Зміст
- 1 Сутність методу поздовжнього насування залізобетонного моста
- 2 Переваги поздовжнього насування
- 3 Недоліки поздовжнього насування
- 4 Будівництво віадука методом поздовжнього насування
- 5 Послідовність поздовжнього насування
Сутність методу поздовжнього насування залізобетонного моста
Широко поширений при спорудженні сталевих прогонових будов спосіб поздовжнього насування для монтажу нерозрізних прогонових будов з попередньо напруженого залізобетону довгий час не знаходив застосування через складність створення напружено-армованого стану, сприймає знакозмінні зусилля при поздовжній надвижке, і великої ваги залізобетонних прогонових будов, які вимагають занадто громіздких накаточных пристосувань.
В даний час основні проблеми, пов’язані з поздовжньою надвижкой залізобетонних нерозрізних прогонових будов, вирішені, і новий метод отримав застосування на будівництві ряду мостів.
Сутність методу полягає в наступному. Нерозрізна балка прогонової будови постійної висоти коробчатого поперечного перерізу збирається на березі з окремих блоків. Але способом, запропонованим в СРСР, складання балки рекомендується вести по мірі її насування, нарощуючи балку блоками з тилової сторони, так званим конвеєрно-тиловим способом.
Напружений стан балок, сприймає монтажні знакозмінні зусилля при поздовжній їх надвижке, а також зусиль в стадії експлуатації, не збігаються ні за величиною, ні за знаком з монтажними, створюють двохетапним натягом з допомогою так званих переміщуються пучків. На стенді збираються секції балки натягують горизонтальними верхніми і нижніми пучками, кількість їх і зусилля натягу розраховані на роботу балки в стадії поздовжнього насування.
На другому етапі, після закінчення поздовжнього насування, частина пучків, розташованих на верхній плиті в середніх частинах прольотів і по нижній плиті в надопорных ділянках, знімають і переміщують туди, де вони потрібні з розрахунку на експлуатаційні зусилля. Кількість переміщуваних пучків залежить від величини прольотів, довжини аванбека, наявності проміжних точок тимчасового обпирання, співвідношення ваги передвигаемой балки з її вагою в остаточному експлуатаційному стані.
Переміщуються пучки виготовляють однакової довжини і заанкеривают в рівні верхньої плити на спеціальних упорах, на рівні нижньої плити — на однаково оформленої зовнішньої бічної грані балок. Спосіб армування порівняно короткими пучками забезпечує при конвеєрно-тиловий збірці можливість приєднання будь-якої кількості блоків.
До принципової особливості методу поздовжнього насування, здійсненого вперше за кордоном, слід віднести спосіб створення напруженого стану для сприйняття знакозмінних зусиль у балках шляхом застосування горизонтально розташованих потужних концентрованих пучків, положення яких після закінчення насування змінюється відхиленням їх по вертикалі. При такому способі напруги балку до насування потрібно зібрати на підході на всю її довжину.
Поздовжнє насування прогонової будови виконується не шляхом його перекочування по ковзанок, а скольжепием, завдяки чому відпадає необхідність у пристрої складних і громіздких верхніх і нижніх накаточных шляхів з рейкових пакетів. Насування ковзанням вирішена з допомогою накаточных облаштувань нового типу з застосуванням прокладок з антифрикційного матеріалу
- фторопласту-4
- сталевого полірованого і хромованого листа.
Коефіцієнт тертя листа з фторопласту-4 до 0,05. Допускаемое тиск на фторопласт близько 250-300 кг/см2. Нові накаточные пристрої, включаючи домкрати для підйому прогонової будови, компактні і можуть розміщуватися на опорах самих малих розмірів.
Для поздовжнього насування балок застосовуються горизонтально розташовані, як правило, з тильної частини балок штовхають гідравлічні домкрати з достатнім ходом поршня, які на відміну від лебідок і поліспастів забезпечують плавне, без ривків, рух прогонової будови при поздовжній надвижке.
Застосування методу поздовжнього насування доцільно при спорудженні нерозрізних залізобетонних попередньо напружених прогонових будов постійної висоти. При прольотах до 60-65 м насування може бути здійснена із застосуванням аванбека і без улаштування тимчасових проміжних опор; при великих прольотах (до 100 м) виникає необхідність влаштовувати проміжні опори в руслі.
Переваги поздовжнього насування
До переваг методу поздовжнього насування слід віднести:
- можливість монтажу прогонових будівель з блоків повної заводської готовності;
- можливість споруди прогонових будов великої довжини без пристрою проміжних опор (при прольотах до 65 м) з мінімальною кількістю устаткування і крапов невеликої вантажопідйомності; незалежність від місцевих топографічних і гідрологічних умов;
- відсутність необхідності розробки акваторій, спорудження тимчасових естакад і установки кранів-перевантажувачів для подачі блоків до місця монтажу.
Недоліки поздовжнього насування
- До недоліків відносяться наявність в конструкції монтажних швів;
- необхідність спорудження підхідний насыпн до початку робіт;
- неможливість, в більшій частині випадків, насування балок прольотом більше 55-65 м без пристрої допоміжних опор у руслі;
- складність здійснення мостів на кривих.
Будівництво віадука методом поздовжнього насування
Метод поздовжнього насування попередньо напружених прогонових будов в поєднанні з конвеєрно-тиловим способом складання вперше в СРСР був успішно застосований на будівництві віадука через яр Лорупе (Латвія) під автомобільну навантаження.
Поздовжнє насування прогонової будови цього віадука була здійснена без улаштування тимчасових проміжних опор з використанням сталевого аванбека.
Віадук з пятипролетным залізобетонним нерозрізним пролетным будовою побудований за схемою 32,48 + 3 х 43,25 + 32,48 м.
Розміри дані в дм.
