Будівництво нерозрізних мостів желозобетонных

Зміст

• 1 Конструкція нерозрізних мостів
• 2 Технологія будівництва нерозрізних залізобетонних мостів
• 3 Будівництво нерозрізних залізобетонних мостів з допомогою плавучих опор
  • 3.1 Монтаж прогонової будови нерозрізного
  • 3.2 Будівництво мосту ім. Олександра Невського в Санкт-Петербурзі
• 4 Комбінований метод будівництва нерозрізних прогонових будов

Конструкція нерозрізних мостів

Нерозрізні залізобетонні мости отримали широке застосування і мають суттєві економічні, експлуатаційні і естетичні переваги.

Нерозрізні балкові прогонові будови мають менші, ніж розрізні, величини згинальних моментів в прольоті, а значить, і меншу висоту і розміри поперечного перерізу главпых балок. Можливість найбільш раціонального зміни висоти балок по прольоту суттєво зменшує загальний об’єм залізобетону в конструкції.

У перазрезной системі зазвичай досягається також економія в обсязі опор за рахунок розміщення на проміжних опорах тільки за однієї опорної частини (по фасаду мосту) замість двох при розрізних системах. Крім того, вертикальне опорний тиск від нерозрізного прогонової будови передається на опору центрально і викликає в перетинах опори равпомерно розподілені стискаючі напруги.

Відсутність поперечних деформаційних швів, шкідливо впливають на розвиток швидкісного руху на сучасних автомобільних дорогах, є важливою перевагою нерозрізних систем з точки зору експлуатації.

У нерозрізних конструкції деформації значно менші, ніж у конструкції з шарніром типу рамно-консольних або рамно-підвісних.

Як відомо, в мостах з центральним шарніром виникають великі вертикальні переміщення кінців консолей від впливу сукупності різних деформацій матеріалів. Досвід показав, що наявність шарніра в середині прольотів викликає поступово наростаючі прогини решт консолей протягом перших років служби споруди. Ці прогини створюють переломи в поздовжньому профілі мосту.

Застосування балок постійної висоти в ряді випадків дозволяє надати залізобетонним нерозрізним мостом особливу стрункість і архітектурну завершеність, задовольняє підвищені естетичні вимоги, особливо, якщо проміжні опори прийняті тонкостінними чи гнучкими.

Найбільш важливим технологічним перевагою балок постійної висоти є можливість значного спрощення виробництва робіт при спорудженні монолітних нерозрізних прогонових будов методом навісного та попролетного бетонування, а також можливість будівництва збірних мостів з прольотами від 40 до 100 м з серійних блоків.

До достоїнств нерозрізних систем слід також віднести можливість використання їх у складних умовах при спорудженні мостів і естакад у великих містах і на автострадах, прокладених в гористій місцевості.

У поперечному перерізі нерозрізні прогонові будови завдовжки до 30— 40 м складаються, як правило, з однієї або двох коробок.

В якості робочої арматури в нерозрізних прогонових будовах застосовують пучки з високоміцної дроту, сталеві канати і високо міцну стрижневу арматуру. Робочу арматуру розташовують по плиті або в каналах, утворених у плиті і стінках балки.

До недоліків нерозрізних систем відноситься необхідність влаштування досить надійних і жорстких підстав опор, а також велика складність і трудомісткість арматурних робіт.

До числа найбільш великих нерозрізних мостів, споруджених в СРСР і за кордоном, слід віднести міст ім. Олександра Невського р. через Неву в Ленінграді з прольотами до 123 м, міст через р .. Москви у Нагатино з русловым прольотом 114 м, міст Олерон-Континент (Франція) загальною довжиною 2862 м з максимальними прольотами по 79 м, р. через Рейн у Бендорфа (ФРН) з центральним прольотом 208 м.

Нерозрізна конструкція прийнята в руслової частини мосту через р .. Волгу в Саратові. При загальній довжині мосту близько 2800 м судноплавна частина головного русла річки перекрита пятипролетным нерозрізним гратчастим будовою за схемою 106 + 3 X 166 + 106 м.

Технологія будівництва нерозрізних залізобетонних мостів

Попередньо напружені залізобетонні мости нерозрізний системи споруджують різними способами.

Нерозрізні прогонові будови можна збирати з цельноперевозимых балок, з’єднаних між собою в нерозрізну систему шляхом встановлення над проміжними опорами високоміцної арматури, напружуваної після омонолічування швів між торцями цих балок. Цей метод застосовується при перекритті прольотів длппой до 40-45 м.

Збірні нерозрізні прогонові будови можна монтувати шляхом встановлення великих блоків за допомогою плавучих опор. Застосування цього методу раціонально при багаторазовому повторенні операцій на сооружаемом об’єкті. Перевезення великих блоків на плаву дає можливість вести паралельно роботи зі спорудження опор в руслі п збірку або бетонування прогонових будов на березі, але вимагає додаткових дорогих пристроїв.

