Автодорожный мост с неразрезными железобетонными пролетными строениями и способ его сооружения

Изобретение относится к области мостостроения и касается конструкции пролетных строений железобетонных мостов. Автодорожный мост с неразрезными железобетонными пролетными строениями содержит опоры и установленные на них одно или несколько неразрезных железобетонных пролетных строений, состоящих в поперечном сечении из ребер, плиты проезжей части и парапетного железобетонного ограждения. Новым в предлагаемой конструкции автодорожного моста является то, что крайние по сечению ребра и парапетное железобетонное ограждение выполнены в виде единого вертикального несущего элемента, а парапетное железобетонное ограждение разрезано сквозными швами в зоне нулевых моментов между опорами. Швы разделяют пролетное строение на надопорные участки, расположенные в зоне отрицательных моментов над опорами, и срединные участки, расположенные в зоне положительных моментов. Способ сооружения моста включает операции возведения береговых и промежуточных опор, сооружения временных опор в месте стыкования по длине моста сборных секций пролетных строений, монтажа секций пролетных строений и их омоноличивания. Новым в предлагаемом способе сооружения моста является то, что в продольном направлении деление на секции осуществляют в соответствии с делением моста на надопорные и срединные участки, причем длины срединных секций равны соответственно длинам срединных участков пролетного строения. Длину надопорной секции в пределах железобетонного парапетного ограждения назначают равной длинам надопорных участков, причем в пределах нижнего ребра и плиты проезжей части с обеих сторон длина короче на величину "а", которую определяют из условий размещения анкеров пучков преднапряженной арматуры и удобства стыкования арматуры смежных секций. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении несущей способности пролетного строения, снижении материалоемкости путем уменьшения количества балок пролетного строения моста. 2 н. и 1 з.п.ф-лы, 8 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области мостостроения и касается конструкции пролетных строений железобетонных мостов.

Известен автодорожный мост с неразрезными железобетонными пролетными строениями, содержащий опоры и установленное на них неразрезное железобетонное пролетное строение, состоящее в поперечном сечении из ребер, плиты проезжей части и парапетного железобетонного ограждения (Г.К.Евграфов, Н.Н.Богданов. Проектирование мостов. М.: Транспорт, 1966, с.186, рис.IV. 62, с.231, рис.VI.2,б).

Недостатком конструкции является повышенный расход материалов, т.к. парапетное железобетонное ограждение является дополнительной нагрузкой, а в работу балок не включено.

Известен способ сооружения моста, включающий операции возведения береговых и промежуточных опор, сооружения временных опор в месте стыкования по длине сборных секций, монтажа секций пролетных строений и их соединение (А.В.Кручинкин, В.К.Белый "Монтаж стальных пролетных строений мостов", М.: Транспорт, 1978, с.116, рис.IV.6). Недостатком способа является то, что он не может быть использован при возведении моста с неразрезными железобетонными пролетными строениями моста с ездой посередине.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения несущей способности пролетного строения моста, снижения материалоемкости путем уменьшения количества балок пролетного строения моста.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в автодорожном мосте с неразрезными железобетонными пролетными строениями, содержащем опоры и установленное на них одно или несколько неразрезных железобетонных пролетных строений, состоящих в поперечном сечении из ребер, плиты проезжей части и парапетного железобетонного ограждения, крайние по сечению ребра и парапетное железобетонное ограждение выполнены в виде единого вертикального несущего элемента, при этом парапетное железобетонное ограждение в зоне нулевых моментов между опорами разрезано сквозными швами, которые разделяют пролетное строение на надопорные участки, расположенные в зоне отрицательных моментов над опорами, и срединные участки, расположенные в зоне положительных моментов, причем надопорные участки парапетного железобетонного ограждения могут быть выполнены предварительно напряженными.

В способе сооружения автодорожного моста, включающем операции возведения береговых и промежуточных опор, сооружения временных опор в месте стыкования сборных секций пролетных строений по длине моста, монтажа секций пролетных строений и их омоноличивания, деление на секции в продольном направлении осуществляют в соответствии с делением моста на надопорные и срединные участки, причем длина срединных секций равна соответственно длине срединных участков пролетного строения, а длину надопорной секции в пределах железобетонного парапетного ограждения назначают равной длине надопорных участков, а в пределах нижнего ребра и плиты проезжей части - с обеих сторон короче на величину "а", при этом каналы для натяжения пучков преднапрягаемой арматуры выводят на нижнюю поверхность железобетонного ограждения, после чего осуществляют натяжение и инъектирование пучков преднапрягаемой арматуры и омоноличивание в продольном направлении секций пролетных строений на длинах "а", при этом величину "а" определяют из условий размещения анкеров пучков преднапряженной арматуры и удобства стыкования выпусков арматуры смежных секций.