Залізобетонні опори віадука зведені на природному підставі з слабосцементированных твердих пісковиків і глин з умовним опором 4-6 кг/см2. У поперечному перерізі прогонову будову віадука складається з двох коробчатих балок постійної висоти зі свешивающейся двухконсольной плитою проїзної частини.
Після установки балок в проектне положення їх омоноличивали в площині верхньої плити з допомогою випусків арматури і додаткових арматурних сіток. Ширина прогонової будови поверху 10,76 м (проїжджа частина 7,3 м і два тротуару по 1 м).
Складання і подовжню насувку балок здійснювали послідовно. Кожну балку довжиною близько 196 м висотою 190 см збирали з 63 блоків.
Довжина всіх блоків, крім торцевих, 3,07 м. Вага проміжних блоків досягає 15 т, торцевих — 22 т. Діафрагми запроектовані тільки в опорних блоках. Для пропуску переміщуються монтажних пучків в місці примикання діафрагм на нижній плиті були запроектовані канали.
Марка бетону блоків 400, а в шести блоках першого прольоту, испытующих найбільші стискаючі напруги під час насування без проміжних опор,— 500. Шви між блоками товщиною 2 см заповнювали цементним розчином, марка якого відповідала марці бетону стикуються блоків.
На рівні плити проїзної частини пучки натягували і закріплювали конусними анкерами на спеціальних сталевих приставних упорах, розташованих уздовж вертикальних ребер блоків і закріплених в них анкерами. На рівні нижньої плити пучки, через короткі бетонні канали виводили на бічну грань балки, натягували на бетон і закріплювали також конусними анкерами.
На приставному упорі закріплювали за два пучка з контрольованим зусиллям натягу в кожному з 52 т, а при повторному натягу переміщуються пучків — 49 т.
Верхні і нижні місця анкерування визначали у відповідності з різним положенням пучків в стадіях монтажу і постійної експлуатації, що відповідають різним обрисами епюр згинаючих моментів.
Кількість верхніх і нижніх пучків, що встановлюються в процесі укрупнювального складання та насування становила 348 шт. на 1 балку, що на 128 шт. більше кількості пучків, необхідних на стадії експлуатації.
Розташування пучків арматури (пунктиром показані переміщуються пучки):
а — на стадії монтажу (верхній пояс);
б — на стадії експлуатації (верхній пояс);
— на стадії м онтаж а (ниж ний пояс);
р — на стадії експлуатації (ниж ний пояс).
Таке перевищення числа монтажних пучків пояснюється тим, що насування здійснювалася лише за постійним опор, без тимчасових проміжних опор.
Після насування першої балки 180 пучків знімали і 92 з них переміщали в зони, де вони були потрібні з розрахунку па стадії експлуатації, а 88 пучків використовували для армування другий балки, після насування якої вони стали зайвими для даного прогонової будови і могли використовуватися в інших конструкціях.
Переміщення пучків було можливим завдяки тому, що в процесі складання і всього періоду насування їх не омоноличивали, а розміщували відкрито з верхньої та нижньої плит балок.
Кожен пучок напружуваної арматури складався з 24 дротів діаметром 5 мм з межею міцності 17000 кг/см2, при повторному натягу межа міцності дротів приймався рівним 16000 кг/см2. Довжина непереміщуваних пучків 22 м, що переміщуються — 24 м. Застосування нерозрізної прогонової будови системи забезпечило зменшення навантажень на опори, що дозволило надати їм ажурні форми.
Враховуючи велику висоту, що доходить до 24 м, форма проміжних опор обрана одностолбчатой у вигляді Т-подібної рами з наростанням ширини догори при постійній товщині по фасаду віадука, що становить лише 90 див. Така форма опори вдало поєднується із загальним архітектурним рішенням споруди в цілому.
Берегові опори віадука — масивні, проміжні — гнучкі. Одна з берегових опор є анкерної і сприймає поздовжні горизонтальні зусилля. Проміжні опори защемлено у фундаментах і розраховані в експлуатаційній стадії на зусилля, що виникають від поздовжнього переміщення прогонової будови в результаті зміни температури і прояву деформацій від тривалих процесів.
Проміжна опора, найбільш віддалена від анкерної і відчуває найбільші зусилля внаслідок значних деформацій прогонової будови і своєї малої висоти, закріплена до фундаменту за допомогою сталевого шарніра. На всіх проміжних і на анкерної берегової опорах встановлені нерухомі сталеві опорні частини, а на іншій берегової опори — рухливі каткові.
В процесі насування першої балки прогонової будови проміжні опори працювали на великій момент від внецентренного додатки її ваги, що вимагало три найбільш високі проміжні опори розкріпити з протилежного від надвигаемой балки сторони попередньо напруженими канатами-відтяжками.
Найбільшу горизонтальне зміщення верху опори поперек мосту склало 7 див. При надвижке другий балки прогонової будови високі проміжні опори повернулися у вихідне положення, а зусилля в пучках, що притягують ригель опори до фундаменту, зменшилася майже до нуля.
Гнучкі опори віадука на час насування прогонової будови були раскреплены відтяжками з напружених тросів діаметром 27 мм Кожну опору раскрепляли трьома нитками відтяжок, з яких дві нитки спільно з тілом опори розраховували на сприйняття горизонтальних поздовжніх сил від тертя накаточных обустройствах при надвижке прогонової будови. Третю нитку відтяжок встановлювали для сприйняття зусиль від закручування тіла опори. Зусилля попереднього натягу в тросових відтяжках було передбачено від 2 до 9 т.
У розрахунках як опор, так і прогонової будови вирішальними виявилися сполучення навантажень, що виникають при монтажі. Так, найбільші стискаючі напруги в бетоні, визначили його марку, і кількість напружуваної арматури визначалися з розрахунку прогонової будови на стадії поздовжнього насування без тимчасових проміжних опор, а не з розрахунку па експлуатаційні навантаження.
