Способ возведения моста через водную преграду

 

Изобретение относится к мостостроению. Способ возведения моста через водную преграду включает выполнение в акватории опор на буровых объединенных ростверком сваях с использованием самоподъемной платформы, устанавливаемой на забивных инвентарных колоннах, и плавучего крана, конвейерно-тыловую сборку металлических пролетных строений с последующей продольной надвижкой или перевозкой на плаву и установкой в проектное положение пролетных строений с образованием неразрезного моста. Новым является то, что к месту возведения опоры подводят плавучий кран, с помощью которого выполняют маячные сваи, на которых устанавливают направляющий кондуктор с ячейками, которые располагают соосно осям свай возводимой опоры, самоподъемную платформу выполняют в виде несамоходного монтажного понтона со сквозными шахтами для установки колонн, системой воздушных и замерно-осушительных труб и смонтированными на палубе монтажного понтона вдоль его борта, предназначенного для установки со стороны, обращенной к кондуктору, на расстоянии друг от друга парными ограничительными элементами, предпочтительно из обращенных друг к другу полками швеллеров, между которыми уложен сыпучий материал, поверх него - железобетонные плиты, на которых с возможностью перемещения вдоль монтажного понтона установлена буровая машина. Затем возводят с помощью буровой машины и защитных труб по описанной в изобретении технологии сваи, бетонируют ростверк и тело опоры. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в снижении трудовых и материальных затрат и сокращении сроков строительства за счет обеспечения технологичности возведения опор моста и механизации всех операций и обеспечения тем самым проектного положения свай. 12 ил.

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при возведении мостов через водные преграды, предпочтительно на больших глубинах.

Известен способ возведения моста через водную преграду, предусматривающий выполнение насыпных островков в воде и производство с островков работ по возведению опор с последующим выполнением пролетного строения (см., например, статью Островского А.В. Новая жизнь Андреевского моста, Транспортное строительство, №11, 1999, Трансстройиздат, Москва, 1999, с. 17-19).

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость работ по возведению опор и длительность строительства вследствие необходимости отсыпки островков и последующего их демонтажа.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является способ возведения моста через водную преграду, включающий выполнение в акватории опор на буровых объединенных ростверком сваях с использованием самоподъемной платформы, устанавливаемой на забивных инвентарных колоннах, и плавучего крана, конвейерно-тыловую сборку металлических пролетных строений с последующей продольной надвижкой или перевозкой на плаву и установкой в проектное положение пролетных строений с образованием неразрезного моста (см. например, статью АО “Волгомост” (Мостострою №3) - 35 лет, Вестник мостостроения, №1-2, 1997, ТИМР, Москва, 1997, с. 5-14).

Недостатком известного способа возведения моста являются определенные трудности, связанные с возведением опор, которое осуществляется с использованием буровой техники, расположенной на рабочих мостиках, не обеспечивающих точного проектного положения опор, возведение которых требует больших трудозатрат и продолжительно по времени, что отрицательно сказывается на экономичности и сроках строительства.

Задачей настоящего изобретения является повышение экономичности производства работ и сокращение сроков строительства моста.

