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

Рис. VI.12. Монтаж надарочного пролетного строения 45-тонными портальными кранами

связанных между собой распорками, и рамного надарочного строе­ ния. Расстояние между осями арок поперек моста составляет 2,9 м. Отличительная особенность этого сооружения — малая величина отношения расстояния между осями арок к стреле подъема, рав­

ная 1 : 7,6.

Двутавровые арки постоянной высоты 1,24 м с шириной полки тавра 0,86 м\ толщина их стенок переменная с увеличением к пяте,

ли арки.

Неразрезное рамное надарочное строение, перекрывающее па­ нели по 6,2 м, имеет ригель сплошного сечения с размером в узле IV 1,2X0,6 м, в остальных узлах — 0,8X0,5 м. Стойки рам двутав­ ровые с размерами сечения: высота 0,6 м, ширина полок 0,5 м, тол­ щина стенки 0,2 м и полки 0,15 м; в местах сопряжения стойки (с ригелем и аркой) сечение прямоугольное. Над опорой моста стойки расположены на массивной надстройке и объединены между собой поперек моста сплошной стенкой-диском для большей жест­ кости. Ригель рамы принят двухребристой конструкции (см. ниже рис. VI. 14) высотой 1,0 м,. со средней толщиной 0,5 м и расстоянием между ребрами 2,0 м. Плита проезжей части корытообразного профиля.

На монтаже виадука работали три портальных (козловых) 45-тонных крана, собранных из элементов УИКМ. Крайние пролет­ ные строения смонтированы специальным 30-тонным консольным краном.

372

Укрупненные из элементов блоков, изготовленных на заводе ЖБК, полуарки массой до 45 тподавали в пролет и поднимали пор­ тальными кранами, устанавливая на опору при помощи выпущен­ ного из пяты штыря-шарнира. Вторую полуарку поддерживали и отпускали вторым портальным краном. После обеспечения плот­ ного опирания в опорных шарнирах опускали замок полуарки на временную промежуточную опору из элементов УИКМ и устанав­ ливали между ними распорки. Под действием постоянной нагрузки арки работали как трехшарнирные. В местах присоединения стоек надарочного строения полуарки имели временные шарниры. После замыкания полуарок замоноличивали шарниры с предварительной сваркой арматуры, обращая систему в арочную бесшарнирную. Раскружаливали арки при помощи песочницы.

Надарочное строение монтировали из блоков теми же порталь­ ными кранами (рис. VI.12) и после окончания монтажа обращали в неразрезную систему.

Расчет арочного пролетного строения произведен для стадии монтажа как трехшарнирной и бесшарнирной арки, а на действие второй части постоянной нагрузки и временной нагрузок как ком­ бинированной системы в виде бесшарнирной арки и расположенной поверху девятипролетной неразрезной балки жесткости.

Для рассматриваемой комбинированной системы представляет интерес сравнение результатов точного расчета с применением ЭЦВМ и приближенного расчета как трехпролетной неразрезной балки на жестких опорах. Например, по объемлющим эпюрам мо­ ментов в балке жесткости от основных сил для обоих случаев рас­ чета (рис. VI.13) видно, что величины наибольших положительных моментов, определенные приближенным расчетом, значительно занижены для ряда сечений. В связи с этим и схемы армирования продольных ребер надарочного строения (рис. VI.14) тоже сущест­ венно различны. Результаты расчетов свидетельствуют о необходи­ мости тщательного анализа принимаемых расчетных схем.

373

Четыре моста в Югославии

В Югославии на строительстве арочных мостов применяют спо­ соб возведения арок при помощи временных вантовых систем (от­ тяжек и пилонов), поддерживающих консоли полуарок до замы­ кания1. Примером могут служить построенные в 1966 г. три моста на автомобильной магистрали, идущей к Адриатическому морю, а также предусмотренный к строительству мост через р. Дуб­ ровник.

Один из них арочный мо с т ч е р е з Ш и б е н с к и й з а л и в с центральным пролетом 246,4 ж и стрелой подъема 30,8 ж имеет сборное надарочное строение из предварительно напряженных 23-метровых балок-блоков, установленных на стойках, с пролетом 23,3 ж (рис. VI. 15). Длина моста между устоями около 350 ж, габа­ рит проезжей части 7,5 ж с тротуарами по 1,63 ж.

