книги / Проектирование транспортных сооружений

Рис. 10.13. Монтажные блоки и стыки цельнометаллических пролетных строении

поперечной балки блока плиты и поперечное ребро жесткости блока стенки, а горизонтальные накладки ставят на нижний пояс поперечной балки блока плиты и продольное ребро жесткости блока стенки (см. рис. 10.13, в, г). В другом случае стыковые накладки устанавливают на сопрягающиеся элементы поперечных балок, входящих в состав блоков верхней ортотропной плиты, и пояса блоков стенки (см. рис. 10.13, а).

Сопряжения блоков нижней ортотропной плиты с блоками стенок пролетных строений обычно выполняют цельносварными. Соедине­ ние горизонтального листа плиты с нижним поясом двутавровой балки

потребоваться установка так называемых косынок (см. рис. 10.13, 5). Соединение стенок и угловых косынок поперечных ребер нижней ор­ тотропной плиты с вертикальными ребрами жесткости стенок пролет­ ного строения может быть при этом нахлесточным (см. рис. 10.13, д) или стыковым.

Примеры поперечных сечений цельнометаллических пролетных строений, выполненных из плоских блоков ортотропных плит и дву­ тавровых блоков стенок, приведены на рис. 10.14. Пролетные строе­ ния, собираемые из таких блоков, могут быть с открытым (рис. 10Л4,а) или замкнутым контуром поперечного сечения (рис. 10.14, б). Бло­ ки ортотропных плит стремятся принимать одинаковых размеров. Д ли ­ на и ширина блоков обычно соответствуют габаритам автомобилей или

251

железнодорожных платформ. В отечественной практике ширина бло­ ков ортотропных плит чаще всего не превышает 2,5 м, а их длина —

10,5 м.

Продольное членение ортотропных плит по сравнению с попереч­ ным обеспечивает сокращение числа поперечных стыков покрывающего листа и продольных ребер. В приведенной на рис. 10.14, б конструк­ ции коробчатого пролетного строения в пределах стенок применены вертикальные ребра жесткости таврового сечения и горизонтальные ребра жесткости только с наружной стороны стенок. Тавровые ребра жесткости обладают большей, чем полосовые ребра, изгибной жестко­ стью и тем самым наилучшим образом обеспечивают недеформируемость контура коробчатых балок и устойчивость их стенок.

Размещение продольных ребер жесткости с наружной стороны сте­ нок упрощает технологию изготовления конструкции, поскольку от­ падает необходимость в прерывании таких ребер у вертикальных ре­ бер жесткости.

При образовании на монтаже коробчатых балок объединение по­ перечных ребер нижней ортотропной плиты с вертикальными ребрами жесткости стенок выполнено на высокопрочных болтах, благодаря чему обеспечено снижение объема сварочных работ, проводимых в стес­ ненных условиях.

Рис. 10.14. Поперечные сечения цельнометаллических пролетных строений, об­ разованные из плоских блоков

252

Уменьшение трудовых затрат на монтаже связано с применением L-образных элементов главных ба­ лок заводской готовности. В этом случае коробчатое пролетное строе­ ние образуется из блоков верхней ортотропной плиты и двух балок, каждая из которых имеет узкий симметричный верхний пояс и широкий несимметричный нижний (рис. 10.15). При этом нижний пояс этих балок представляет собой ор-

тотропную плиту, по ширине равную половине ширины коробчатого контура. Стык двух L-образных элементов в уровне нижнего пояса осу­ ществляется путем установки двусторонней уголковой накладки на вы­ сокопрочных болтах в верхней части поперечных ребер и наложения сварного шва по нижнему листу.

Применение коробчатых блоков полной заводской готовности позво­ ляет свести до минимума трудозатраты на монтаже цельнометалличе­ ских пролетных строений эстакад и путепроводов и одновременно зна­ чительно повысить темпы возведения сооружений. Размеры таких ко­ робчатых блоков определяются габаритами транспортных средств, до­ ставляющих их к месту строительства. Например, в приведенном на рис. 10.16, а пролетном строении полуоткрытого сечения, разработан-

гюч 2Ю

водской готовности:

двусторонняя накладка; 5 —высокопроч­ ные болты

253

г

Рнс. 10.17. Сварной монтажный стык стенок пролетных строений: 1—7—последовательность наложения сварных швов

ном в ГПИ Леигипротрансмост, транспортабельные коробчатые балки полной заводской готовности имеют размер 3160 х 1920 мм, что позволя­ ет доставлять их как железнодорожным, так и автомобильным тран­ спортом.

