Навесное бетонирование неразрезных пролетных строений

Навесное бетонирование неразрезных пролетных строений - stroyone.com

Особенности бетонирование неразрезных пролетных строений

Навесное бетонирование неразрезных пролетных строений так же, как и консольных, целесообразно в тех случаях, когда мостовой переход пересекает глубокую долину или большой водный поток и постройка моста другими методами потребовала бы возведения сложных и дорогих под­мостей, пирсов, мощных кранов для перегрузки и установки сборных блоков.

Наиболее приемлемым оно является при возведении криволинейных и косых неразрезных мостов.
Устойчивость от опрокидывания неразрезных пролетных строений при навесном способе бетонирования обеспечивается различными способами:

  • укладкой балласта на крайнем малом пролете; устройством временной опоры с шарнирным опиранием балок;
  • заделкой в промежуточной опоре в случаях небольшой разницы в опорных моментах правой и левой бето­нируемых консолей. Консоли пролетного строения, бетонируемые навес­ным способом, могут также поддерживаться при помощи вспомогательных предварительно напряженных вант, опирающихся на пилоны.

Неразрезные балки во время уравновешенного навесного бетонирования работают от собственного веса как консольные, причем, как правило, они продолжают так же работать и после замыкания, а как неразрезные они работают лишь от временной нагрузки и от веса конструкции, которые укладываются после замыкания (элементы проезжей части, тротуаров и т. д.).

Работа балок как неразрезных и от собственного веса достигается искусственным регулированием за счет создания необходимого момента в замыкающем сечении или изменения уровня опорных частей или одно­временно обоими способами.

Конструкция передвижных агрегатов, технологические приемы навесно­го бетонирования неразрезных пролетных строений и пролетных строений консольных систем в принципе одинаковы.

Навесное бетонирование при сооруже­нии мостов неразрезной системы во Франции

Одним из примеров применения навесного бетонирования при сооружении мостов неразрезной системы во Франции может служить опыт строительства автодорожного моста в Пиле через водохранилище р. Эн. Схема моста рамно-ненарезной системы 65 + 2 X 110 + 65 м. Ширина проез­жей части моста 7 м и 2 тротуара по 1 м.

Пролетное строение представляет собой коробчатую балку шириной 5,2 м с консолями по 2,05 м. Верхняя плита общей шириной 9,3 м является одновременно плитой проезжей части. Высота балок изменяется от 2,34 м в середине пролета до 6,54 м над опорами. Толщина стенок постоянна и равна 0,4 м.

Речные опоры моста имеют Н-образное поперечное сечение, которое менее рационально, чем коробчатое, но оно принято из условий воздействия на них льда водохранилища.

Предварительное напряжение бетона обеспечивалось натяжением канатов, свитых из 7 прядей по 7 проволок диаметром 3,6 мм, усилием 80 т.

Пролетное строение бетонировали уравновешенным навесным способом, начиная от речных опор, симметрично в обе стороны секциями длиной по 3 м. Так как длина боковых пролетов превышала половину длины средних, то концевые секции бетонировали на подмостях. На всех стадиях бетонирования нагрузка распределялась таким образом, чтобы опоры не работали на изгиб. Этого достигали устройством временных противовесов.

Агрегат для навесного бетонирования состоял из решетчатой металлической балки длиной 15,3 м, загруженной сзади 30-тонным противовесом, а спереди имеющей консоль, предназначенную для поддержания бетонируемой секции.

В начальном положении два агрегата были соединены друг с другом, а после окончания первых секций с каждой стороны опоры их разъединяли и передвигали в противоположные стороны, осуществляя уравнове­шенное навесное бетонирование.

Агрегаты перемещались непосредственно по пролетному строению, для чего они были оснащены катками с резиновыми шинами. В рабочем положении нагрузка от агрегата передавалась через клинья, устанавливаемые при помощи винтовых домкратов.

Процесс сооружения каждой секции состоял из следующих операций:

  • установки опалубки нижней плиты и наружной опалубки вертикальных стенок,
  • бетонирования нижней плиты,
  • устройства внутренней опалубки коробки и опалубки тротуарных консолей,
  • армирования верхней плиты,
  • укладки канатов напрягаемой арматуры,
  • бетонирования и натяжения канатов через 72 ч при достижении бетоном прочности не менее 200 кг/см2.
  • Процесс изготовления каждой секции завершался распалубкой и пере­движкой агрегата. Особое внимание уделяли тщательному контролю за инъецированием каналов предварительно напряженной арматуры.