Задача решается за счет того, что в способе возведения моста через водную преграду, включающем выполнение в акватории опор на буровых объединенных ростверком сваях с использованием самоподъемной платформы, устанавливаемой на забивных инвентарных колоннах, и плавучего крана, конвейерно-тыловую сборку металлических пролетных строений с последующей продольной надвижкой или перевозкой на плаву и установкой в проектное положение пролетных строений с образованием неразрезного моста, согласно изобретению к месту возведения опоры подводят плавучий кран, с помощью которого выполняют маячные сваи, на которых устанавливают направляющий кондуктор с ячейками, которые располагают соосно осям свай возводимой опоры, самоподъемную платформу выполняют в виде несамоходного монтажного понтона со сквозными шахтами для установки колонн, системой воздушных и замерно-осушительных труб и смонтированными на палубе монтажного понтона вдоль его борта, предназначенного для установки со стороны, обращенной к кондуктору, на расстоянии друг от друга парными ограничительными элементами, предпочтительно из обращенных друг к другу полками швеллеров, между которыми уложен сыпучий материал, предпочтительно песок и поверх него - железобетонные плиты, на которых с возможностью перемещения вдоль монтажного понтона установлена буровая машина с ковшовым буром и ковшом-уширителем, на палубу монтажного понтона симметрично продольной его оси укладывают секции колонн, после чего монтажный понтон буксируют к месту возведения очередной опоры и устанавливают его с одной стороны поперечной оси возводимой опоры с размещением монтажного понтона рядом с кондуктором, раскрепляют монтажный понтон монтажными лебедками на якорях, затем плавучим краном устанавливают через шахты колонны с наращиванием их по длине и заглублением в дно акватории и вывешивают монтажный понтон на колоннах, к месту возведения опоры подводят плавучий кран с двумя плашкоутами из понтонов и погруженными на обращенный к возводимой опоре плашкоут секциями защитных труб, размещают плавучий кран с другой стороны поперечной оси возводимой опоры, плавучим краном поднимают с плашкоута и устанавливают в очередную ячейку направляющего кондуктора нижнюю секцию защитной трубы с направляющими ребрами в верхней части, в которые также краном устанавливают следующую секцию защитной трубы, которую соединяют с нижней сваркой стыковым швом и накладками, затем установленным на кране гидровибратором погружают защитную трубу в грунт до проектной отметки с одновременной разработкой грунта в полости защитной трубы эрлифтом с сохранением на последнем этапе грунтового ядра высотой не менее 2 м от низа трубы, после чего устанавливают на монтажном понтоне буровую машину на ось возводимой сваи, к защитной трубе сваи присоединяют съемную секцию трубы для поддержания избыточного давления воды в скважине, ковшовым буром буровой машины разрабатывают грунт в скважине ниже ножевой части нижней секции защитной трубы до проектной отметки при постоянном доливе воды в скважину и контроле уровня воды в скважине, ковшом-уширителем буровой машины разрабатывают грунт нижней части скважины с образованием уширенной полости, после чего производят установку арматурного каркаса путем опускания в скважину первой секции арматурного каркаса, которую подвешивают за верхнее кольцо на защитной трубе, к первой секции арматурного каркаса краном подают последовательно следующие секции, каждую из которых присоединяют к предыдущей с опусканием в скважину и подвешиванием за верхнее кольцо к защитной трубе, а после наращивания арматурного каркаса до проектной длины арматурный каркас опускают в скважину до проектной отметки, а затем укладывают в скважину бетонную смесь через приемный бункер методом вертикально перемещаемой трубы, причем избыточное давление воды поддерживают в защитной трубе до достижения поверхностью бетонной смеси отметки, превышающей отметку низа защитной трубы не менее чем на 1 м, а после бетонирования всех свай к защитным трубам приваривают консоли, предпочтительно из двутавра, на которых собирают внутреннюю и внешнюю обвязки шпунтового ограждения с распорным креплением, погружают в грунт с помощью гидровибратора шпунт, в шпунтовом ограждении отсыпают песчаный грунт до уровня низа тампонажного слоя, после чего методом вертикально перемещаемой трубы укладывают бетон тампонажного слоя и после набора бетоном тампонажного слоя прочности не менее 2,5 МПа производят откачку воды из шпунтового ограждения, поверхность тампонажного слоя очищают от шлама и рыхлого бетона, срезают сваи на проектной отметке, монтируют опалубку и устанавливают арматуру ростверка, после чего бетонируют ростверк путем укладки бетона наклонными под углом к горизонту не более 30° слоями толщиной не более 40 см с направлением укладки в одну сторону во всех слоях и уплотнением каждого слоя глубинными вибраторами, а после достижения бетоном ростверка прочности не менее 1,5 МПа монтируют опалубку и устанавливают арматуру тела опоры с последующей очисткой поверхности ростверка от цементной пленки водной и воздушной струей и бетонированием нижней части тела опоры до уровня, расположенного ниже уровня распорного крепления шпунтового ограждения, причем бетонную смесь укладывают с уплотнением горизонтальными слоями одинаковой толщины в одну сторону во всех слоях, причем укладку каждого следующего слоя производят до начала схватывания бетона в предыдущем слое, а после набора бетоном нижней части тела опоры проектной прочности не менее 80% и передачи на нее распорками давления от шпунтового ограждения производят бетонирование верхней части тела опоры до проектной отметки.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в снижении трудовых и материальных затрат и сокращении сроков строительства за счет обеспечения технологичности возведения опор моста и механизации всех операций и обеспечения тем самым проектного положения свай и использования плавучего оборудования, модернизированного как для транспортировки используемой техники и труб, так и для производства работ с него по возведению свайных фундаментов опор в минимально возможные сроки при одновременно высоком качестве возводимых конструкций моста, безопасности производства работ на реках с большими глубинами воды и обеспечении экологической безопасности окружающей среды.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображена самоподъемная платформа, вид сбоку;