Блоки прогонової будови виготовляли у двох спеціальних формах на невеликому закритому полігоні, організованому на будівельному майданчику в зоні дії козлового крана вантажопідйомністю 25 т, обслуговуючого складальний стенд.
Полігон являв собою дві найпростіші потокові технологічні лінії та виготовлення блоків. Кожна форма для виготовлення блоків складалася з залізобетонної плити-матриці, оконтуренной швелерами, до якої кріпилася збірно-розбірна сталева опалубка.Робота на двох технологічних лініях була організована таким чином, щоб одні і ті ж виробничі операції не поєднувалися на них у часі. На двох лініях виготовляли 20-25 блоків в місяць.
Балки з окремих блоків збирали послідовно на спеціальному стенді, влаштованому по осі насування на правобережному підході безпосередньо за засадою. Стенд представляв собою сплановану майданчик з бетонним покриттям довжиною 52 м, по якому був покладений рейковий шлях. Рейки закріплювали милицями до дерев’яних брусків, покладеним у бетон стенду на рівні його поверхні. Всі роботи по укрупнювального складання виконували за допомогою козлового крана вантажопідйомністю 25 т, проліт якої (11 м) охоплював обидві балки.
Схема майданчики для укрупнювальної збірки балок:
До початку укрупнювального складання за допомогою козлового крана збирали сталевий аванбек довжиною 24 м і вагою 24 т.
Укрупнительную складання і подовжню насувку балки довжиною 196 м конвеєрно-тиловим способом здійснювали посекційно в 5 етапів. Вся нерозрізна балка по довжині була розчленована на п’ять секцій, довжина кожної секції була прийнята рівною величині одного прольоту (9-14 блоків).
Перша секція складалася з 9 блоків; друга, третя і четверта — з 14 і п’ята — з 12.
На першому етапі встановили перші дев’ять блоків балки. Під кожним швом шириною 20 мм між блоками були встановлені відрізки швелера № 22 з вирізами у полицях, за формою контуру головки рейки. Ці швелери служили одночасно нижній опалубкою при замоноличивании швів і санчатами, ковзаючими по змазаним сумішшю солідолу з графітом рейковим шляхам стенду при поздовжній надвижке прогонової будови.
Після вивірки положення блоків стики між ними заповнювали розчином жорсткої консистенції. Торцеві поверхні блоків були попередньо оброблені шляхом насічки їх пиевмозубилом. В якості опалубки при омоноличивании вертикальних швів застосовували дерев’яні рамки, установлювані з зовнішньої поверхні блоку.
Для забезпечення щільності стику прилеглу до бетону поверхню опалубки оббивали мікропористої гумою. Для прискорення робіт застосовували пропарювання розчину омоноличивании шляхом пуску пари всередину коробчатої балки.
Після досягнення цементним розчином у швах омонолічування 75%, а бетоном близько 100%-ної проектної міцності приступали до натягання пучків, що з’єднують блоки першої секції балки між собою і з аванбеком. Всі пучки (верхні і нижні) натягували 60-тонними домкратами подвійної дії.
До натягання пучків у черговому блоці приступали лише після натягу всіх пучків, заанкеренных в попередньому блоці. Верхні і нижні пучки натягували симетрично до поздовжньої осі балки, не допускаючи великого відстоювання або випередження верхніх пучків по відношенню до нижніх пучкам.
Послідовність натягання пучків кожної секції виключала появу тріщин в швах омонолічування блоків. Для цього два крайніх блоку кожної секції притягували до раніше зібраної частини балки декількома першими пучками напружуваної арматури. Втрати в цих пучках від пружного обтиснення бетону натягом наступних пучків погашалися деяким збільшенням контрольованого зусилля. Пучки, що проходять по верхній плиті, натягували з одного боку, на нижній — з двох сторін.
По закінченні монтажу першої секції її з аванбеком надвигали в проліт. Поздовжню насувку штовханням ззаду здійснювали за допомогою домкратної установки, що складається з двох гідравлічних домкратів ДГ-170/1120 вантажопідйомністю 170 т і ходом поршня 1120 мм Насосна установка, що живить домкрати, приводилася в дію електромотором потужністю 20 квт.
Домкрати були встановлені в горизонтальному положенні в копце складального стенду.
Оскільки віадук розташований на ухилі 0,008, балки надвигали на підйом, ухил стенду був рівний 0,007, і гальмівних пристроїв при надвижке не знадобилося.
При надвижке на 1-й метр (на довжину ходу поршня), поршні штовхають домкратів упиралися через дерев’яні прокладки в вертикальні стінки заднього блоку секції.
По мірі поздовжнього насування між висунутої балкою прогонової будови і штовхаючими домкратами встановлювали трубчасті вставки завдовжки 1 і 2 м. Після зсуву балки на відстань більше 3 м замість вставок на санчата встановлювали черговий блок наступної секції балки.
Товщину шва 2 см між цим блоком і попереднім фіксували вкладишами з дощок. Надалі штовхає зусилля домкратів, укріплених на складальному стапелі, передавалося на балку через цей блок і дерев’яні вкладиші. Потім вставляти наступний блок і весь процес повторювався.
Таким чином, до моменту закінчення насування першої секції блоки наступної секції були вже зібраними на стапелі. Після омонолічування швів між блоками і натягання пучків насування тривала за раніше встановленим порядком. Послідовність робіт під другою-п’ятою стадіях укрупнювального складання поздовжнього насування залізобетонної прогонової будови показана на малюнку нижче.