С целью улучшения условий работ при изготовлении узких короб­ чатых балок, а также уменьшения сварочных эффектов блок верхней ортотропной плиты крепится в заводских условиях к ребрам жестко­ сти стенок высокопрочными болтами (рис. 10.16, б).

Пролетные строения компонуются из нескольких транспортабель­ ных коробчатых балок, средних и консольных блоков ортотропной плиты проезжей части.

Монтажные стыки стенок пролетных строений эстакад и путепро­ водов осуществляют с применением сварки. Они могут быть полностью сварными или комбинированными — болтосвариыми. Цельносварные стыки применяют при сборке пролетных строений на подмостях или подходах к сооружению, а также при расположении стыков над опо­ рами. В отечественной практике наибольшее распространение имеет стык, разработанный в Институте электросварки имени Е. О. Патона (рис. 10.17). Концевые участки стыкуемых стенок должны быть под­ готовлены в соответствии со схемой рис. 10.17, а. При образовании стыка вначале выполняют сварной шов 1 нижнего пояса, затем уста­ навливают вставку с стенки и накладывают швы 2 и 3. После этого ус­ танавливают вставку d верхнего пояса и заваривают швы 5. Послед­ ними накладывают поясные угловые швы 6 и 7. Все сварные швы прй этом выполняют автоматом (рис. 10.17, б). Размеры вставок опреде­ ляются габаритами сварочных автоматов. При этом ширина вставки стенки составляет 0,45—0,50 м.

Облегчению выполнения сварного монтажного стыка способствуют роспуски в соединении стенок с поясами. Роспуски заваривают вруч­ ную после выполнения швов 1—7.

Для образования монтажного болтосварного стыка стенок пролет­ ных строений по концам стенок стыкуемых блоков предусматривают овальные технологические вырезы и роспуски длиной не менее 300 мм (рис. 10.18, а). При оформлении стыка вначале устанавливают верти­ кальные накладки и затягивают высокопрочные болты. Затем произ­ водится заварка стыков поясов, причем для удобства монтажа бывает

254

Рис. 10.18. Болтосвариой стык стенки пролетного строения:

/отверстия под болты; 2 —роспуски; 3 —технологические вырезы; 4 —двусторонняя на­

целесообразны м первы м вы полнить сты к верхнего п ояса с примене­ нием ком пенсирую щ ей вставки (рис. 1 0 .1 8 , б), а потом сты к ниж него по­ яса. Д а л е е устан авли ваю т п рокладки в технологические вы резы и на­ кладки на них, затяги ваю т вы сокопрочны е болты и завари ваю т рос­

пу ск и .

Вопорны х сечениях пролетны х строений эстакад и путепроводов

обычно устраиваю т сплош ностенчаты е диаф рагм ы . В пределах проле­

чать в себя элементы главны х б ало к , и тогда их назы ваю т диафрагмамивставкам и, в противном случае диафрагм ы назы ваю т простыми.

Рис. 10.19. Конструкция одностенчатон диафрагмы цельнометаллического про­ летного строения:

/ -двусторонние накладки с высокопрочными болтами; 2 — ребра жесткости диафрагм; 3 — опорный лист; 4 — стенка диафрагмы

255

Рис. 10.20. Конструкция двухстенчатой диафрагмы цельнометаллического про­ летного строения:

/ • двусторонние накладки с высокопрочными болтами; 2 —ребра жесткой диафрагмы; 3 — вырез в диафрагме; 4 - ось поддомкрачивания

Диафрагмы изготавливают в заводских условиях в виде блоков. В состав такого блока входят одна или две стенки, усиленные верти­ кальными ребрами жесткости, верхний пояс, а также нижний пояс, являющийся участком нижней ортотропной плиты (рис. 10.19 и 10.20). Для прохода людей, осуществляющих осмотр внутренних поверхно­

Монтажные соединения блоков диафрагм-вставок могут быть цель­ носварными или болтосварными, а монтажные соединения простых диафрагм, как правило, выполняют болтосварными.

Соединения нижнего пояса диафрагм с поясами стенок пролетного строения обычно осуществляют внахлестку, а соединения с нижней ор­ тотропной плитой, как правило, выполняют встык.

10.4. ОПОРЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЭСТАКАД И ПУТЕПРОВОДОВ

Опоры металлических эстакад и путепроводов выполняют из метал­ ла или железобетона. Они могут быть в виде столбов, заделанных в фундамент, качающихся стоек или рам.