на фиг.2 - то же, в плане;

на фиг.3 - то же, с забивными инвентарными колоннами, вид сбоку;

на фиг.4 - плавучий кран с плашкоутами и направляющим кондуктором, в плане;

на фиг.5 - то же, с самоподъемной платформой, вид сбоку;

на фиг.6 - погружение защитной трубы в грунт, вид сбоку;

на фиг.7 - разработка буровой машиной грунта в скважине, вид сбоку;

на фиг.8 - бетонирование нижней части сваи, вид сбоку;

на фиг.9 - выполнение тампонажного слоя, вид сбоку;

на фиг.10 - опора со шпунтовым ограждением, в плане;

на фиг.11 - возведение ростверка опоры, вид сбоку;

на фиг.12 - возведение тела опоры, вид сбоку.

Способ возведения моста (на чертежах не показан) через водную преграду 1 включает выполнение в акватории опор 2 на буровых объединенных ростверком 3 сваях 4 с использованием самоподъемной платформы 5, устанавливаемой на забивных инвентарных колоннах 6, и плавучего крана 7, конвейерно-тыловую сборку металлических пролетных строений (на чертежах не показаны) с последующей продольной надвижкой или перевозкой на плаву и установкой в проектное положение пролетных строений с образованием неразрезного моста (на чертежах не показан). К месту возведения опоры 2 подводят плавучий кран 7, с помощью которого выполняют маячные сваи (на чертежах не показаны). На маячных сваях (на чертежах не показаны) устанавливают направляющий кондуктор 8 с ячейками 9, которые располагают соосно осям свай 4 возводимой опоры 2. Самоподъемную платформу 5 выполняют в виде несамоходного монтажного понтона 10 со сквозными шахтами 11 для установки колонн 6, системой воздушных и замерно-осушительных труб (на чертежах не показаны) и смонтированными на палубе 12 монтажного понтона 10 вдоль его борта 13, предназначенного для установки со стороны, обращенной к кондуктору 8, на расстоянии друг от друга парными ограничительными элементами 14, предпочтительно из обращенных друг к другу полками швеллеров, между которыми уложен сыпучий материал 15, предпочтительно песок и поверх него - железобетонные плиты 16. На железобетонных плитах 16 с возможностью перемещения вдоль монтажного понтона 10 установлена буровая машина 17 с ковшовым буром (на чертежах не показан) и ковшом-уширителем 18. На палубу 12 монтажного понтона 10 симметрично продольной его оси укладывают секции колонн 6, после чего монтажный понтон 10 буксируют к месту возведения очередной опоры 2 и устанавливают его с одной стороны поперечной оси возводимой опоры 2 с размещением монтажного понтона 10 рядом с кондуктором 8. Раскрепляют монтажный понтон 10 монтажными лебедками (на чертежах не показаны) на якорях (на чертежах не показаны). Затем плавучим краном 7 устанавливают через шахты 11 колонны 6 с наращиванием их по длине и заглублением в дно 19 акватории. Вывешивают монтажный понтон 10 на колоннах 6. К месту возведения опоры 2 подводят плавучий кран 7 с двумя плашкоутами 20, 21 из понтонов и погруженными на обращенный к возводимой опоре плашкоут 22 секциями защитных труб 22. Размещают плавучий кран 7 с другой стороны поперечной оси 23 возводимой опоры 2, плавучим краном 7 поднимают с плашкоута 22 и устанавливают в очередную ячейку 9 направляющего кондуктора 8 нижнюю секцию 24 защитной трубы 22 с направляющими ребрами в верхней части (на чертежах не показаны), в которые также краном 7 устанавливают следующую секцию 25 защитной трубы 22, которую соединяют с нижней 24 сваркой стыковым швом 26 и накладками (на чертежах не показаны). Затем установленным на кране 7 гидровибратором 27 погружают защитную трубу 22 в грунт 28 до проектной отметки 29 с