Схема конвеєрно-тиловий складання і поздовжнього насування:
а — ж — різні стадії спорудження мосту;
При надвижке другий балки в п’ятий (останній) проліт застосовували трубчасті вставки довжиною 1; 2; 3 та 4 м. Після насування балки на довжину всіх вставок (10 м) штовхають домкрати переставляли, для чого при спорудженні стенду по довжині його передбачалася установка опорних листів зі шпильками, до яких кріпили гайками домкратную-установку.
Поздовжню насувку здійснювали без тимчасових проміжних опор за допомогою аванбека довжиною 24 м. Аванбек був вирішений у вигляді двох зварних балок з суцільною стінкою і паралельними поясами, раскрепленными між собою поперечними і поздовжніми зв’язками хрестової системи. Відстань між балками аванбека 2 м, висота 1,9 м. По довжині аванбек розділений на 5 блоків довжиною від 3,3 до 6,5 м і вагою до 4,8 т. Блоки аванбека стикували між собою за допомогою болтів діаметром 24 мм
З умови насування без верхніх накаточных шляхів стикові накладки нижнього поясу були односторонніми, їх ставили з боку вертикальної стінки п кріпили болтами з потайними голівками. Пояси аванбека кріпили до блоків залізобетонної балки з допомогою 18 пучків напружуваної арматури, а стінку — з допомогою болтового стику, розрахованого на сприйняття повної перерезывающей сили.
На передньому кінці аванбека був запроектований так званий «дзьоб» для піддомкрачування аванбека при підході його до опори. Однак, оскільки прогин кінця аванбека був не 40 см, як це визначалося розрахунком, а не більше 22 см, то домкрати можна було встановлювати безпосередньо під поясами аванбека, і «дзьоб» не був використаний.
Розміщення накаточных пристосувань для насування показано на рисунку.
Розміщення накаточных пристосувань для насування:
а — для аванбека;
б — для балки;
Пристосування для ковзання аванбека, яке виконує роль нижнього накаточного шляху, являло собою сталевий блок, який встановлювали на вирівняну поверхню бетону опор з прокладкою листа фанери з ухилом, рівним нахилу віадука. Блок був забезпечений гумово — металевим шарніром, що складається зі сталевої обойми з покладеної на неї гумовою прокладкою середньої твердості і встановленою поверх гуми сталевий кришки з платівкою фторопласту-4 товщиною 3 мм та розміром в плані 240 X 240 мм Гумовий лист, встановлений в сталевій обоймі, давав можливість повороту накаточных пристосувань за рахунок його внецентренного стиснення.
Роль верхнього накаточного шляху ковзання виконував сталевий лист перерізом 2000 X 280 X 12 мм, нижня, звернена до фторопласту-4, поверхня якого мала поліроване захисне покриття з электроосажденного хрому, оброблене за 8-го класу чистоти. На цей сталевий лист спирався аванбек.
У відсіках сталевого блоку накаточного пристосування ззаду і спереду гумово-металевого шарніра під поясом аванбека для його перехоплення були встановлені два домкрата ДГ-100-2 вантажопідйомністю по 100 т.
При пересуванні балки на всю довжину полірованого листа заднім по ходу насування домкратом піднімали аванбек на 1-2 см, полірований лист витягали, потім аванбек спирали на передній домкрат, і полірований лист знову укладали у вихідне положення. Опусканням поршня переднього домкрата включали пристосування для ковзання, і насування тривала.
Накаточное пристосування для балки відрізнялося тим, що сталевий блок був замінений шпальної кліткою з дубових брусів, збільшено розмір гумово-металевого шарніра і встановлено замість однієї дві прокладки з фторопласту (одна за одною по ходу насування). Операція з переміщення сталевого полірованого листа у вихідне положення спрощувалася і здійснювалася одним домкратом ДГ-200-2 вантажопідйомністю 200 т, встановленим збоку пристосування для ковзання.
Це було досягнуто завдяки тому, що нижня розширення ребра залізобетонної коробчатої балки ширше нижнього пояса аванбека. Для запобігання свешивания сталевих листів в процесі насування їх підтримували на риштованні, підкладаючи дошки, обшиті повстю. Такі підмостки влаштовували ззаду і спереду накаточных пристосувань.
Обшиту повстю дошку, а разом з нею і полірований лист притискали до балки дерев’яними клинами. Збереження сталевих полірованих листів приділяли велику увагу. Їх перевозили і піднімали на опори в ящиках, в яких вони були упаковані попарно в обгортці з пористої гуми полірованими поверхнями один до одного.
В процесі насування товщина деяких прокладок фторопласту-4 країв зменшувалася з 3 до 1,0—1,5 мм. Це пояснюється тим, що при русі сталеві листи вичавлювали фторопласт в сторони, особливо інтенсивно вперед по ходу руху. Окремі прокладки фторопласту-4 у процесі насування доводилося замінювати.
При надвижке двох балок прогонової будови всього було витрачено 20 кг фторопласту-4. Випускається в СРСР фторопласт-4 (політетрафторетилен), що володіє високими антифрикційними властивостями, за кордоном відомий під назвою: тефлон, РТЕЕ, флюон, хостафлон ТІ та ін. Фторопласт має кілька модифікацій.
- Розрахунковий опір на стиск для пластин з фторопласту-4 товщиною 3-4 мм, покладених в сталеву обойму на половину товщини, становить 400 кг/см2;
- покладених на поверхню, оброблену шлифзерном або піскоструминним апаратом— 250 кг/см2;
Найбільший спостерігається коефіцієнт тертя сталевого листа, обробленого за 8-го класу чистоти за фторопласту-4 при позитивних температурах і швидкості руху не менше 0,1 м/сек становить 0,05. При зниженні температури коефіцієнт тертя збільшується (наприклад, при температурі -40° він у два рази вище, ніж при температурі +15° С).
Досвід насування показав, що чистий фторопласт-4 (без наповнювачів) має цілком достатню для насування зносостійкість, а хромована поверхня досить коррозиестойка для даних цілей.