Наибольшее распространение получили столбчатые опоры, име­ ющие чаще всего круглое, квадратное или прямоугольное попереч ное сечение. В металлических столбах для обеспечения устойчивост работающих на сжатие стенок предусматривают вертикальные ребр жесткости и сплошные поперечные диафрагмы. При этом ребра из а) хитектурных соображений размещают по внутренней поверхност стенок столбов.

Число столбов в поперечном сечении может соответствовать числ главных балок пролетного строения. Даже при значительном расстоя

256

нии между главными балками (до 25 м) в поперечном направлении бы­ вает достаточным устроить только два отдельных столба (рис. 10.21, а). В криволинейных сооружениях таким столбам передаются значитель­ ные изгибающие моменты, для восприятия которых в железобетонных столбах предусматривают предварительное напряжение в вертикаль­ ном направлении, а в основании — оболочки или буровые столбы, об­ ладающие повышенной несущей способностью.

Вусловиях сложившейся уличной сети не всегда удается располо­ жить столбы опор под главными балками, и тогда применяют двухстолб­ чатые опоры с ригелем. В составе одной эстакады расстояния между столбами различных опор могут быть разными. При пролетах ригеля 15—20 м его выполняют металлическим с шарнирным опиранием на столбы (рис. 10.21, б). Пролетное строение может опираться иа ригель такой опоры в любом месте.

Вкриволинейных эстакадах иногда опирание пролетных строений на столбы производят с помощьюразвитых в стороны опорных диафрагм (рис. 10.21, в). В этом случае диафрагма, выполняющая одновременно роль ригеля опоры, может иметь коробчатое сечение.

При большом числе главных банок в пролетном строении эстакады каждый столб опоры можно расположить под диафрагмами, объединя­ ющими балки попарно (рис. 10.22). В зоне передачи усилий на опор­ ную часть диафрагма должна быть усилена вертикальными ребрами жесткости. Столбчатые опоры сложных пересечений имеют один или несколько консольных ригелей, поддерживающих пролетные строения,

взависимости от числа уровней движения. Сечение ригелей назнача­ ют коробчатым, тавровым или П-образным переменной высоты. Соеди­ няют столбы с железобетонным фундаментом непосредственным замоноличиванием их нижних частей в бетон или прикреплением к анке­

рам, предварительно забетонированным в фундамент.

В фундаменте металлических столбчатых опор в отдельных случаях предусматривают выступающую на 0,5 м над поверхностью земли столбчатую часть с фланцевым оголовком. Соединение столбов с вы­ ступающей частью осуществляется на высокопрочных болтах (см. рнс. 10.21, б).

Пролетные строения эстакад могут опираться на тонкие металли­ ческие качающиеся стойки обычно круглого сечения. Внутренние по-

Рис. 10.21. Схемы двухстолбчатых опор металлических эстакад и путепро­

водов:

1 сваи-оболочкн; 2 —шарнир; 3 —ригель опоры; 4 - фланцевое соединение столба опоры; 5 —днафрагма-рнгель

257

лости качающихся стоек заполняют бетоном, и тогда удается пере­ давать на него сжимающие усилия. Качающиеся стойки по обоим кон­ цам имеют шарниры, и их устанавливают под каждой главной балкой или в промежутках между ними под опорной диафрагмой. Число стоек определяется расчетом, архитектурными требованиями и условиями закрепления пролетного строения на других опорах.

В рамных путепроводах наклонные стойки жестко или шарнирно соединяют с пролетным строением и железобетонным фундаментом. Способы расположения наклонных стоек опор в поперечном сечении путепровода различны и определяются в основном архитектурными соображениями. Их размещают под каждой главной балкой пролетного строения или между балками, соединяя верхние концы с опорными диа­ фрагмами. В месте соединения наклонных стоек с пролетным строени­ ем в главных балках или диафрагмах могут быть установлены допол­ нительные вертикальные или наклонные ребра жесткости, усиливающие стенки балок или диафрагм для восприятия сжимающего усилия, пе­ редаваемого от стоек. Часто наклонные стойки выполняют с шарнирами по концам, так что они воспринимают только сжимающие усилия и мо­ гут быть выполнены достаточно тонкими.

Рамные опоры металлических эстакад и путепроводов имеют замк­ нутую или незамкнутую форму. Пролетные строения опираются на ри­ гель опоры (рис. 10.23) или составляют с ним одно целое. Плоскость рамной опоры может располагаться поперек сооружения или вдоль его продольной оси. Обычно металлические рамные опоры изготавливают из сварных элементов двутаврового или коробчатого сечения с соеди­ нением на сварке и высокопрочных болтах. В направлении, перпенди­ кулярном плоскости рамы, опора может воспринимать горизонтальные нагрузки, если она жестко заделана в фундамент. При установке на шарнирно неподвижные опорные части опора не воспринимает на­ грузок перпендикулярно ее плоскости и работает как качающаяся ра­ ма (см. рис. 10.23).

