Строительство мостов (Курлянд) методичка

150

Железобетонные арочные пролетные строения могут иметь

сборное или монолитное исполнение.

При сборном варианте арки собирают из отдельных монтажных блоков П-образного, двутаврового или иного сечения. Сборка несущих арок может производиться на арочных подмостях (кружалах) из индивидуального металла или дерева (рис. 9.1, а).

Монолитные арки бетонируют при пролетах до 20…30 м без деления на секции с интенсивной укладкой смеси слоями с обеих сторон от пят к замку. Бетонирование необходимо закончить ранее окончания схватывания бетона в пятовых сечениях, в которых, в первую очередь, сказывается деформация кружал.

При больших пролетах в забетонированных арках могут возникнуть трещины из-за деформаций кружал, особенно в бесшарнирных арках в пятовых сечениях. На остальных участках прогибы кружал не оказывают большого влияния.

В бесшарнирных арочных пролетных строениях с пролетом до 60 м можно устраивать для предотвращения трещин рабочие швы только у пят и в середине пролета.

При бетонировании арочных пролетных строений больших пролетов арку разбивают на секции бетонирования длиной 10…30 м. В последнюю очередь бетонируют клинья в пятах.

Бетонную смесь подают бетононасосами, а также кранами в бадьях.

Монолитные конструкции арок включаются в работу постепенным опусканием кружал. Этот процесс называют раскружаливанием конструкции. К моменту раскружаливания бетон должен достигнуть не менее 70% от проектной прочности. При этом недопустимо возникновение в арках изгибающих моментов. Раскружаливать арки необходимо строго симметрично в несколько этапов, начиная с середины.

Для плавного опускания забетонированных арок при раскружаливании широко применяют песочницы. Песок должен быть сухой, без примеси глины. Величину опускания контролируют по объему выпущенного песка. Также применяют винтовые или гидравлические домкраты (подмости ALUMA SYSTEM, Канада).

Кроме бетонирования на подмостях и кружалах, возможно использованиеметоданавесногобетонированияинавеснойсборки(рис. 9.1, б).

151

Рис. 9.1. Возведение арок: а - на подмостях; б - навесным способом. 1 - подмости; 2 - монтируемая сборная или бетонируемая несущая арка;

3 - временный пилон; 4 - ванты;

5 - бетонируемая или возводимая из блоков арка

9.2.Строительство вантовых мостов

Впоследние годы в России было построено несколько вантовых металлических мостов: через р. Неву в г. Санкт-Петербурге по проекту Гипростроймоста с пролетом 382 м, через р. Обь в г. Сургуте, с однопилонной схемой с пролетом 408 м, в г. Москве в районе Серебряного Бора

соригинальным пилоном арочного типа. Закончено строительство моста черезпроливБосфорВосточныйвг. Владивостокеспролетом1104 м.

152

Выдающиеся мосты вантовой системы построены во Франции и других странах Западной Европы, а также в Юго–Восточной Азии (Китай, Вьетнам, Малайзия).

Вантовые мосты были разработаны и внедрены около 50 лет назад в ФРГ. По своей статической работе они представляют собой неразрезные балки, усиленные вантами. Вантовые системы аэродинамически более устойчивы, чем висячие. Общие деформации пролетного вантового строения происходят с участием продольных деформаций вант, в то время как в висячих мостах деформации происходят за счет изменения формы кабеля. Таким образом, при колебаниях висячих мостов диссипация энергии колебаний значительно меньше, чем в вантовых мостах, и их аэродинамическая устойчивость значительно ниже. Кроме этого, ванты из набора отдельных канатов более технологичны, чем кабели висячих мостов.

Для вантовых ферм применяют:

•витые канаты из оцинкованной проволоки;

•канаты из параллельных проволок (они имеют стабильные модули деформации);

•ванты конструкции фирмы Фрейсине из семипроволочных ка-

натов.

Витые канаты возможно применять при малых пролетах вантовых мостов 100…400 м из-за низкого модуля деформации (до

1,2×106 кгс/см2).

Ванты из параллельных проволок применяли в СССР, в частности при строительстве моста через р. Днепр в г. Киеве. Достоинством таких вант является высокий и стабильный модуль деформаций.

Ванты из канатов системы фирмы «Фрейссине» нашли преимущественное применение во многих странах мира (рис. 9.2), по этой технологии построены сотни мостов. Конструкция вант (рис. 9.2, б) формируется из «монострендов» (рис. 9.2, в), в состав которых входит семипроволочный канат из оцинкованной проволоки с двойной антикоррозийной защитной оболочкой. «Моностренды» поставляют с завода на строительную площадку в полностью готовом виде. На концах вант располагается анкерно-опорная конструкция, в которой канаты анкеруют с помощью конусных анкеров. Концевые участки канатов располагают в защитном коробе, заполненномантикоррозийнымсоставом(рис. 9.2, а).

153

Рис. 9.2. Конструкция вант фирмы «Фрейссине»: а - анкеровка канатов; б - поперечное сечение ванты; в - поперечное сечение каната («моностренда») с антикоррозийной защитой. 1 - оцинкованный канат

(«моностренд»); 2 - клинья; 3 - канатный анкер; 4 - опорная конструкция; 5 - «моностренд» с антикоррозийной оболочкой; 6 - защитный короб; 7 - антикоррозийный компаунд; 8 - двойная антикоррозийная защитная

оболочка из полиэтилена высокой плотности

Расчетный срок службы вант составляет 100 лет, однако, по мнению строителей, ванты могут прослужить и 500 лет.