Площа пластин фторопласту-4, а отже, і розміри всіх інших елементів накаточных пристосувань були визначені з великим запасом з умови питомого тиску на фторопласт з урахуванням коефіцієнта перевантаження 1,4—140 кг/см2.
На будівництві віадука спостерігалося скручування аванбека, який при прийомі його на опору зазвичай спирався на одне з двох накаточных пристосувань. Друге накаточное пристосування виявлялося завантаженим лише через деякий час при подальшому висунення аванбека. Перекіс поперечного перерізу спостерігався і при прийомі на опору жорсткої коробчатої балки прогонової будови. Різниця висотних відміток країв балки, прийнятої на накаточные пристосування, досягала 21725 мм, що створювало перевантаження на одне з накаточных пристосувань порівняно з рівномірним загружением близько 40 %.
Кутові переміщення надвигаемой балки на опорах забезпечувалися внецентренпым обтисненням гуми, укладеної в обойму. Прийнята конструкція накаточных пристосувань викликала незначні горизонтальні зусилля на опори завдяки малому коефіцієнту тертя полірованого листа з фторопласту-4. Коефіцієнт тертя полозка з швелерів по рейковому шляху складального стенду, змащеного солідолом, становив 0,17.
Порядок провадження робіт з надвижке прогонової будови був наступним. Спершу на кожній опорі брали сталевий аванбек. Оскільки прогин кінця аванбека був менше розрахункового і не перевищував 22 см, вдавалося піддомкрачувати його безпосередньо під нижнім поясом, а не під спеціальним «дзьобом».
Піднявши аванбек на необхідну висоту, під кожним з його поясів встановлювали накаточные пристосування у два прийоми:
- спочатку сталеві блоки накаточных пристосувань встановлювали у тимчасовій позиції зі звисом їх задньої частини (по ходу насування) на 15 см, потім при надвижке прогонової будови аванбек просувався вперед на 15 див.
- Після цього аванбек піднімали домкратами і, зсунувши накаточные пристосування на 15 см вперед, встановлювали їх посередині опори. Насувку продовжували до тих пір, поки аванбек повністю не переміщався в наступний проліт віадука, і над опорою виявлявся перший блок залізобетонної балки.
- У цей момент замінювали накаточные пристосування, балку поддомкрачивали двома домкратами ДГ-200-2 і спирали на страхувальну клітку, укладену між накаточными пристосуваннями під діафрагмою блоку. Потім продовжували насувку. Для узгодження роботи штовхають домкратів з підйомом балки при установці полірованих аркушів у вихідне положення була розроблена система світлової сигналізації і встановлені телефонні апарати на складальному стенді і опорах.
Плунжери штовхають домкратів висували завжди одночасно, домкрати працювали синхронно. Повне висування плунжерів становило 112 см, після чого їх повертали у вихідне положення. Швидкість висування плунжерів, а отже, і швидкість насування балки дорівнює 6 м/ч, а з урахуванням витрат часу на перезарядку домкратів і піддомкрачування балки на опорах — не менше 1,4 м/ч. В процесі насування вантажопідйомність штовхають домкратів була використана лише на 30 %.
Для регулювання положення надвигаемой балки в плані користувалися розпіркою з обрізка рейки, яку упирали одним кінцем у подферменик, а іншим — в надвигаемую балку. Розпорку встановлювали під деяким кутом до поздовжньої осі балки.
Постійні проміжні опори на час насування балок прогонової будови раскрепляли попередньо напруженими відтяжками. Відтяжка складалася з гнучкої вставки, плетений муфти і сталевого каната діаметром 27 мм
Гнучкі вставки і відтяжки одним кінцем кріпили до анкерів, забитих у ригелі і фундаменти опор, а іншим — до стяжним муфтам. Відтяжки натягували зусиллям до 9 м за допомогою натяжного пристосування, що складається з двох зварних важелів. Важелі з’єднували між собою на короткому плечі тягою, а на довгому — тяговим гвинтом з рукояткою і підключали до стяжний муфті за допомогою пальцевої тяги і тяги динамометра.
Сталеві канати діаметром 27 мм для вирівнювання їх модуля пружності перед виготовленням гнучких вставок і відтяжок були витягнуті з зусиллям 20 т. У період насування балок прогонової будови здійснювалося систематичне спостереження за деформаціями проміжних опор і тросових відтяжок.
Напруження в арматурі опор при поздовжній надвижке прогонової будови не перевищували 300 кг/см2, а попереднє натяг тросових відтяжок з зусиллям 2-9 т повністю обрано не було. Найбільшу поздовжнє переміщення верху опори не перевищувала 20 мм. До кінця насування розчленовані тросами проміжні опори практично повернулися у вихідне положення.
Були виявлені зміщення верху опор в напрямку, протилежному напрямку насування прогонової будови, що можна пояснити внецентренным обпиранням балок при їх надвижке.
Після насування балки прогонової будови демонтували аванбек і збирали його повторно на стенді для насування другої балки. По закінченні насування і установки балки па опорні частини знімали перестанавливаемые пучки і натягували їх в місцях, передбачених проектом. Пучки обрізали автогеном з внутрішньої сторони анкера або при виході його із закритого каналу.
Закінчивши перестановку пучків приступали до инъецированию закритих каналів, омонолічіваніем ніш на бічних гранях балки і омонолічіваніем пучків з нижнього поясу балки. Ін’єкція закритих каналів і замонолічення ніш уздовж нижнього пояса виробляли з підвісних риштувань, які переміщали по рейковому шляху, покладеному на верхній плиті балки.
Після закінчення поздовжнього насування другої балки і омонолічування її виконували роботи з армування та заповнення бетоном поздовжнього шва між балками, що об’єднує їх в єдине прогонову будову, і, в останню чергу, вкладали бетон для омонолічування верхньої плити.
