32.Сооружения арочных пролетных строений из монолитного железобетона: технология, монтаж кружал, порядок бетонирования и раскружаливания.

Арочные мосты: «+» большая перекрывающая способность и высокие архитектурные достоинства. «-» сложность технологии возведения.

Арочные конструкции можно выполнять в виде сводов и отдельных арок.

Технологии строительства арочных пролетных строений из монолитного и сборного железобетона предусматривают выполнение комплекса работ:

Монолитные конструкции:

1)сооружение кружал;2)устройство опалубки арок;3)сборка монолитных каркасов;4)бетонирование арок;5)снятие опалубки и раскружаливание арок после набора бетоном необходимой прочности;6)устройство надарочного строения и мостового полотна.

Сборные конструкции(на всякий случай):1)сооружение кружал;2)сборка арок из блоков;3)омоноличивание стыков блоков с предварительной сваркой арматурных выпусков;4)раскружаливание арок;5)устройство надарочного строения и мостового полотна.

Для сооружения арочных пролетных строений применяются а)стоечные, б)башенные и в)арочные кружала

Стоечные кружала – конструкции жесткие. Но они требуют большого расхода материалов и загромождают в процессе строительства русло реки (подмостовое пространство).

Башенные кружала позволяют обеспечить достаточно высокую жесткость и экономичность конструкций. Однако если возводится мост через реку, требуется в ее русле построить достаточно материалоемкие временные опоры на мощных свайных фундаментах.

Арочные кружала могут быть инвентарными (например, ИАК–60) или индивидуальной проектировки. Они выполняются из дерева или из металла. Арочные кружала бывают двух–шарнирными, трех–шарнирными или бесшарнирными. Последние более жесткие, их проще монтировать (в случае навесной сборки, например), однако требуется учитывать возникающие в них температурные напряжения.

Арочные кружала менее, чем стоечные и башенные, материалоемки, но их вертикальная жесткость меньше (они более деформативны). Это необходимо учитывать, поэтому бетонирование арок ведется в определенной последовательности.

Схемы монтажа кружал: a – в навес с полиспастами; б – в полунавес (с временными опорами в пролете); в – уравновешенный монтаж; г – наплавной монтаж; 1 – лебедки; 2 – полиспаст; 3 – монтажная рама; 4 – трос; 5 – полуарка кружал; 6 – трос, идущий к анкеру; 7 – стойка переменной высоты; 8 – монтажный кран; 9 – секция кружал; 10 – трос, идущий к лебедке

Способы монтажа арочных кружал:

• односторонний навесной;

• монтаж на временных опорах (полунавесной);

• уравновешенный навесной;

• наплавной монтаж (с доставкой в пролет кружальных арочных конструкций на плавучих опорах).

При навесном и полунавесном встречном монтаже металлических кружал используют передвижные деррик–краны, опирающиеся на телескопические стойки, которые обеспечивают горизонтальность нижней (опорной) площадки крана (рис. 4.24).

Бетонируя арки, надо исключить вредное влияние осадок кружал. Это достигается определенным порядком бетонирования – секциями: арка разбивается на участки (секции), сначала бетонируются они, затем замыкающие их «клинья».

Порядок секционного бетонирования с замыкающими клиньями приводится на рис. 4.25.

Рис. 4.25 – Секционное бетонирование арок: а – на стоечных и башенных кружалах; б – на арочных кружалах; 1–9 – последовательность укладки смеси в секции и в замыкающие клинья

Бетонирование на арочных кружалах сложнее, так как они более, чем стоечные и башенные, подвержены деформациям.

Необходимо обеспечить равномерное загружение арочных кружал при бетонировании арок и сводов, иначе в них возникнут значительные усилия и деформации, что потребует увеличения сечений элементов кружал. Неравномерность загружения вызовет также трещины и в самих арочных конструкциях.

Если пролеты большие, для уменьшения усилий в кружалах можно частично включать в работу саму арку, то есть применить слойно–секционное бетонирование: после устройства кружал секционным способом бетонируется нижний слой арки или свода (например, нижняя плита коробчатого сечения). После выстойки бетона плиты (он должен набрать 100% прочности) собирают опалубку стенок, стенки армируют и бетонируют. Аналогично бетонируется верхняя плита коробки. Нагрузка от каждого последующего слоя воспринимается кружалами и ранее забетонированными слоями бетона, которые должны быть при бетонировании замкнуты. Слои загружаются неравномерно (нижние – больше, верхние – меньше), но кружала разгружаются (рис. 4.26).

Рис. 4.26 – Бетонирование коробчатой арки: 1,2,3 – слои бетонирования

Секционное бетонирование в значительной мере обеспечивает трещиностойкость арок. При больших пролетах это наиболее подходящий способ сооружения арок. Если пролеты небольшие и есть возможность интенсивного бетонирования, возможно бессекционное бетонирование, но при нем требуется проверка расчетом прочности и деформативности кружал.

После набора бетоном арки или свода достаточной прочности производится раскружаливакие конструкции.

Раскружаливание арок – это процесс плавного введения их в работу путем постепенной разгрузки кружал. Приступать к этому процессу можно после достижения бетоном клиньев 100% прочности.

До раскружаливания необходимо:

• определить в бетонной лаборатории фактическую прочность бетона арок с помощью испытаний контрольных образцов;

• снять опалубку с боковых поверхностей и визуально освидетельствовать состояние бетона арок.

Осаживание (опускание) стоечных и башенных кружал производится последовательно по направлению от середины пролета к опорам. Наибольшая величина перемещения арки в местах размещения приборов раскружаливания определяется с учетом упругого обжатия арки и упругой деформации кружал. Это связано с тем, что при снятии нагрузки кружала, освобождаясь, как бы приподнимаются вверх, а затем происходит упругое обжатие бетона арки, то есть приборы раскружаливания работают, а зазора между аркой и кружалами не появляется.

В качестве приборов раскружаливания чаще всего используют деревянные клинья (при малых пролетах), песочницы и гидравлические домкраты.

Раскружаливание забетонированной арки (свода) на арочных кружалах производится в пятах или в замке после набора бетоном необходимой прочности

Рис, 4.27 – Способы раскружаливания арок: а – опускание в пятах; б – опускание в замке; в – поднятие свода домкратами

При первом способе (рис. 4.27, а), когда приборы раскружаливания размещаются в пятах, распор сохраняется до конца опускания. Это создает определенные неудобства, поскольку кружала зажаты и в них действуют усилия, что требуется учитывать при демонтаже кружал.

Второй способ (опускание кружал в замке) более эффективен. Песочницы устанавливают горизонтально в замке (рис. 4.27, б), и распор постепенно передается на арки. Способ предпочтителен для трехшарнирной арки пролетом до 60 м.

Третий способ – раскружаливание домкратами, установленными в замке арки (рис. 4.27, в). При работе домкратов арка плавно снимается с кружал. После этого на нее передается усилие от распора, а домкраты освобождаются. В арке, таким образом, создаются начальные усилия, обратные по знаку усилиям, возникающим от упругого обжатия, ползучести и усадки бетона. Вследствие этого удается избежать провисания арки в последующем.