Отношение стрелы подъема арки к ширине арки составляет 4:1. Арка трехсекционная коробчатого сечения шириной 7,5 ж имеет высоту в замке 3,7 ж и в пятах 2,7 ж, толщину верхних и нижних плит от 28 до 60 см, толщину стенок от 16 до 20 см. Надарочное строение поперек моста состоит из четырех тавровых балок высо­ той 1,34 ж, объединенных по диафрагмам и по плите проезжей части.

Возведению арок предшествовала установка двух временных металлических пилонов, на фундаменты арочных устоев. Оттяжки пилонов закрепляли в специальных береговых массивах, служив­ ших анкерными опорами для вантовых оттяжек на период навес­ ного бетонирования полуарок. Затем при помощи плавучего крана

1 В 1961 г. в Югославии с применением вантовых элементов были смонтиро­ ваны железобетонные кружальные подмости арочного пролетного строения моста через р. Дунай у Нови Сади, использованные в дальнейшем для строительства выставочного павильона (см. Е. И. Крыльцов, О. А. Попов. Железобетонные мосты за рубежом, М., Автотрансиздат, 1963 г., с. 168—173).

374

подвешивали металлическую платформу в виде решетчатой фермы длиной 27 м и массой 70 т каждая. Размеры платформы были приняты с учетом бетонирования одной секции, равной одной па­ нели арки.

Нижний конец платформы шарнирно закрепляли к пяте арки, а верхний подвешивали на вантовых оттяжках. На платформе уста­ навливали опалубку и арматурный каркас первой секции полу­ арки, а затем бетонировали, оставляя у пяты арки небольшой за­ мыкающий участок — клин. Выверив при помощи домкратов, вмон­ тированных в оттяжках, правильность положения забетонированной первой секции арки, укладывали бетонную смесь в замыкаю­ щий участок. После набора бетоном секции необходимой прочности металлическую платформу переставляли плавучим краном для бетонирования второй секции. Перед подачей платформы для изго­ товления третьей и четвертой секций наращивали пилон металли­ ческими инвентарными конструкциями и устанавливали дополни­ тельно новые вантовые оттяжки (см. рис. VI. 15).

Бетонную смесь подавали для очередной секции полуарки ка­ бель-краном, установленным по оси моста. Навесное бетонирование полуарок и монтаж надарочных элементов производили одновре­ менно с обоих берегов. Арка была изготовлена в течение 10 месяцев. На металлические пилоны с вантовыми оттяжками потребовалось 145 тстали и 45 г кабеля.

Наибольшие напряжения сжатия в арке пролетом 246,4 м со­ ставляли 123 кгс/м2, напряжения от усадки по ползучести бетона

Рис. VI.15. Конструкция Шибенского моста и схема вантовой системы для навес­ ного бетонирования трехсекционной коробчатой арки

375

а ~а :

301,67

компенсировались регулированием усилий домкратами, располо­ женными в замке.

На той же автомобильной магистрали был сооружен методом навесного бетонирования д р у г о й а р о ч н о - к о н с о л ь н ы й м о с т е пролетами по схеме 55+110 + 55 м. Коробчатое двухсек­ ционное сечение арки имеет стенки толщиной от 18 до 26 м и пли­

центральным пролетом 193,2 м и стрелой подъема 27,6 м. Габарит проезжей части моста 7 м при двух тротуарах по 1 м (рис. VI.16). Поперечное сечение моста представляет собой трехсекционную коробку шириной 7,0 м, высотой 3,0 м в замке и 2,3 м в пятах. Ана­ логично Шибенскому мосту здесь арку возводили навесным бето­ нированием на металлических платформах, поддерживаемых ван­ товыми оттяжками, с подачей бетонной смеси кабель-краном пролетом 315 ж и грузоподъемностью 2X6 г, а надарочное строение с пролетами тоже по 23,3 м из сборных конструкций, изготавли­ ваемых на полигоне строительства в расстоянии 1 км от моста. Таким образом была достигнута унификация ряда конструкций и производства работ. Некоторым отличием является схема устрой­ ства вантовых оттяжек с применением промежуточных распорокпилонов в местах перелома верхних оттяжек.

Главная арка моста была сооружена в течение одного года, надарочное строение с береговыми пролетными строениями смон­ тировано за 25 дней.

376

На VIII Международном Конгрессе по мостам и конструкциям

усматриваемого к строительству в районе Дубровников, с приме­ нением навесного способа. Мост общей длиной 490 м предназначен для перекрытия морского рукава перед устьем р. Дубровник, имеет центральный пролет 320 м и стрелу подъема арки 40 м. Габарит проезжей части 9,0 м с двумя тротуарами по 1,5 м. По величине пролета, перекрываемого арочной системой, этот мост должен превзойти мост через р. Параматту в Сиднейской гавани, имею­ щей пролет в 305 м.