Фактична тривалість укрупнювального збирання та поздовжнього насування першої балки становила три місяці, другий — менше двох місяців.
Досвід показав, що споруда нерозрізного прогонової будови за схемою 33 + 3 X 43 + 33 м з двох коробчатих балок може бути здійснено за 148 змін бригадою з 12-14 чол. Темп монтажу прогонової будови за графіком склав 2,65 м на добу при двозмінній роботі. Витрати праці на окремі види робіт і трудомісткість комплексу робіт по спорудженню прогонової будови, без обліку непродуктивних витрат робочого часу, наведено в таблиці
- Виготовлення блоків
- заготівля пучків
- установка блоків
- омоноличнванне стиків
- укладання та натягання пучків
- монтаж і демонтаж аванбека
- поздовжнє насування балок (2 балки на 220 м)
- зняття монтажних пучків
- установка і натяг частини знятих пучків
- різні роботи по надвижке
- ін’єкція каналів
- омоноличнванне пучків
- бетонування ніш по нижньому поясу і омоноличиваншо поздовжнього стику між балками
Будівництво віадука через яр Лорупе засвідчило ефективність і доцільність застосування способу поздовжнього насування для монтажу залізобетонних нерозрізних прогонових будов. Метод поздовжнього насування збірних попередньо напружених нерозрізних прогонових будов системи застосований на будівництві мосту через р. Кароні у Венесуелі.
Велика швидкість течії (до 5 м/сек) і підйоми горизонту води до 12 м у паводковий період, характерні для р. Кароні, робили неможливим спорудження тимчасових помостів для будівельних робіт.Міст через р. Кароні загальною довжиною 480 м споруджений за схемою 48,0 + 4 X 96,0 + 48,0 м.
Прогонову будову мосту являє собою шестипролетную нерозрізну залізобетонну попередньо напружену балку довжиною 480 м. Балка має постійну висоту, рівну 5,4 м, коробчате поперечний переріз трапецоидального обриси.
Поперечний переріз балки прогонової будови мосту через р. Кароні:
Нижня плита балки має ширину 4 м, а верхня — 5,5 м. Товщина верхньої плити 22 см. Ширина прогонової будови поверху складає з консолями 10,3 м (двосмугова проїжджа частина 8,5 м, дві бордюрні смуги по 0,6 м і перильні огорожі по 0,3 м).
Тротуарні консолі для пішоходів влаштовані в рівні нижньої плити прогонової будови. Тротуарні блоки збірні зі звичайного залізобетону, об’єднуються з балкою прогонової будови поперечними попередньо напруженими пучками. Неразрезное прогонову будову має одну нерухому опорну частину (на лівобережному устое) і шість рухомих опорних частин.
Опори мосту у своїй надфундаментної частини виконані залізобетонними порожнистими; вони мають коробчату конструкцію і закінчуються вгорі потужним залізобетонним ригелем завтовшки 3 м.
Поперечний розріз пустотілої опори
Тіло опори бетонували в повзучої опалубці секціями висотою по 3 м. Товщина стінок внизу 1 м, а у верхній частині — 0,5 м.
Для здійснення поздовжнього насування прогонової будови в кожному з 96 м прольотів треба було звести з однієї тимчасової опори. Було прийнято два типи тимчасових опор. Одна, що розміщувалося в найглибшому місці (в зоні геологічного скидання), була виконана з сталевих елементів і спиралася на 38 вертикальних і похилих трубчастих паль діаметром 50 см, об’єднаних зверху залізобетонною плитою.
Сталеві стійки верхній частині опори на будівельному майданчику об’єднували в жорстку конструкцію, яку доставили на місце робіт по воді. Верхня частина опори об’єднана монолітною залізобетонною плитою.Інші три тимчасові опори розмірами в плані 6,0 X 3,8 м були споруджені у вигляді залізобетонної коробчатої конструкції з товщиною стінок 18 см, яку бетонували на місці у пересувній опалубці.
Фундаменти трьох тимчасових опор споруджували методом висхідного розчину в огорожі із збірного залізобетону. Після закінчення поздовжнього насування тимчасові залізобетонні опори прибирали за допомогою дрібних вибухів, а сталеву опору демонтували звичайними способами.
Неразрезное прогонову будову довжиною 480 м було зібрано на березі з 50 збірних коробчатих блоків довжиною по 9,2 м при ширині швів між ними по 40 див. Коробчаті блоки мають постійну висоту 5,4 м, товщину стінок 28 см і постійне зовнішнє і внутрішнє обрис, за винятком товщини нижньої плити, яка збільшувалася в надопорных ділянках. Марка бетону прогонової будови 450.
У всіх поперечних швах омонолічування влаштовували поперечні рами-ребра жорсткості, на які передавали вертикальні зусилля від поздовжніх полігональних напрягаемых кабелів в місцях зміни їх положення. Попереднє напруження прогонової будови виконано двома кабелями при зусиллі натягу 5000 т. Кабель утворений з 400 пасм, кожна з яких складається з 7 дротів діаметром 3,1 мм із сталі 160/180. У поперечному перерізі кабель має квадратну форму.
Кабелі поздовжнього напруги розташовані вздовж стінок усередині коробки балки і обходять на кінцях прогонової будови за коловою поверхні два залізобетонних блоку. Один з цих блоків (з задньої сторони) рухливий з поперечною балкою, яка має Е-подібний виступ, з двома нішами для розміщення батарей гідравлічних домкратів.
Будівельний майданчик для виготовлення збірних залізобетонних елементів прогонової будови була розташована на одному з підходів до мосту. Майданчики для бетонування та укрупнення блоків в прогонову будову знаходилися на одній осі з мостом в 500 м від устою.