Для сооружения пролетного строения использовали кабель-кран пролетом 420 м, грузоподъемностью 3,5 т. Мачты кабель-крана высотой 36 м могли наклоняться в поперечном направлении на 4,5 м в каждую сторону от оси моста.

Строительство же­лезобетонного автодорожного моста через реку Рейн у Бендорфа

Из числа зарубежных неразрезных мостов, построенных методом навесного бетонирования, большой интерес представляет опыт сооружения железобетонного автодорожного моста через р. Рейн у Бендорфа (ФРГ). Он имеет средний пролет неразрезной сочлененной системы длиной 208 м — наибольший из пролетов балочной системы в мировой практике мосто­строения. Пролетное строение сооружено методом навесного бетонирования из бетона марки 450.

Мост имеет полную ширину 30,86 м и состоит из двух независимых однокоробчатых элементов, разделенных продольным швом. Характерной особенностью пролетного строения является раздельная конструкция его коробок, что создает достаточную поперечную жесткость и, вместе с том, обеспечивает условия работы на кручение при односто­роннем, относительно продольной оси, действии временной нагрузки.

Пролетное строение моста представляет собой симметричную семипролетную неразрезную балку с пролетами 43 + 44 + 71 + 208 + 71 + 44 + 43 м. Центральный шарнир делит систему на две одинаковые части, жестко соединенные с опорами главпого пролета и свободно опирающиеся на остальные опоры.

Главный русловой пролет длиной 208 м перекрыт двумя консолями, соединяемыми центральным шарниром, который может передавать лишь поперечную силу, а не моменты и нормальные силы, благодаря чему сечение балок по середине пролета получается минимальным. К главному пролету примыкают сравнительно небольшие 71-метровые пролеты, что потребовало жесткой заделки консолей центрального пролета. Каждая балка состоит из плиты проезжей части шириной 13,2 м, двух вертикальных стенок толщиной от 30 до 37 см и нижней плиты шириной 7,2 м.

Толщина нижней плиты у главных речных опор равна 245 см, к сере­дине пролета она уменьшается до 16 см. Верхняя плита, толщина которой между стенками равна 28 см, для размещения продольной напрягаемой арматуры утолщается над опорами до 42 см. Высота балок над опорами 10,45 м, по середине пролета 4,4 м, а у концов — 3,3 м.

Коробчатые балки имеют диафрагмы на опорах и в точках, расположенных друг от друга на расстоянии, равном 1/6 пролета.

Моменты от собственного веса пролетного строения во время его возведения не должны были превышать максимальных моментов, действующих в готовом сооружении в период эксплуатации, поэтому усилия регулировали с помощью гидравлических домкратов. Благодаря этому удалось уменьшить расход бетона и стали в балках коробчатого сечения. Лишь при навесном бетонировании двух последних пролетов их усиливали временными шпренгелями.

Пролетное строение предварительно напряжено по системе Дивидаг стержнями диаметром 32 мм из стали с пределом текучести 8000 и пределом прочности 10500 кг/см2. Допускаемая нагрузка на один стержень составляла 46,6 т. Такие же стержни служат для поперечного предвари­тельного напряжения верхней плиты и косого напряжения вертикальных стенок. Благодаря такой системе армирования создается однородное попе­речное сечепие балки, которое при любых эксплуатационных нагрузках работает по первой стадии расчета, т. е. при отсутствии трещин в растяну­той зоне.

Продольная предварительно напряженная арматура каждой балки над речными опорами состоит из 560 стержней, которые равномерно распре­деляются по сечению плиты проезжей части. При навесном бетонировании укладывали стержни длиной 10,5 м, соединяемые муфтами со стержнями в следующей секции. После бетонирования очередной секции необходимое количество стержней натягивали и анкеровали в месте соединения плиты со стенкой. Последовательность работ по сооружению пролетного строения показана на рисунке.

Схема последовательности работ по сооружению моста через р. Рейн у Бендорфа Германия

Навесное бетонирование неразрезных пролетных строений и их схемы - stroyone.com

Два крайних левобережных пролета последовательно бетонировали на подмостях. Затем начинали уравновешенное бетонирование от опоры D.

Обе парные коробчатые балки, образующие пролетное строение, бетонировали при помощи двух параллельно двигающихся агрегатов для навесного бетонирования, выполненных в виде консольных платформ. Вес каждого агрегата около 100 т. Для защиты от атмосферных воздействий агрегаты были закрыты кровлей из волнистого железа, пластмассовыми листами и парусиновыми экранами.

