости, но имеет существенное значение для на­ пряжений в вантах.

При отношении жесткости бетона и стали вантов 2 : 1 можно было ожидать потери напряжений в бетоне до 7з величины от дей­ ствия постоянной нагрузки. С целью снижения этого влияния блоки

343

таком расчете, производимом с применением метода конечных эле­ ментов, рассматривали ограниченную длину участка балки (в дан­ ном случае около 20 м), считая прилегающие участки самих коро­ бок балок жесткости.

В результате расчетов получено, что соотношения передаваемых частей усилия вантов Ти Т2 и Т3 примерно равны соотношению пло­

344

щадей нижней плиты, боковых стенок и верхней плиты на участке прикрепления вантов.

Напряжения сдвига в узле соединения сравнительно высокие и для восприятия их дано поперечное предварительное напряжение такой величины, чтобы главные растягивающие напряжения в узле были преодолены (рис. V.31).

Важным вопросом сооружения вантовой фермы был учет формы продольного изгиба участков балки жесткости. Исходя из предпо­ ложения, что ванты не ослаблены трещинами, а балка жесткости ослаблена, была установлена величина критической длины участка балки жесткости, работающего в условиях внецентренного сжатия. Этот участок равен расстоянию между центрами прикрепления вант, т. е. 47,5 м. С другой стороны, полагая, что в вантах возникли трещины, а балка жесткости их не имеет, величина критической длины ее участка, определенная методом интерации, оказалась рав­ ной 75 м. Эти расчеты послужили основанием для принятия сечений элементов балки жесткости на участке длиной 77,5 м такими же, как и на участке длиной 47,5 м.

При строительстве моста фундаменты опор возводили подвод­ ным бетонированием в шпунтовом ограждении. Наибольший объем подводного бетона был уложен при устройстве опор под пилоны моста — по 3300 мг на каждую опору. Так как бетонирование шло медленно (50 м3 в час), то применяли добавки, замедляющие схва­ тывание.

Сборные пролетные строения эстакады сооружали секциями по 15 блоков-секций в пролете, соединяемых на клеевых стыках. При этом сначала портальным (козловым) краном устанавливали надопорный блок-секцию коробчатой балки. Присоединяли тем же краном следующий блок-секцию и временно закрепляли при по­ мощи пяти штырей, вставляемых в верхней плите коробчатого бло­ ка, и посредством зуба на торцах смежных блоков. Затем устанав­ ливали блок-секцию с другой стороны опоры. Для последующих двух пар блоков-секций устанавливали вспомогательную сборно­ разборную опору, которую переставляли по мере монтажа пролет­ ного строения.

После монтажа пролетного строения между двумя смежными опорами бетонировали на месте его шов шириной 1,2 м и создавали предварительное напряжение. Темп монтажа пролетного строения эстакады составил один пролет в три недели.

Блоки-секции коробчатого пролетного строения изготавливали на полевом заводе-полигоне, расположенном вдоль берега реки. Блоки распалубливали при прочности бетона 300 кгс/см2. При двух комплектах наружных и внутренних опалубочных форм в среднем в сутки изготавливали один блок-секцию.

Устройство вантового пролетного строения, связанное с устрой­ ством вантов и пилонов, не позволяет разделить весь строительный процесс на несколько периодически повторяющихся циклов и свя­ зано со сложными технологическими операциями на различных этапах возведения вантовых ферм.

345

Рис. V.32. Четыре стадии (I—IV) строительства вантового пролетного строения

Порядок постройки вантового пролетного строения (рис. V.32) определился следующими этапами технологических операций:

1) сооружение 77,5-метровых левобережного и правобережного участков вантового пролетного строения при помощи металлических ферм-подмостей и козловых (портальных) кранов, а также двух временных промежуточных опор для опирания секций левобереж­ ной сборной части балок жесткости длиной по 47,5 м. Правобереж­ ный участок изготовлен полностью в пролете;

2)монтаж вантовых 95-метровых береговых участков при по­ мощи металлических подмостей и кранов; омоноличивание оболоч­ ки вантов, состоящей из секций по 5,15 м массой до 10 г, с соеди­ нением поперечных стыков шириной 40 см при помощи выпусков арматуры. После окончания монтажа оболочки вантов береговых пролетов концы их закрепляют в балках жесткости;

3)монтаж речных консольных участков вантового пролетного строения при помощи вспомогательной металлической конструкции усиленной шпренгелем — временными оттяжками-вантами; монтаж вантов и следующего участка балки жесткости с повторением циклов;

4)после выверки положения вантов и балки жесткости натяже­ ние напрягаемых прядевых элементов, инъектирование их каналов

изамыкание стыков участков балок жесткости;

5)устройство пилонов и соединительной поперечной балки; мон­ таж подвесных балок-блоков массой по 435 тс подачей их в пролет плавучими средствами и при помощи системы полиспастов.

Все работы по устройству вантов ведутся 15-тонными башенны­ ми кранами высотой 65 м, который передвигается посередине проез­ жей части моста.

§ 28. ВИСЯЧИЕ МОСТЫ И МОСТЫ-ЛЕНТЫ

Собственно висячие (цепные) мосты возводят значительно реже, чем вантовые. Несколько висячих мостов с железобетонными бал­ ками жесткости построено за последний период в Норвегии и Ка­ наде.