Рациональность применения арочного моста оправдана скали­ стыми (из известняков) берегами и глубиной воды в месте пере­ хода до 30 м. В поперечном сечении арки коробчатые с высотой от 5 м в замке до 3,8 м у пят; расстояние поперек моста между ося­ ми арок 10 м, за исключением пятовых участков, где это расстояние доходит до 14 м. Толщина плит арки переменная от 35 до 60 см, стенки коробчатых арок имеют постоянную толщину 25 см. На участке около пят предусмотрены дополнительно два продольных ребра. Наименьший коэффициент устойчивости арок равен 15.

Надарочное строение состоит из блоков массой до 160 т. Про­ дольные балки-блоки запроектированы предварительно напряжен­ ными, обращаемыми в неразрезные после установки их на стойки арок. Горизонтальные нагрузки воспринимаются предварительно напряженным надарочным строением, защемленным в горизон­ тальной плоскости в замке арки и в береговых устоях. На расстоя­ нии 40 м от пят надарочное строение имеет шарниры с горизон­ тальной осью вращения.

Пятовые (опорные) участки арок длиной по 45 м с каждой сто­ роны предусмотрено бетонировать на металлических подмостях, а средний участок арки длиной 242 м монтировать из элементовблоков с опиранием на временные шарниры. После окончания мон­ тажа арки усилия, возникающие в ней от ползучести бетона, будут регулировать домкратами. Над шарнирами опорных участков уста­ навливаются пилоны для поддержания монтажных вантов. В ме­ стах установки пилонов заранее будут поставлены бетонные стой­ ки (у подмостей) с опиранием на нижнюю часть подмостей. Назна­ чение стоек — разгрузить арки от давления пилонов при помощи специальных гидравлических домкратов, расположенных под осно­ ванием пилонов на вершине стоек.

Продольное регулирование усилий в арке достигается посредст­ вом плоских домкратов, опирающихся на стальные опорные части, заложенные внутри коробки арки у ее опорных участков. Часть кон­ струкции арок от шарниров до замка запроектирована из секций, сооружаемых в пролете навесным способом с помощью оттяжек, закрепленных к бетонным пилонам со стороны пролета и заанкеренных в устои у берегов по аналогии с пилонами Шибенского мо­ ста. Одни оттяжки (основные) предназначены для поддержания каждой третьей секции, соответствующей длине элемента (21 м),

377

другие оттяжки (дополнительные) для поддержания элементов длиной 7 м и массой 220 т (на период установки очередного эле­ мента длиной 21 м). Как основные, так и дополнительные оттяжки натягиваются с помощью полиспастов на вершинах полипов.

Натяжением напрягаемых поперечных канатов, расположенных в верхней и нижней плитах и поперечных стенках коробчатой арки, обеспечивается объединение этих ее элементов. Поперечные мон­ тажные стыки расположены по оси смежных поперечных стенок. При монтаже элементы-блоки соединяются монтажными болтами, пропускаемыми через закладные детали. Монтаж арок заканчи­ вается регулированием усилий домкратами, расположенными в замке. В процессе монтажа предусматривается контроль за уси­ лиями и напряжениями в арке, изменение которых достигается подтягиванием и ослаблением вантов.

Арочные элементы-секции будут изготовлены внизу в специаль­ ных формах и поданы деррик-кранами вверх для сборки арок.

По данным проекта, стоимость сооружения навесным способом арочного моста составила 25% от общей его стоимости, в то время как сборка на подмостях составляет 32%.

Мост через р. Ван-Стаденс в Южной Африке

Арочный мост через р. Ван-Стаденс построен в 1971 г. в Южной Африке на автомобильной магистрали, идущей по побережью от г. Кейптауна. Полная длина моста с подходными эстакадами со­ ставляет 360 м при величине арочного пролета 200 м и максималь­ ной высоте до 128 м (рис. VI.17).

Арка моста — трехсекционная коробчатая, имеет ширину 14,6 м и постоянную высоту 2,75 м при толщине стенок 27 см и плит коро­ бок 23 см.

Надарочное строение с подходными эстакадами состоит из сбор­ ных элементов заводского изготовления: парных трубчатых стоек наружным диаметром 122 см при толщине стенок 20 см, шести тав­ ровых балок, расположенных через 4,25 м и соединенных диафраг­ мами с объединением арматурой на опорных участках, и сборных плит толщиной 18 см, укладываемых поверх тавровых балок. В по­ перечном сечении моста консольные свесы надарочного строения составляют 4,25 м, а с учетом тротуаров — 6,75 м (см. рис. VI.17).