одновременной разработкой грунта 28 в полости 30 защитной трубы 22 эрлифтом (на чертежах не показан) с сохранением на последнем этапе грунтового ядра (на чертежах не показан) высотой не менее 2 м от низа 31 трубы 22. После этого устанавливают на монтажном понтоне 10 буровую машину 17 на ось 32 возводимой сваи 4. К защитной трубе 22 сваи 4 присоединяют съемную секцию трубы 22 для поддержания избыточного давления воды в скважине 33. Ковшовым буром (на чертежах не показан) буровой машины 17 разрабатывают грунт в скважине 33 ниже ножевой части 34 нижней секции 24 защитной трубы 22 до проектной отметки при постоянном доливе воды в скважину 33 и контроле уровня воды в скважине 33. Ковшом-уширителем 18 буровой машины 17 разрабатывают грунт нижней части скважины 33 с образованием уширенной полости 35. После этого производят установку арматурного каркаса (на чертежах не показан) путем опускания в скважину 33 первой секции арматурного каркаса, которую подвешивают за верхнее кольцо (на чертежах не показано) на защитной трубе 22. К первой секции арматурного каркаса краном 7 подают последовательно следующие секции, каждую из которых присоединяют к предыдущей с опусканием в скважину 33 и подвешиванием за верхнее кольцо к защитной трубе 22. После наращивания арматурного каркаса до проектной длины арматурный каркас опускают в скважину 33 до проектной отметки, а затем укладывают в скважину бетонную смесь 36 через приемный бункер 37 методом вертикально перемещаемой трубы. Избыточное давление воды поддерживают в защитной трубе 22 до достижения поверхностью бетонной смеси отметки, превышающей отметку низа 31 защитной трубы 22 не менее чем на 1 м. После бетонирования всех свай 4 к защитным трубам 22 приваривают консоли 38, предпочтительно из двутавра, на которых собирают внутреннюю 39 и внешнюю 40 обвязки шпунтового ограждения 41 с распорным креплением 42, погружают в грунт с помощью гидровибратора 27 шпунт. В шпунтовом ограждении 41 отсыпают песчаный грунт 43 до уровня низа 44 тампонажного слоя 45, после чего методом вертикально перемещаемой трубы укладывают бетон 46 тампонажного слоя 45. После набора бетоном тампонажного слоя 45 прочности не менее 2,5 МПа производят откачку воды из шпунтового ограждения 41, поверхность тампонажного слоя 45 очищают от шлама и рыхлого бетона. Срезают сваи 4 на проектной отметке, монтируют опалубку (на чертежах не показана) и устанавливают арматуру (на чертежах не показана) ростверка 3, после чего бетонируют ростверк 3 путем укладки бетона наклонными под углом к горизонту не более 30° слоями толщиной не более 40 см с направлением укладки в одну сторону во всех слоях и уплотнением каждого слоя глубинными вибраторами (на чертежах не показаны). После достижения бетоном ростверка 3 прочности не менее 1,5 МПа монтируют опалубку 47 и устанавливают арматуру (на чертежах не показана) тела опоры 2 с последующей очисткой поверхности ростверка 3 от цементной пленки водной и воздушной струей и бетонированием нижней части 48 тела опоры 2 до уровня, расположенного ниже уровня распорного крепления шпунтового ограждения 41. При этом бетонную смесь укладывают с уплотнением горизонтальными слоями 49 одинаковой толщины в одну сторону во всех слоях 49, причем укладку каждого следующего слоя 49 производят до начала схватывания бетона в предыдущем слое 49. После набора бетоном нижней части 48 тела опоры 2 проектной прочности не менее 80% и передачи на нее распорками 42 давления от шпунтового ограждения 41 производят бетонирование верхней части 50 тела опоры 2 до проектной отметки.