346

Новая разновидность висячих железобетонных мостов — мостыленты, т. е. мосты с пролетным строением в виде гибких лент, пред­ ставляют собой конструкцию с очень пологим висячим поясом, про­ ходящим через преобразованную в гибкую ленту предварительно напряженную железобетонную плиту (с проезжей частью), и за­ крепленном с двух сторон в специальных концевых анкерах-масси­

Рассматриваются возможности мостовых переходов через глу­ бокие водные преграды при помощи плавучего железобетонного мо­ ста, который представляет собой конструкцию тоже в виде цепи, находящейся в водной среде.

Висячие мосты

Первыми наиболее значительными примерами среди построен­ ных железобетонных мостов висячих (цепных) систем явились два трехпролетных моста с центральными пролетами в 56 и 100 м через

Мост с центральным пролетом 100 м имеет два боковых пролета по 40 м (рис. V.33, а) при ширине в свету между перилами 18,3 м.

Основания опор моста естественные. Устои сооружены в виде железобетонных ящиков, заполненных песком. Фундаменты пилонов — железобетонные пустотелые с уширенной пятой по подошве; в стенках имеются прорези для установки гидравлических дом­ кратов.

Две двутавровые железобетонные широкополые балки жестко­ сти высотой 2,38 м и толщиной до 40 см расположены на расстоянии 14 м друг от друга и связаны поверху поперечными балками и пли­ той проезжей части. Балки жесткости подвешены к канатам из 2070 оцинкованных проволок диаметром по 5 мм каждый и со стре­ лок провеса 9 м, т. е. Vio.e пролета. Балки были забетонированы на сплошных подмостях. Предварительное напряжение системы созда­ но освобождением балки от подмостей путем поочередного верти­ кального поднятия обоих пилонов при помощи восьми гидравличе­ ских домкратов, т. е., поднимая пилоны, создавали натяжение цепи (канатов) и выгиб балки жесткости.

Расчетная нагрузка моста: автодорожная сосредоточенная от трех грузовых автомобилей — 35,5 тс и равномерно-распределен­ ная — 0,37 тс/м2, а также трамвайный путь — 2,5 тс/пог. м. Макси­ мальные напряжения в бетоне достигают 147 кГс/см2 и в армату­ ре — 80 кгс/мм2.

1 Е. И. К р ы л ь ц о в, О. А. П о п о в . Железобетонные мосты за рубежом.

М., «Транспорт», 1963, 236 с.

347

В т о р о й а н а л о г и ч н ы й мо с т (рис. V.33,6) с централь­ ным пролетом около 56 ж и боковыми по 18 ж в поперечном сечении состоит из двух двутавровых балок высотой 1,6 ж, расположенных на расстоянии 6 ж друг от друга и объединенных поперечными бал­ ками и плитой проезжей части. Центральный пролет 56 ж является наименьшим пределом целесообразного применения данной висячей системы в железобетонных мостах.

Опоры моста сооружены на естественном основании. Железобе­ тонные пилоны высотой более 18 ж имеют шарнир на уровне 7 ж от фундамента. Устои в виде железобетонных ящиков размером в пла­ не 6,5x13 мм и высотой 4 ж заполнены песком для восприятия от­

348

рицательных реакций. На одном устое опорная реакция передается через шарнир, работающий как неподвижная опорная часть, а на другом через качающиеся тяги с проушинами, которые обеспечива­ ют возможность необходимого продольного перемещения конца балки жесткости.

Канаты диаметром 125 мм в центральном пролете расположены по параболе и состоят каждый из 510 оцинкованных параллельно расположенных проволок диаметром по 5 мм. Два главных каната, находясь в пролете на расстоянии 9,1 м друг от друга, соединены друг с другом и представляют собой части одного бесконечного пуч­

разделен на три пряди по 170 проволок, каждая из которых разме­ щена в соответствующем канале диаметром 16 см. Пологость троса составляет V i3,4 пролета, стрела прогиба — 4 м. Подвески с шагом 4 м даны только в центральном пролете.

Железобетонные пилоны и их поперечные связи бетонировали на 36 см ниже проектного их положения. После укладки каната на подушки пилона и вокруг концевых блоков оба пилона поднимали одновременно восемью гидравлическими домкратами (по четыре на один пилон) и устанавливали между домкратами шарниры из ли­ той стали. Подъемом пилонов создано предварительное напряжение усилием в 1430 тс. Для дополнительной защиты после создания предварительного напряжения канаты обмотали мягкой оцинкован­ ной проволокой диаметром 3,5 мм.

Бетонировали этот мост тоже на сплошных подмостях. Существенный недостаток рассматриваемых безраспорных же­

лезобетонных мостов висячей системы — необходимость применения сплошных подмостей для монтажа конструкции. Это обстоятельст­ во, значительно снижая экономические показатели таких мостов, ограничивает сферу их применения.

навесного монтажа балки жесткости из сборных элементов без при­ менения подмостей. Мост пересекает бурную р. Гудзон Хоуп одним пролетным строением пролетом 207,4 м (рис. V.34).

Сборная железобетонная балка жесткости смонтирована из 32 блоков-секций высотой 1,22 м, длиной 6,1 м и шириной, равной ширине моста (11,29 м). На конце каждого блока массой 90 г с на­ ружных сторон даны консольные выступы за линией перил. Рас­ стояние между консольными выступами блока-секции соответствует расстоянию между подвесками висячей системы, которыми его под­ вешивали при сборке. Блоки-секции объединены натяжением про­ дольной непрерывной канатной арматурой.

После возведения железобетонных пилонов блоки-секции, изго­ товленные по 16 на каждом берегу реки, доставляли на платфор­ мах трейлерами к пилонам с речной стороны. На этих же платфор­ мах блоки-секции подавали к месту установки при помощи специальной тележки, передвигавшейся по монтажным канатам,

349