При спорудженні ряду великих мостів монтаж нерозрізних прогонових будов був здійснений методом навісний збірки з подачею блоків на плаву або по зібраної частини мосту.

При спорудженні багатопро віадуків і естакад з прольотами від 18 до 50 м за кордоном отримав розповсюдження метод попролетного бетонування, заснований на послідовному і багаторазовому використанні інвентарних риштувань і опалубки при будівництві мостів з однаковими прогоновими будовами постійної висоти.

Для спорудження нерозрізних прогонових будівель з монолітного залізобетону при сприятливих умовах ефективним виявляється метод навісного бетонування.

При спорудженні одного з мостів був успішно застосований комбінований спосіб, який полягає в поєднанні установки великих надопорных блоків на плавучих засобах з подальшим нарощуванням консолей прогонової будови шляхом врівноваженого навісного бетонування.

В останні роки в СРСР і за кордоном для спорудження збірних нерозрізних прогонових будов постійної висоти розроблений і застосований новий для залізобетонних конструкцій спосіб — поздовжнього насування. Цей спосіб застосовується при установці в проліт нерозрізних прогонових будов з прольотами до 96 м, зібраних з окремих блоків на підходах до мостів.

Будівництво нерозрізних залізобетонних мостів з допомогою плавучих опор

Метод установки великих блоків на плаву був застосований при спорудженні нерозрізного залізобетонної прогонової строепия довжиною 710 м найбільшого автодорожнього мосту через р .. Волгу у Саратова.

Головні судноплавні прольоти цього мосту перекриті пролетным будовою за схемою 106 + 3 X 166 + 106 м, розчленованим згідно з умовами монтажу по довжині на чотири надопорные гратчасті секції трикутної системи — «пташки» довжиною 120 м, і п’ять з’єднувальних елементів — вставок між ними завдовжки по 46 м із суцільною стінкою.

Схема руслових прольотів мосту через річку волга в Саратові

 

У поперечному перерізі пролітна будова складається з двох гілок, кожна з яких має дві несучі площини, об’єднані зверху плитою проїзної частини. Таким чином, пролітна будова збирали з восьми «пташок» і 10 вставок. Вставки об’єднуються з надопорными секціями після закінчення складання.

Кожна решітчаста ферма довжиною 120 м має 9 панелей по 11,4 м і 2 кінцевих ділянки по 8,7 м. Висота ферми на опорі 18 м і на кінцях 4,68 м. Кожна надопорная секція «пташка» складається з 144 збірних елементів 72 типорозмірів. Загальний обсяг надопорного блоку 730 м3. Елементи нижнього поясу, стислі розкоси і ребра верхнього пояса «пташок» виготовлені на заводах із звичайного залізобетону.

Попередньо напружені розтягнуті розкоси разом з вузловими блоками були виготовлені на спеціальних стендах на будівельному майданчику. Ребра верхнього пояса омоноличивали попанельно в блоки верхнього пояса також на будівельному майданчику.

Попередньо напружені блоки-вставки довжиною 46 м вагою 600 т виготовляли зі стендової технології аналогічно балок довжиною 70 м цього ж мосту.
У період система монтажу прогонової будови працює під дією власної ваги як балочно-консольна, а після об’єднання з’єднувальних вузлів падопорных секцій зі вставками — як нерозрізна під дією времеппой навантаження.

Монтаж прогонової будови нерозрізного

Монтаж нерозрізного прогонової будови проводили в п’ять етапів у такій послідовності:

(й) етап — укрупнительная складання елементів нижнього поясів і розкосів в плоскі трикутники з установкою їх у вертикальне положення за допомогою спеціального кантувача та портального крана вантажопідйомністю 100 т;

(й) складання гратчастих секцій прогонових будов на риштованні, що мають ширину, рівну половині ширини мосту; омополичивание вузлів і натяг поздовжньої арматури. Кожну секцію збирали за допомогою портального крана вантажопідйомністю 100 т з 48 попередньо укрупнених елементів: трикутників решітки, плит проїзної частини з елементами верхнього пояса, опорного та кінцевих блоків;

(й) зняття секцій вагою 2600 т кожна з монтажних риштовання і пересування на візках на пірс з опусканням на плашкоут. Перед выкаткой блоку на пірс на одному його кінці встановлювали металевий аванбек з інвентарних елементів, а на протилежному кінці для уравнове шивания системи — противага, що складається з інвентарних металевих понтонів, заповнених водою. Аналогічний аванбек монтували і на пролетном будові сусіднього прольоту. Ці пристрої були призначені для тимчасового закріплення блоку в стійкому положенні на постійному опорі моста;

(й) отвозка секцій на плаву до місця установки па шарнірні опорні частини постійних опор з тимчасовим закріпленням за допомогою аванбеков. Секції перевозили і встановлювали з допомогою плавучої опори, що складається з двох плашкоутов. Кожен плашкоут був зібраний з 74 металевих понтонів типу КС і обладнаний системою повітряної баластування

(ї) встановлення блоків — вставок з суцільними стінками з допомогою фермоподъемников, розташованих на кінцях надопорных секцій. Замикання прогонової будови в нерозрізну систему з установкою і напругою канатів і омоноличиванием.