Коробчаті блоки виготовляли в жорсткій сталевій опалубці потоковим способом.
Спочатку у бетонній матриці бетонували нижню плиту короба, потім до плити приставляли сталеву зовнішню опалубку стін, встановлювали заздалегідь зібрану каркасну арматуру, щити внутрішньої опалубки і бетонували стіни короби.
До початку твердіння бетону стінок встановлювали готовий арматурний каркас верхньої плити і слідом за тим бетонували її, закінчуючи на цьому виготовлення коробчатого блоку. Після набуття бетоном необхідної міцності верхню плиту попередньо напружували в поперечному напрямку пучками, розташованими по довжині через 1,3 м. Коробчаті блоки готували з бетону марки 450 з витратою цементу 400 кг/м3 на гранітному щебені фракцій 7-15 мм і 15-30 мм і річковому грубозернистому піску. Середній темп виготовлення склав 2 блоку в тиждень.
По мірі виготовлення збірних коробчатих блоків їх за допомогою лебідки переміщали на майданчик укрупнення з двох бетонних смугах шириною 50 см, па які був покладений настил з м’якого дерева. Між коробчатим блоком і дерев’яним настилом укладали спеціальні плити з коефіцієнтом тертя ковзання, рівним 0,15. Готові блоки встановлювали вздовж осі складальної майданчики і рихтували по вертикалі і в плані в одну пряму лінію з проміжками між блоками по 40 див.
Для запобігання утворення тріщин у швах від впливу температури, усадки і повзучості бетону при об’єднанні блоків в прогонову будову довжиною 480 м, замонолічення балки провели в дві стадії.
Спочатку конструкцію об’єднували в укрупнені секції по п’ять блоків, залишаючи між секціями незаповнені шви. При омоноличивании блоків у швах між ними бетонували поперечні рами-ребра жорсткості, в яких були передбачені різні прорізи, анкерні гайки і напрямні куточки для подальшого переміщення концентрованого кабелю в проектне положення.
Після об’єднання блоків в секції приступали до намотування кабелю, яка виконувалася за допомогою навивальной візки, що пересувається всередині короба по рейках.
Перш ніж почати натяг кабелю омоноличивали залишилися дев’ять швів між укрупненими секціями. На наступний день після досягнення бетоном омонолічування міцності 80 кг/см2 частково напружували балки зусиллям 500 т. Натяг кабелю виробляли чотирма батареями по п’ять домкратів вантажопідйомністю 300 т, встановленими в ніші рухомого блоку.
Повне натяг кабелю до розрахункової величини 5000 т, визначеної умовами поздовжнього насування, було проведено за десять етапів з загальної витяжкою 2,8 м. На кожному етапі натягу між рухомим крайнім блоком і торцем балки встановлювали збірну залізобетонну прокладку, фіксуючу досягнуте витягування кабелю.
Особливий інтерес при спорудженні мосту є поздовжнє насування балки довжиною 480 м вагою 10 000 т опори, розташовані через 48 м.
Для зменшення згинального моменту в надвигаемой консолі прогонової будови попереду балки був встановлений сталевий аванбек гратчастої конструкції довжиною 17 м.
Насувку прогонової будови проводили з використанням полозка під нижнім поясом коробки, ковзаючих по хромованим листу, на весь період насування прикріпленому до голів постійних і тимчасових проміжних опор. Санчата (рісунук нижче) являють собою гумову опорну частина, що виконує роль шарніра, в нижню частину якої вмонтовано лист тефлону товщиною 3 мм Коефіцієнт тертя тефлону за хромованому листу коливається від 1 до 4%.
Загальна висота полозка 14 см, діаметр 45 див Сталеві пластини розміром 80 X 174 см і товщиною 30 мм, на яких здійснювалося ковзання, кріпили на верхній плиті опор з інтервалом 3,5 м. На складальної майданчику були встановлені 11 пар таких же пластин з інтервалом 48 м.
З боків у кожної пари пластин встановлювали гідравлічні домкрати, здатні підняти конструкцію на кілька сантиметрів. Поздовжню насувку виробляли штовханням за допомогою двох гідравлічних домкратів потужністю по 300 т кожен з ходом поршня 200 див.
Домкрати були встановлені на устое по обидві сторони прогонової будови і упиралися в зовнішні консольні кутові виступи, прикріплювалися по обидва боки балки з інтервалом 1,96 м.
Послідовність поздовжнього насування
Поздовжню насувку прогонової будови вели в такій послідовності:
- всю балку з допомогою 44 домкратів, розташованих поблизу сталевих пластин на монтажному майданчику, піднімали на кілька сантиметрів;
- встановлювали санчата з тефлону між балкою і задньою гранню пластин;
- балку спирали на встановлені санчата і переміщали вперед на 96 см під дією двох горизонтально розташованих штовхають домкратів;
- знову піднімали її угору на необхідний мінімум;
- санчата переміщали вручну тому на 96 см у вихідне положення, повертаючи їх при цьому під кутом 60°, щоб рівномірніше використовувати поверхню тефлону, і операції знову повторювали.
Санчата ставили за кількістю постійних і тимчасових опор по мірі включення їх у процес насування. Задній кінець балки був встановлений на візку щоб уникнути зусиль, які могли з’явитися в ній при наявності консолі довжиною 48 м.
Швидкість насування становила в середньому 6 м в 1 хв. На один цикл, що включає витягу прогонової будови, повернення полозка у вихідне положення, опускання балки і пересувку її на 96 см витрачалося 30 хв. За 10-годинний робочий день, повторюючи перераховані вище цикли, балку переміщали вперед на 19,2 м. протягом нічної зміни йшла підготовка до наступної стадії насування.