Строительство предлагаемого моста характеризуется рядом специфических особенностей.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется на чертежах, где представлено:

на фиг.1 - общий вид моста предлагаемой конструкции, вид сбоку;

на фиг.2 - поперечное сечение пролетного строения в центральной части между опорами моста (сечение I-I);

на фиг.3 - разрез II-II пролетного строения моста по сквозному шву в парапетном железобетонном ограждении в точке нулевых моментов;

на фиг.4 - надопорная секция пролетного строения, вид сбоку;

на фиг.5 - поперечное сечение крайней балки пролетного строения;

на фиг.6 - срединная секция пролетного строения, вид сбоку;

на фиг.7 - схема монтажа пролетных строений моста;

на фиг.8 - схема объединения надопорных и срединных секций пролетного строения.

Автодорожный мост с неразрезными железобетонными пролетными строениями содержит береговые 1 и промежуточные 2 опоры, заглубленные ниже естественной поверхности 3 грунта, неразрезное пролетное строение 4, установленное на опоры 1 и 2 с помощью неподвижных 5 и подвижных 6 опорных частей и состоящее по своей длине из надопорных 7 и срединных 8 участков.

Неразрезное железобетонное пролетное строение автодорожного моста содержит в поперечном сечении ребра 9, плиту проезжей части 10, парапетное железобетонное ограждение 11. На плите проезжей части уложено полотно проезжей части 12, а на крайних консолях - тротуарный настил 13 и перила 14.

Между собой в поперечном направлении балки соединены монолитными стыками 15.

Для увеличения несущей способности крайней балки парапетное железобетонное ограждение 11 объединено в единый вертикальный несущий элемент с ребром 9. В прототипе парапетное железобетонное ограждение и ребро разъединены. Для объединения элементов 11 и 9 в предлагаемом техническом решении оба эти элемента выполнены единым монолитным вертикальным несущим элементом с единым арматурным каркасом. При этом примыкающая с обеих сторон железобетонная плита также выполнена единым монолитным элементом, пересекающим единый вертикальный несущий элемент. Таким образом, крайняя балка имеет крестообразное поперечное сечение. При этом как арматурный каркас 16 единого вертикального несущего элемента, так и арматурный каркас 17 плиты расположены также перекрестно. На контакте надопорных 7 и срединных 8 участков пролетного строения верхняя часть 11 единого вертикального несущего элемента (парапетное железобетонное ограждение) разрезана, при этом зазор 18 составляет 3-5 см. Зазор 18 выполнен в указанной верхней части единого несущего вертикального элемента на всю высоту парапетного железобетонного ограждения до верхней поверхности плиты проезжей части.

Разделение неразрезного пролетного строения 4 на надопорные 7 и срединные 8 участки произведено в соответствии с эпюрой моментов: надопорные участки соответствуют зоне отрицательных моментов, т.е. когда растягивающие напряжения возникают в верхней части единого вертикального несущего элемента, т.е. в пределах железобетонного парапетного ограждения. Зазоры 18 выполнены в точках нулевых моментов. Для восприятия растягивающих напряжений железобетонное парапетное ограждение 11 может быть выполнено предварительно напряженным. Для этого предусмотрено размещение пучков напрягаемой арматуры 19 с анкерами 20.

Для определения влияния временной подвижной нагрузки на отдельные балки, имеющие различную жесткость при изгибе, целесообразно применить метод внецентренного сжатия. Результаты расчета, приведенные в таблице, показывают, что усиленные крайние балки воспринимают в 1,5-1,6 раз больше временной нагрузки, одновременно разгружая соседние балки. В таблице в первых двух строчках приведены данные при крайней балке таврового сечения, а в остальных строчках - для крайней балки крестообразного сечения. Такое перераспределение временной нагрузки в поперечном сечении пролетного строения позволяет убрать одну из шести балок и обеспечить несущую способность пролетного строения при пяти балках.

Таблица. Коэффициент поперечной установки по методу внецентреннного сжатия для пролетного строения L=24-33 м от нагрузки НК-80
Тип попереч. сечения	Кол-во балок	№балки	1	2	3	4	5	6
КПУ
Без парапета	6	КПУ	0,285	0,234	0,19	0,144	0,096	0,049
5	КПУ	-	-	-	-	-	-
Парапет h=500 от уровня плиты	6	КПУ	0,325	0,209	0,172	0,134	0,093	0,071
5	КПУ	0,37	0,231	0,170	0,125	0,092	-
Парапет h=1050 от уровня плиты	6	КПУ	0,397	0,16	0,134	0,108	0,082	0,119
5	КПУ	0,444	0,174	0,138	0,103	0,141	-
Парапет h=1250 от уровня плиты	6	КПУ	0,426	0,136	0,12	0,098	0,064	0,14
5	КПУ	0,465	0,151	0,122	0,093	0,166	-

Из таблицы видно, что уже при парапете минимальной высоты h=500 на балку №2 при 5 балках в поперечнике приходится меньшая доля временной нагрузки (0,231), чем на ту же балку №2 при 6 балках в поперечнике, но без парапета (0,234). С увеличением высоты парапета вторая балка еще больше разгружается.

Что касается работы от временной нагрузки балки №1, то увеличение доли ее работы в поперечнике в 1,5-1,6 раза успешно компенсируется значительным увеличением момента инерции ее поперечного сечения (в 2-5 раз) в зависимости от высоты парапета.