ной жесткости и с учетом значительных скоростей ветра, достигав­ ших в период строительства до 130 км/ч.

Постройка моста была начата с устройства участков подход­ ных эстакад сборной конструкции и арочных устоев. Арочная кон­ струкция моста возведена способом навесного бетонирования од­ новременно от обоих устоев при помощи металлических передвиж­ ных ферм и поддерживающих вантовых элементов-подвесок.

Вантовые подвески (оттяжки) закрепляли на специально соору­ женных вспомогательных колоннах-опорах, поддерживаемых заап-

378

20150

Рис. VI.17. Конструкция арочного моста через р. Ван-Стаденс в Южной Африке

керенными на скальном берегу (за устоем) напрягаемыми стерж­ невыми элементами системы Дивидаг. Напрягаемые элементы диа­ метром по 32 мм и в количестве 56 были установлены наклонно под углом в 61° к вертикали. Вантовые подвески даны тоже из 32-миллиметровых стержней системы Дивидаг сечением от 4X4 до 4X8. Монтировали подвески при помощи тельфера, перемещаемого по кабелю, закрепленному на противоположных берегах мостов, и окрашивали их в белый цвет для уменьшения температурных влия­ ний в период сооружения арки. Вантовыми подвесками поддержи­ вали бетонируемые участки и передвижные формы (рис. VI.18). Подвески по мере бетонирования последовательно присоединяли к готовым очередным секциям арки при помощи тельферов, пере­ мещающихся по специальным канатам, подвешенным к колоннамопорам.

Каждый участок-секцию арки длиной 6,5 м бетонировали на­ весу с помощью передвижных металлических форм на полную ши­ рину арки в 14,5 м. При этом масса блоков с опалубкой по мере

379

бетонирования возрастала от 21 до 160 т. Две металлические фор­ мы для бетонирования блоков площадью 250 м2 имели массу по 42 т.

Установка металлических форм в очередное проектное положе­ ние слагалась из четырех основных операций перемещения, осу­ ществляемых при помощи двух систем полиспастов, представляю­ щих как бы маятниковую опору для этих форм (рис. VI.19). Место подвеса Б формы было смещенным от центра тяжести ее к заднему краю (в сторону берега) так, чтобы при перемещениях катки форм не отрывались от нижней поверхности готовой части арки. Метал­ лические формы устанавливали в очередное проектное положение, последовательно чередуя опускание и подтягивание их при помощи систем полиспастов. С этой целью опускали форму примерно до горизонтального положения (положение № 1), поворачивая вниз вокруг ее катков. Затем форму подтягивали вверх к точке А (по­ ложение № 2) и продвигали вперед (положение № 3). При помощи гидравлических домкратов, установленных на колесах в хвостовой части формы, ее закрепляли (положение № 4) для бетонирования очередной секции арки.

380

Рис. VI. 19. Четыре положения (№ 1—4 ) устанавливаемой передвижной металли­ ческой формы

В начале бетонировали нижнюю плиту коробчатого блока, за­ тем вертикальные ребра и заканчивали бетонированием верхней плиты. В период набора бетоном необходимой прочности подготав­ ливали форму для очередного перемещения и устанавливали ван­ товые подвески для поддержания секции в проектном положении. При заключительной операции выдвигали портальную опалубку, в которой бетонировали стенки секции, и перемещали металлическую форму для изготовления следующей секции арки. Сооружали арку при помощи двух форм с двух сторон моста, в период замыкания арки обе формы были сдвинуты до взаимного упора (см. рис. VI.18, VI и VII). Так как распор в арке составил около 3500 тс, в замковой части ее были установлены шесть 600-тонных домкратов

Один цикл изготовления двух симметричных относительно по­ перечной оси моста секций составил 13 суток. Всего для изготов­ ления арки потребовалось 26 циклов.

Надарочное строение с подходными эстакадами смонтировано из балок-блоков заводского изготовления и превращено в нераз­ резную систему при помощи напрягаемой арматуры. Сборная пли­ та проезжей части объединена с балками омоноличиванием стыков.

§ 31. РАМНЫЕ МОСТЫ

Мосты простой рамной системы в нашей стране встречаются сравнительно редко. Значительно чаще их строят за рубежом как на подмостях, так и навесным способом. Системы натяжения и ар­ мирование ригеля простых рам аналогичны пролетным строениям рамно-неразрезных и балочно-неразрезных мостов с изгибом арма-

381