Формула изобретения

Способ возведения моста через водную преграду, включающий выполнение в акватории опор на буровых объединенных ростверком сваях с использованием самоподъемной платформы, устанавливаемой на забивных инвентарных колоннах, и плавучего крана, конвейерно-тыловую сборку металлических пролетных строений с последующей продольной надвижкой или перевозкой на плаву и установкой в проектное положение пролетных строений с образованием неразрезного моста, отличающийся тем, что к месту возведения опоры подводят плавучий кран, с помощью которого выполняют маячные сваи, на которых устанавливают направляющий кондуктор с ячейками, которые располагают соосно осям свай возводимой опоры, самоподъемную платформу выполняют в виде несамоходного монтажного понтона со сквозными шахтами для установки колонн, системой воздушных и замерно-осушительных труб и смонтированными на палубе монтажного понтона вдоль его борта, предназначенного для установки со стороны, обращенной к кондуктору, на расстоянии друг от друга парными ограничительными элементами, предпочтительно из обращенных друг к другу полками швеллеров, между которыми уложен сыпучий материал, предпочтительно песок и поверх него - железобетонные плиты, на которых с возможностью перемещения вдоль монтажного понтона установлена буровая машина с ковшовым буром и ковшом-уширителем, на палубу монтажного понтона симметрично продольной его оси укладывают секции колонн, после чего монтажный понтон буксируют к месту возведения очередной опоры и устанавливают его с одной стороны поперечной оси возводимой опоры с размещением монтажного понтона рядом с кондуктором, раскрепляют монтажный понтон монтажными лебедками на якорях, затем плавучим краном устанавливают через шахты колонны с наращиванием их по длине и заглублением в дно акватории и вывешивают монтажный понтон на колоннах, к месту возведения опоры подводят плавучий кран с двумя плашкоутами из понтонов и погруженными на обращенный к возводимой опоре плашкоут секциями защитных труб, размещают плавучий кран с другой стороны поперечной оси возводимой опоры, плавучим краном поднимают с плашкоута и устанавливают в очередную ячейку направляющего кондуктора нижнюю секцию защитной трубы с направляющими ребрами в верхней части, в которые также краном устанавливают следующую секцию защитной трубы, которую соединяют с нижней сваркой стыковым швом и накладками, затем установленным на кране гидровибратором погружают защитную трубу в грунт до проектной отметки с одновременной разработкой грунта в полости защитной трубы эрлифтом с сохранением на последнем этапе грунтового ядра высотой не менее 2 м от низа трубы, после чего устанавливают на монтажном понтоне буровую машину на ось возводимой сваи, к защитной трубе сваи присоединяют съемную секцию трубы для поддержания избыточного давления воды в скважине, ковшовым буром буровой машины разрабатывают грунт в скважине ниже ножевой части нижней секции защитной трубы до проектной отметки при постоянном доливе воды в скважину и контроле уровня воды в скважине, ковшом-уширителем буровой машины разрабатывают грунт нижней части скважины с образованием уширенной полости, после чего производят установку арматурного каркаса путем опускания в скважину первой секции арматурного каркаса, которую подвешивают за верхнее кольцо на защитной трубе, к первой секции арматурного каркаса краном подают последовательно следующие секции, каждую из которых присоединяют к предыдущей с опусканием в скважину и подвешиванием за верхнее кольцо к защитной трубе, а после наращивания арматурного каркаса до проектной длины арматурный каркас опускают в скважину до проектной отметки, а затем укладывают в скважину бетонную смесь через приемный бункер методом вертикально перемещаемой трубы, причем избыточное давление воды поддерживают в защитной трубе до достижения поверхностью бетонной смеси отметки, превышающей отметку низа защитной трубы не менее чем на 1 м, а после бетонирования всех свай к защитным трубам приваривают консоли, предпочтительно из двутавра, на которых собирают внутреннюю и внешнюю обвязки шпунтового ограждения с распорным креплением, погружают в грунт с помощью гидровибратора шпунт, в шпунтовом ограждении отсыпают песчаный грунт до уровня низа тампонажного слоя, после чего методом вертикально перемещаемой трубы укладывают бетон тампонажного слоя и после набора бетоном тампонажного слоя прочности не менее 2,5 МПа производят откачку воды из шпунтового ограждения, поверхность тампонажного слоя очищают от шлама и рыхлого бетона, срезают сваи на проектной отметке, монтируют опалубку и устанавливают арматуру ростверка, после чего бетонируют ростверк путем укладки бетона наклонными под углом к горизонту не более 30° слоями толщиной не более 40 см с направлением укладки в одну сторону во всех слоях и уплотнением каждого слоя глубинными вибраторами, а после достижения бетоном ростверка прочности не менее 1,5 МПа монтируют опалубку и устанавливают арматуру тела опоры с последующей очисткой поверхности ростверка от цементной пленки водной и воздушной струей и бетонированием нижней части тела опоры до уровня, расположенного ниже уровня распорного крепления шпунтового ограждения, причем бетонную смесь укладывают с уплотнением горизонтальными слоями одинаковой толщины в одну сторону во всех слоях, причем укладку каждого следующего слоя производят до начала схватывания бетона в предыдущем слое, а после набора бетоном нижней части тела опоры проектной прочности не менее 80% и передачи на нее распорками давления от шпунтового ограждения производят бетонирование верхней части тела опоры до проектной отметки.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.01.2008

Извещение опубликовано: 10.07.2009        БИ: 19/2009