От опоры D одновременно расходились четыре агрегата, которые после окончания бетонирования половины среднего пролета были перемонтиро­ваны на опору Е.

Чтобы не увеличивать сечение балок в двух крайних правобережных пролетах, свободную длину консолей уменьшали, поддерживая их при помощи вант, переброшенных через сборный железобетонный пилон.

Забетонированная навесным способом часть пролетного строения длиной 438 м (от опоры С до опоры Н) была расчленена на 240 секций бето­нирования длиной по 3,65 м в центральном и по 3,48 м в остальных проле­тах. Многократное повторение аналогичных операций дало возможность отработать рациональные технологические приемы навесного бетонирова­ния.

Еженедельно четырьмя агрегатами бетонировали четыре секции, т. е. по одной секции (объемом около 80 м3) на агрегат. Эта производитель­ность постепенно увеличивалась. Половина речного пролета (до опоры), состоявшая из 56 секций, была забетонирована за 22 недели двумя параллельно двигавшимися агрегатами, т. е. в среднем по 4,6 м на один агрегат в неделю.

Для обеспечения необходимого темпа сооружения секций требовалось, чтобы через 32 ч прочность бетона достигала 300 кг/см2. Агрегат передвигали в следующую секцию только после натяжения арматуры и освобождения домкратов.

При навесном бетонировании бетонную смесь поднимали в бадьях, которые развозились в нужных направлениях по стальным направляющим, подвешенным к агрегатам. Для проработки бетонной смеси, укладываемой в стенки высотой до 8 м, применялась батарея из 6 внутренних вибраторов, которую постепенно равномерно поднимали.

Благодаря выдерживанию в бетоне постоянного количества составляющих, которые влияют на его окраску (цемент, песок, добавки базальтовой муки) был достигнут одинаковый цвет бетона, несмотря на то, что навесное секционное бетонирование продолжалось более 18 месяцев. Это имело существенное значение, так как поверхность моста не подвергалась дополнительной обработке и окраске.

Особое внимание было уделено охлаждению бетона в первой секции навесного бетонирования у русловой опоры, нижняя плита которой имела размеры 7,2 X 3,65 X 2,50 м. Был разработан метод устранения температурных напряжений и сопровождающего их трещинообразования в бетоне. Было установлено, что если разность температур между ядром и наружными поверхностями массивных элементов не превышает 35° С, то возникающие при этом напряжения не опасны. Поэтому навесное бетонирование производили, как правило, при положительных температурах наружного воздуха; как исключение было допущено бетонирование при температуре —7° С.

Для восприятия растягивающих напряжений, возникающих в бетоне из-за изменения температуры, в нижней плите коробчатых секций пролетного строения укладывались железобетонные бруски сечением 9 X 9 см, длиной 7 м, предварительно напряженные одиночными стержнями диаметром 18,6 мм.

Такие элементы воспринимают растягивающие усилия с меньшими деформациями, обеспечивая при этом хорошее сцепление с бетоном. При бетонировании первой секции главного пролета было учтено, что температура свежеуложенного бетона имеет решающее значение для возникновения разницы температур между ядром сечения и быстро охлаж­дающимися наружными поверхностями при большой толщине элементов.

Поэтому в теплую погоду все составляющие (бетон, материалы) предварительно охлаждали до температуры, которая была значительно ниже температуры воздуха. В результате даже в жаркие дни температура свежеуложенного бетона не превышала 20° С. Кроме того, для поддержания низкой температуры бетона использовали специальную охлаждающую систему трубопроводов с водой, имеющей температуру до 10° С.

При низких температурах проводились мероприятия обратного характера. Разность температур в пределах 35° С обеспечивалась укрытием забетонированных секций и обогревом наружных поверхностей. Благодаря применению железобетонных брусков и мероприятиям по регулированию температуры бетона удалось избежать появления температурных трещин.

Одним из примеров применения метода навесного бетонирования с использованием вспомогательных пилонов и вантовых оттяжек (патент фирмы «Вайс-Фрайнтаг») является сооружение виадука Амбахтель (ФРГ).

Виадук общей длиной 438 м, перекрывающий длину Амбахтель на вы­соте 62 м, построен по схеме 55 + 60 + 3 X 68 + 64 + 55 м на кривой радиусом 1600 м.

Неразрезное пролетное строение виадука общей шириной около 32 м выполнено в виде двух ветвей и состоит из двух независимых коробчатых конструкций постоянной высоты, разделенных продольным швом

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.