В сложных транспортных пересечениях с металлическими пролет­ ными строениями и опорами конструкция опор во многом зависит от вида пересечения и конкретных планировочных условий. Чаще всего

258

такие опоры выполняют в виде симметричных и несимметричных рам или стоек, пронизывающих несколько уровней транспортного пере­ сечения.

Металлические опоры применяют реже железобетонных, и их воз­ ведение может быть обосновано только при необходимости уменьше­ ния занимаемого пространства.

10.S. СБОРНО-РАЗБОРНЫЕ ЭСТАКАДЫ

Для организации временного движения транспорта широкое рас­ пространение в разных странах получили сборно-разборные метал­ лические эстакады. Их выполняют в основном из стали, хотя отдель­ ные элементы, особенно плиты проезжей части, перила и ограждения, могут быть сделаны из алюминия. Сборно-разборные эстакады приме­ няют для перекрытия пролетов от 10—12 до 30—40 м. Для больших пролетов используют сборно-разборные металлические мосты с про­ летными строениями в виде сквозных ферм. Такие конструкции слу­ жат для устройства временных мостов через большие реки и другие препятствия.

Для пролетных строений городских сборно-разборных эстакад при­ меняют в основном балочно-разрезную и реже неразрезную или рам­ ную системы. Учитывая временный характер работы сборно-разбор­ ных эстакад, продольные уклоны на них могут быть до 50—60°/оо- В плане эстакады имеют различное очертание, согласующееся с мест­ ными требованиями организации движения, и могут быть прямолиней­ ными, криволинейными и разветвляющимися. Минимальные радиусы горизонтальных кривых на эстакадах назначают около 40—50 м.

В зависимости от имеющегося кранового оборудования вес мон­ тажных элементов может составлять порядка 100—300 кН. Ширину проезжей части эстакад назначают в соответствии с предполагаемой интенсивностью движения, и ее можно обеспечить установкой в по­ перечном сечении одного или нескольких сборных элементов. Обычно для ширины проезда 3,0—3,5 м достаточна установка одного сборного элемента.

Расход металла на пролетные строения сборно-разборных эстакад при длине пролетов до 40 м составляет 29—32 т/м2, а на эстакаду в це­ лом — до 36 т/м2. Скорость сборки и разборки металлических эста­ кад доходит до 30 м/ч, что позволяет за сутки смонтировать эстакаду длиной 300—400 м. Этому во многом способствует применение болто­ вых и штыревых соединений монтажных элементов. Пролетные строе­ ния сборно-разборных эстакад составляют из плоских или пространст­ венных блоков.

Сборные конструкции эстакад из отдельных плоских элементов целесообразны при небольших пролетах (10,0—15,0 м). Эти конст­ рукции могут иметь несколько главных балок двутаврового или швел­ лерного сечения, между которыми устанавливают поперечные балки (рис. 10.24). Поверх поперечных балок укладывают блоки ортотропной плиты, состоящей из покрывающего листа и продольных ребер жесткости.

259

, А

Рис. 10.24. Конструкция сборно-разборной стальной эстакады с опорами транс­ формируемого типа:

/ —шарнирно присоединяемые стояки; 2 —ригель опоры; 3 —опорные элементы стоек, 4 . - диагональный элемент; 5 —ортотропная плита проезжей части; 6 —перильная стойка; 7 лист защитного ограждения; 8 —главная балка; 9 —поперечная балка

В проезжей части эстакады, собираемой из отдельных элементов, возможно применение железобетонной плиты, которая может состоять из сборных П-образных блоков, прикрепляемых к поперечным балкам болтами (рис. 10.25, а). Нередки случаи применения плоской железобетонной плиты на всю ширину проезжей части или ее полови­ ну (рис.. 10.25, б). Объединение плиты с балками может осуществлять­ ся на болтах.

При ширине проезжей части более 6—7 м в пролетах более 20—25 м целесообразно использовать пространственные блоки пролетных строе­ ний. На практике находят применение Т-образные. П-образные и ко­ робчатые блоки.

Монтажные Т-образные блоки образуются из главной одностенчатой балки, верхним поясом которой являются отрезки поперечных балок, расположенные с шагом 1,5—2,0 м. По концам отрезков попе­ речных балок предусматривают монтажные стыки на болтах или шты­ рях для соединения с соседними блоками. По поперечным балкам

260