Перша надопорная решітчаста секція була зібрана за 3,5 місяці. Надалі термін виготовлення був знижений до 37 календарних днів. При цьому складання секції виконували за два тижні, а на замонолічення витрачали близько місяця. Витрата бетону в неразрезном пролетном будові склав 0,95 м3 на 1 м2 проїжджої частини.

Будівництво мосту ім. Олександра Невського в Санкт-Петербурзі

Метод установки великих блоків на плаву був застосований також при спорудженні нерозрізних прогонових будов моста ім. Олександра Невського р. через Неву в Ленінграді.
Міст загальною шириною 35 м з їздою по верху має симетричну розбивку на прольоти: 49,8 + 110 + 123,5 + 52 + 123,5 + 110 + 49,8 м.

В середині мосту розміщений розвідний проліт розкривається системи з шириною пропускного отвору 52 м, перекритий металевим пролетным будовою. Прольоти по 123,5 м і розвідний — судноплавні. Дзеркало річки в місці переходу має ширину 505 м між набережними глибина води в річкових опор до 11,5 м.

Схема моста ім. Олександра Невського в Санкт-Петербурзі

Залізобетонні трехпролетные будови в поперечному перерізі складаються з двох головних блоків коробчатої конструкції шириною до 8 м кожна, розставлених на відстані 14,6 м у просвіті. Головні балки з’єднані поперечинами, з яким укладено ребристе перекриття з керамзито — бетону марки 300 з об’ємним вагою 1,8 т/м3. Такий поперечний переріз прогонових будов дозволило зробити опори з окремих масивів під кожну головну балку.

За архітектурними міркувань, а також для скорочення загальної довжини мостового переходу та отримання більш низьких відміток проїжджої частини висота головних балок в середині прольоту прийнята рівною 3 м. Обрис нижнього пояса нерозрізних залізобетонних балок — криволінійне із збільшенням висоти над опорами (над проміжними опорами 8 м). Для підвищення вертикальної жорсткості прогонові будови защемлено на опорах між прольотами 110 і 123,5 м.

Кожна трьохпролітна головна балка загальною довжиною 283 м при виготовленні була розчленована на три великих монтажних блоку. Блоки № 1 довжиною по 90,25 м, які перекривають берегові прольоти по 49,8 м і мають консолі довжиною близько 40 м з боку річки, бетонували на місці на риштованні в проектному положенні. Блоки № 2 довжиною по 127,8 м перекривають решту частини 110-метрових прольотів і мають консолі довжиною близько 57 м з боку 123,5-метрових прольотів.

Блоки № 3 довжиною по 66,7 м перекривають решту частини прольотів між консолями блоків № 2 та опорами розвідного прогону. Балки № 2 вагою 4800 т і блоки № 3 вагою 2400 т, що встановлюються в річковій частині мосту, виготовляли на березі, а потім доставляли на плаву на місце.

Блоки № 2 і № 3 виготовляли на лівобережній будівельному майданчику. Для одночасного виготовлення двох блоків паралельно набережній були споруджені дві лінії риштовання, що складаються з прогонів, опертих на опори на свайне підставі. Для викочування блоків на плавзасоби було споруджено чотири пірса.
Попередньо напрягаемая арматура головних балок прийнята двох типів:

шпренгельиая — із заводських канатів (що має зв’язок з бетоном тільки на частині довжини — над проміжної річковий опорою)

обетонируемая — пучкова. Пучкову арматуру з 49 дротів діаметром 5 мм встановлювали при виготовленні блоків і потім обетонировали. Цієї арматури достатньо було для раскружаливания блоків і їх транспортування.

Зв’язали система складалася із сталевих канатів діаметром 45 і 47 мм, напрягаемых при замиканні балок в неразрезное прогонову будову. Канати мали всередині коробок, покривали антикорозійним змащенням і залишали необетонированными. Подібне рішення вимагає в подальшому прийняття спеціальних заходів для збереження довговічності споруди.
Блоки, виготовлені па березі, перед установкою на плавсистему пересували по пірсів на відстань до 35 м домкратами вантажопідйомністю 170 т, що упираються в спеціально сконструйовані упори, самозаклинивающиеся на накатних шляхах. Блок вагою 4800 т чотирма домкратами переміщали зі швидкістю 5-5,5 м/ч.