При загальній вазі прогонової будови 10000 т сила тяги коливалася від 220 до 400 т, що відповідало коефіцієнту тертя від 2 до 4%. При поздовжній надвижке вели ретельний контроль за рівнями сталевих пластин і горизонтальними зміщеннями верху опор.
Попереднє напруження балки на монтажному майданчику проводилося з урахуванням сприйняття знакозмінних зусиль, що виникають при поздовжній надвижке балки на опори з прольотами по 48 м. В умовах експлуатації в неразрезиой балці з прольотами по 96 м прямолінійне розташування натягнутих кабелів арматури не відповідало характеру виникають у пий зусиль.
Тому після насування балки в проектне положення і перед розбиранням 4 тимчасових опор необхідно було змістити натягнуті прямолінійні кабелі вгору в надопорных зонах і вниз в зонах позитивних моментів, це зробили за допомогою пари гідравлічних домкратів, які розташовані у верхній частині балки, то в нижній, в залежності від напрямку зсуву. Для того щоб змістити кабель, у вертикальних ребрах були передбачені відповідні вікна, які після усунення замоноличивали бетоном. Максимальна величина зміщення кабелю досягала 1,4 м.
Оскільки полігональне обрис кабелю в його проектному експлуатаційному положенні по довжині на 2,6 м більше, ніж у прямолінійному, велося поступове подовження кабелю в процесі його усунення шляхом повернення назад пересувного упора на відповідну відстань. При цьому регулювання сумарна величина натягу зменшилася з 5000 до 4500 т. Постадийная схема насування прогонової будови наведено нижче на малюнку
Постадийная схема насування прогонової будови:
а — зведення постійних опор і монтаж прогонової будови на підході;
6 — зведення тимчасових проміжних опор та встановлення прямолінійного концентрованого кабелю в центрі ваги перерізу;
в — насування прогонової будови з тефлоновим опорних частин на постійних і тимчасових опорах;
р — переміщення кабелю вгору і вниз;
Після зміщення концентрованого кабелю в проектне положення, що відповідає умовам експлуатації нерозрізного прогонової будови, кабель омоноличивали бетоном. Для цієї мети в опалубку укладали щебінь крупністю 7-15 мм і ін’єктували цементний розчин під великим тиском.Після закінчення насування балки були виконані всі роботи по спорудженню проїжджої частини, встановлення нижніх тротуарних плит і перильного огородження.
Деякі особливості має поздовжнє насування прогонових будов, здійснена на будівництві віадука на одній з автомобільних доріг в районі Генуї (Італія). Віадук над гірською ущелиною глибиною близько 80 м побудований за схемою 40,8 + 3 X 49,0 + 40,8 м.
Попередньо напружений залізобетонне неразрезное прогонову будову довжиною 228,6 м має постійну висоту 2,95 м і складається з двох балок трапецієдального коробчатого перерізу, кожна з яких має ширину поверху 9,2 м.
Поперечний переріз балки прогонової будови:
Опори віадука висотою від 23 до 75 м складаються з двох стійок квадратного перерізу, об’єднаних ригелем. Після насування прогонову будову жорстко з’єднували з двома середніми, самими високими опорами, утворюючи рамну конструкцію, що значно збільшило стійкість опор проти поздовжнього вигину. На інших опорах встановлені рухомі (каткові) опорні частини.
Опори бетонували в ковзаючій опалубці і попередньо напружували пучкової арматурою, що виключало появу розтягуючих напружень і допускало пружні деформації опор при продольнойнадвижке, що виникають, наприклад, в результаті ексцентричного спирання
прогонової будови.
Балки прогонової будови збирали з секцій довжиною по 8,4 м корытообразного поперечного перерізу, що складається з нижньої плити, бетонируемой в сталевій опалубці одночасно з похилими боковими стінками балки і з плит проїжджої частини, що виготовляються в сталевих касетах. Плити проїзної частини з’єднували з коритоподібними елементами шляхом поперечного натягу стержневої арматури.
Поздовжню насувку прогонової будови здійснювали без пристрою проміжних опор із застосуванням аванбека, довжина якого складала 1/3 величини прольоту. Крім того, консоль при надвижке підтримували за допомогою шпренгеля (рис. 90). Поздовжнє насування обох балок нерозрізного прогонової будови проводилася послідовно.
Насування прогонової будови моста:
Надвигаемая балка прогонової будови для зниження ваги була зібрана з елементів корытообразного перерізу і частини плит проїзної частини, які встановлювали з інтервалом в 16 м. На кожній опорі були встановлені пристосування для насування і домкрати.
Пристосування мало рухомий елемент-санчата, перемещавшийся за допомогою гідравлічного циліндра по напрямних, покритим шаром тефлону. Кожен цикл складався з насування
- операцій підйому прогонової будови домкратами (рис. а);
- переміщення санчат у вихідне положення (рис. б);
- розвантаження домкратів і опускання прогонової будови за допомогою гідравлічного циліндра (рис. в).
а, б, в — різні етапи насування;
За один цикл тривалістю 15 хв прогонову будову насувалося на 95 див. Швидкість насування становила 30 см/хв. За 2-3 год прогонову будову пересували на довжину однієї секції. Домкрати і гідроциліндри приводилися в дію електроприводом і управлялися з центрального пункту.
Перевага розміщення санчат з гідроциліндрами над кожною опорою полягало в тому, що значно знижувалися горизонтальні напруги на опорах.
Зміщення опор, що викликаються несинхронним переміщенням полозка, непревышали 10 див.
Попередньо напружену арматуру прогонової будови з пучків по 18 дротів діаметром 7 мм натягували в три етапи:
Аналіз досвіду побудови мостів показує, що при застосуванні методу поздовжнього насування доцільно проектувати нерозрізні залізобетонні прогонові будови найбільш поширених габаритів у вигляді однокоробчатых балок постійної висоти.