Балки жесткости вантовых мостов по материалу могут быть стальными, сталежелезобетонными и железобетонные (рис. 9.3). Стальные балкижесткости(рис. 9.3, а, б) имеютпреимуществаповесудлябольших

154

пролетов. Однако при плохо обтекаемой аэродинамической форме может возникнуть аэроупругая неустойчивость под действием ветра. Поэтому для больших пролетов стальным балкам жесткости необходимо придавать хорошо обтекаемую форму (см. рис. 9.3, б). Они имеют легкую несущую проезжую часть из сварных ортотропных (ортогональноанизотропных) плит. Верхний (покрывающий) лист толщиной не менее 12...14 мм, продольные ребра простейшего плоского типа, приваренные с шагом поперек пролета 300...400 мм. Продольные ребра имеют пролет 2...5 м. Основным достоинством плоских продольных ребер является простота заводского изготовления и монтажных стыков. Закрытые ребра лучше работают на сжатие, однако они значительно сложнее в изготовленииимонтаже, априэксплуатациинемогутбытьпокрашеныизнутри.

Поперечные ребра, служащие опорами для продольных, имеют, как правило, двутавровое сечение, в котором верхним поясом служит покрывающий лист ортотропной плиты.

Поставляемые заводами плиты могут иметь продольное и поперечное членение, которое предпочтительнее по объему монтажных соединений.

Лист настила монтируют на стыковой сварке. Большие длины швов и их нижнее положение позволяют широко применять автоматическую сварку под слоем флюса. При толщинах листа 12 мм и более применяется V-образная разделка листа.

Первый этап сварки иногда выполняют вручную по меднофлюсовой подкладке, что дает возможность выполнения последующих проходок автоматом.

Для стыкования ребер из-за малой их протяженности невозможно применение автоматической сварки, поэтому используют стыки на высокопрочных болтах. При замкнутых ребрах применение болтовых соединений невозможно и монтажные стыки делают сварными с помощью ручной сварки, которая не поддается дефектоскопии.

Основные схемы сборки вантовых пролетных строений со стальными балками жесткости:

Схема 1. Навесная сборка с минимальным количеством временных опор (рис. 9.4, г).

Схема 2. Продольная надвижка балок жесткости с аванбеком и шпренгелем (рис. 9.4, а, в).

156

вижной нагрузки. Предварительно напряженные балки жесткости применяют при пролетах до 400…500 м во многих странах, например, во Вьетнаме. При больших пролетах применение железобетона в балках жесткости становится нецелесообразным.

Наиболее часто железобетонную балку жесткости вантовых мостов возводят методом навесного бетонирования (рис. 9.4, б).

9.3. Монтаж висячих мостов

Интенсивное строительство висячих мостов началось с 1860 г. в США, где для кабелей начали применять высокопрочную проволоку, а известный инженер Д, Роблинг (John Roebling) изобрел метод прядения кабеля (Aerial-Spinning method).

Впоследние десятилетия в области строительства висячих мостов в мировом мостостроении достигнуты большие успехи. В частности, построен мост Акаши в Японии (Akashi-Kaikyo Bridge), который соединяет острова Хонсю и Сикоку. Главный пролет моста 1991 м, полная длина моста 3911 м. В Китае построен висячий мост через р. Янцзы с пролетом 1500 м, а также через пролив в г. Гонконге.

ВРоссии висячие мосты строят неоправданно мало. Уже существующие возводились либо из архитектурных соображений, либо под пешеходное движение (Крымский мост в г. Москве по проекту профессора К.К. Якобсона, пешеходный мост через р. Десну в г. Брянске по проекту Г.М. Яновского и др.).

Недостатком висячих мостов является их значительная гибкость и аэродинамическая неустойчивость. За время, которое прошло после катастрофы в 1940 г. Такомского моста, в США проводились значительные исследования моделей в аэродинамических трубах, по результатам которых были разработаны рациональные аэродинамически устойчивые геометрические формы поперечных сечений балок жесткости, повышена жесткостьконструкцийпролетныхстроенийнакручение(рис. 9.5).

Схемы висячих мостов по фасадам могут быть:

1) однопролетными с прямыми оттяжками, заделанными в анкерных опорах или в скале;

2) трехпролетными с крайними пролетами, подвешенными к кабелю;

3) многопролетными.

158

Рис. 9.5. Поперечные сечения балок жесткости висячих мостов аэродинамически устойчивой формы: а - со сквозными фермами; б - коробчатой обтекаемой формы. 1 - несущие кабели;

2 - пояса главных ферм

Рис. 9.6. Монтаж кабеля методом прядения: 1 - бесконечный канат;

2 - бухта с проволокой; 3 - прядильное колесо; 4 - пилон; 5 - анкерный башмак

Балки жесткости могут иметь поперечное сечение:

1)из двух главных балок, по которым устроена ортотропная плита для пролетов до 100 м;

2)из двух главных ферм с ортотропной верхней плитой с мощными продольными верхними и нижними связями, поперечными связями (рис. 9.5, а);

3)коробчатую балку жесткости хорошо обтекаемой формы

(рис. 9.5, б).