Кожен блок до місця установки транспортували на двох плавсистемах, що складаються з 105 понтонів типу КС-3 з надбудовою з десяти площинних ферм.

Перевезення на плаву блоків прогонової будови нерозрізного

Плавсистему в проліт транспортували трьома морськими буксирами:

одним потужністю 1600 л. с.

двома по 800 л. с.

При установці в проліт блоки № 2 спиралися середньою частиною на постійні опори, а консолями — на тимчасові опори в 110-метрових прольотів. Над тимчасовими опорами блоки № 1 і 2 стикували, перетворюючи змонтовану конструкцію у двухпролетную балку з консоллю.

Блоки № 3 встановлювали одним кінцем на жорстку (опора розвідного прогону) і іншим — на пружні опори (кіп, консолі блоку № 2). Пружна опора від ваги блоку опускалася на 132 див. Передачу реакції від ваги блоку № 3, що дорівнює 1200 т, на кінець консолі блоку № 2 проводили в два етапи.

В підготовчий етап на кінці блоку № 2 встановлювали привантажувач у вигляді понтонів, заповнений водяним баластом вагою 630 г, а вже змонтованої частини балки постановкою шпренгельной арматури створювали додаткове попереднє напруження. Від привантаження кінець консолі блоку № 2 опускався на 68 див. Крім того, в результаті піддомкрачування головної балки на тимчасової опори в 110-метровому прольоті силою в 100 т кінець консолі блоку № 2 опускався ще на 20 див.

На другому етапі вже при опущеному на 88 см кінці консолі блоку № 2 заводили на плаву і встановлювали блок № 3. Шляхом баластування понтонів блок № 3 опускали і в момент, коли він стосувався однієї опорної площадки на кінці блоку № 2, паралельно з балластировкой понтонів плашкоутов починали інтенсивний злив водяного баласту з привантаження консолі.

Таким чином, при безпосередній установці блоку № 3 кінець блоку № 2 прогинався на 44 см, а навантаження на кінці консолі зростала тільки на величину, рівну різниці між реакцією блоку № 3 і вагою злитого водяного баласту.

Надалі аналогічні пригрузы з понтонів з водяним баластом в прогонових будовах використовували для обтиску бетону замополичивания і включення в роботу збірної плити головних балок.

Після установки в проліт блоків № 3 стики їх з блоками № 2 омоноличивали і шляхом напруги сталевих канатів вся система перетворювалася в трехпролетное неразрезное прогонову будову.

Комбінований метод будівництва нерозрізних прогонових будов

Комбінований метод споруди нерозрізних прогонових будов полягає у встановленні па річкові опори надопорных блоків за допомогою плавучого крана і подальшому нарощуванні консолей шляхом врівноваженого навісного бетонування. Застосування його дозволяє вести паралельно роботи зі спорудження опор і виготовлення на березі великих блоків прогонової будови.

При цьому значно спрощуються роботи по влаштуванню найбільш складних ділянок прогонової будови, що примикають до опор, і з анкерного закріплення прогонової будови, бетонованого навісним способом.

Застосування цього методу обмежується гідрологічними умовами водотоку і потребою в потужному плавучому крановому обладнанні.

Комбінований метод споруди прогонових будов був застосований на будівництві мосту через р Неретву у Рогатина (Югославія).

Міст має загальну довжину 414 м. Русловая частина річки перекрита трьох пролетным нерозрізним попередньо напружених залізобетонних пролетным будовою за схемою 55 + 110 + 55 м, до якого на обох берегах примикають по два балочно-розрізних прольоту завдовжки по 45 м.

Ширина мосту 10,8 м (проїжджа частина 7,5 м та два тротуару по 1,65 м).Берегові балкові прогонові будови мають постійну висоту (2,3 м), неразрезное — змінну (на опорі 5,5 м і в прольоті 2,3 м).

Прогонові будови в поперечному перерізі складаються з трьох двотаврових балок, об’єднаних зверху монолітною плитою. Відстань між осями балок 3 м. Неразрезное прогонову будову споруджувалося комбінованим способом у два етапи.

На першому етапі зарапее виготовлені на полігоні надопорные ділянки прогонової будови у вигляді окремих двотаврових балок вагою по 206 з допомогою плавучого крапа послідовно встановлювали на річкові опори. Потім всі три балки об’єднували в поперечному напрямку діафрагмами і верхньою плитою.

На другому етапі па обох кінцях встановлених надопорных блоків за допомогою плавучого крана збирали пересувні агрегати для навісного бетонування і приступали до нарощування консолей. Врівноважене навісне бетонування консолей вели секціями довжиною 5,5 м. При спорудженні усіх прогонових будов застосовували також попереднє напруження конструкцій в поперечному напрямку на рівні плити.