Сооружение моста осуществляют следующим способом. Вначале сооружают береговые 1 и промежуточные 2 опоры моста. После этого монтируют неподвижные 5 и подвижные 6 опорные части. Далее на фундаментах 21 монтируют тело временных опор 22 для сооружения пролетных строений. В зависимости от типа пересекаемого препятствия (суходол, железная или автомобильная дорога, река и т.д.) вид фундамента 21 может быть различным: лежневым, на плавучих понтонах, сваях и др. Временные опоры 22 располагают по длине пролетного строения в зоне нулевых моментов (в месте расположения зазоров 18). На опорных частях 5 и 6 и на временных опорах 22 собирают из сборных элементов надопорные участки 7 пролетного строения. При этом в готовом виде доставляют секции балок средних и крайних в поперечном сечении (в соответствии с фиг.2 и 3) и их объединяют в поперечном направлении, для чего плиты проезжей части в каждой балке имеют арматурные выпуски 23 (фиг.5). После этого осуществляют натяжение и инъектирование пучков 19 в каналах 24. После изготовления надопорных частей монтируют и объединяют балки срединных участков 8 с использованием тех же временных опор 22 и устоев 1. После монтажа надопорных 7 и срединных 8 частей пролетных строений осуществляют их объединение в единое целое. Для этого используются арматурные выпуски 25, 26, 27. Омоноличивание надопорных и срединных частей в продольном направлении осуществляют на участке 28 длиной "а" (фиг.8), для чего надопорные секции в пределах ребра 9 и плиты 10 делают короче с обеих сторон на величину "а" (фиг.4). После набора прочности омоноличенными участками 28 временные опоры 22 разбирают, после чего сооружают полотно проезжей части 12, тротуарные консоли 13 и перила 14.

Предлагаемая конструкция работает следующим образом. Крайние в поперечном сечении балки, выполненные с включением железобетонного парапетного ограждения в работу, существенно повышают несущую способность пролетного строения, что позволяет уменьшить число балок в поперечном сечении. Например, при габарите 11,5 м без включения в работу железобетонного ограждения будет в поперечном сечении 6 балок, а при включении - 5 балок. От постоянной и временной нагрузки в надопорных участках крайней по сечению балок в верхней ее части возникают растягивающие напряжения. Предварительное напряжение этих частей позволяет предотвратить трещинообразование.

Пример осуществления конструкции и способа ее возведения.

Сооружается мост через суходол (виадук) с высотой промежуточных опор 20-30 м. 4-пролетный мост перекрывается одним неразрезным пролетным строением длиной 30+42+42+30 м с габаритом 11,5 м. Длину срединных участков принимают для четырех пролетов соответственно равными 2, 28, 28, 22 м, а надопорных участков соответственно 15, 14 и 15 м. В связи с тем что мост пересекает суходол, временные опоры выполнены на фундаментах неглубокого заложения. Тело опор собрано из инвентарных металлических конструкций. Для пролетных строений использованы типовые конструкции балок высотой 130 см (типовой проект №3.503.1-81 Союздорпроекта). Крайние балки выполнены индивидуальными с высотой включенного в работу железобетонного парапетного ограждения высотой 110 см.

Такое же неразрезное пролетное строение можно собрать из балок, изготовленных по рабочему проекту 652-КЖ-5 Гипротрансмоста. Поперечные сечения таких балок приведены на чертеже (фиг.3).

1. Автодорожный мост с неразрезными железобетонными пролетными строениями, содержащий опоры и установленные на них одно или несколько неразрезных железобетонных пролетных строений, состоящих в поперечном сечении из ребер, плиты проезжей части и парапетного железобетонного ограждения, отличающийся тем, что крайние по сечению ребра и парапетное железобетонное ограждение выполнены единым вертикальным несущим элементом, при этом парапетное железобетонное ограждение в зоне нулевых моментов между опорами разрезано сквозными швами, которые разделяют пролетные строения на надопорные участки, расположенные над опорами в зоне отрицательных моментов, и срединные участки, расположенные в зоне положительных моментов.

2. Автодорожный мост с неразрезными железобетонными пролетными строениями по п.1, отличающийся тем, что надопорные участки парапетного железобетонного ограждения выполнены предварительно напряженными.

3. Способ сооружения моста, включающий операции возведения береговых и промежуточных опор, сооружения временных опор в месте стыкования по длине моста сборных секций пролетных строений, монтажа секций пролетных строений и их омоноличивания, отличающийся тем, что деление на секции в продольном направлении осуществляют в соответствии с делением моста на надопороные и срединные участки, причем длины срединных секций равны соответственно длинам срединных участков пролетного строения, а длину надопорной секции в пределах железобетонного парапетного ограждения назначают равной длинам надопорных участков, при этом в пределах нижнего ребра и плиты проезжей части с обеих сторон короче на величину "a", а каналы для натяжения пучков преднапрягаемой арматуры выводят на нижнюю поверхность железобетонного парапетного ограждения, после чего осуществляют натяжение и инъектирование пучков преднапрягаемой арматуры и омоноличивание в продольном направлении секций пролетных строений на длинах "а", где величину "а" определяют из условий размещения анкеров пучков преднапряженной арматуры и удобства стыкования выпусков арматуры смежных секций.