Строительство моста через реку Смотрич


Мост через реку Смотрич в районе Каменец - Подольского - stroyone.com

Конструкция моста через реку Смотрич в районе Каменец- Подольского

Примером удачного применения рамного металлического пролетного строения с ортотропной плитой проезжей части является строительство моста через реку Смотрич в районе Каменец- Подольского. Река Смотрич протекает здесь в глубоком (до 60 м) каньоне со скалистыми отвесными берегами.

Мост рассчитан на пропуск четырех полос современного автомобильного транспорта и потока пешеходов. Габарит проезжей части моста 14 м, двух тротуаров по 2,25 м. Длина моста 379 м, в том числе левобережной эстакады 133 м, русловой части— 179 м и правобережной эстакады — 67 м.

Эстакады обоих берегов имеют однотипные конструкции — типовые железобетонные предварительно напряженные пролетные строения и рамные железобетонные опоры. Расстояние между осями опор 22,2 м. Пролетные строения эстакад в поперечном сечении состоят из десяти балок таврового сечения, объединенных при монтаже сваркой промежуточных диафрагм.

П — образные рамные опоры со стойками из труб-оболочек, защемлены в сборных фундаментах. Для стоек высотой до 22 м приняты железобетонные трубы — оболочки диаметром 1,2 м, для стоек большей высоты — диаметром 1,6 м. Сборные железобетонные ригели представляют собой пустотелые коробки, заполняемые при монтаже монолитным бетоном.

Такая конструкция ригелей позволила облегчить массу монтажных элементов и отказаться от трудоемких монтажных стыков со сваркой арматуры.

Все фундаменты заложены на скальном основании. Благодаря большой высоте и гибкости опор принято неподвижное опирание железобетонных пролетных строений на тангенциальные опорные части. Все горизонтальные силы передаются на крайние устои, а температурные и упругие деформации пролетных строений компенсируются отклонением гибких стоек опор.

Русло реки Смотрич перекрыто пролетным строением в виде металлической трехпролетной рамы с наклонными ногами, шарнирно опертыми на промежуточные опоры, и ригелем, подвижно опертым на сопрягающиеся с эстакадами опоры. Пролет между пятами наклонных ног составляет 148,9 м, боковые пролеты — по 49 м.

Русловое пролетное строение состоит из двух главных балок и ортотропной плиты проезжей части. Балки коробчатого сечения имеют переменную высоту от 1,7 м по концам и в середине пролета до 3,3 м у мест примыкания наклонных ног. Ширина балок постоянная по всей длине — 2 м.

Проезжая часть новой прогрессивной конструкции представляет собой металлическую ортотропную плиту из стального листа толщиной 12 — 20 мм, усиленного продольными и поперечными балками. Продольные балки трапецоидальные коробчатого сечения расположены с шагом 0,6 м, поперечные балки двутавровые высотой 0,7 м — с шагом 4 м.

Наклонные ноги также коробчатые с переменным сечением — от 3,25 X 1,925 м у мест примыкания к главным балкам до 2,2 х 1,5 м — у пятовых шарниров.

Материал всех конструкций — низколегированная сталь повышенной прочности марки 14Г2 (класса С— 46/33) и высокой прочности марки 14Х2ГМР (класса С— 70/60). Высокопрочная сталь применена для нижних поясов балок. Объединение сталей с различными пределами текучести в одном сечении с полным использованием каждой из них выполнено по принципу биметаллических конструкций.

Пролетное строение разбито на 110 монтажных блоков, из которых 98 по конструкции однотипны и отличаются только размерами и отдельными деталями. В поперечном сечении пролетное строение состоит из 6 блоков (4 блока ортотропной плиты и 2 блока-короба главных балок).

Наклонные ноги разбиты по длине на 3 блока. Габаритные размеры всех блоков позволяют их перевозить по железным дорогам.

Шарнирное опирание наклонных ног пролетного строения осуществлено резиновыми опорными частями. Под каждую пяту установлено по две опорные части диаметром 980 мм, рассчитанных на передачу опорного давления 750 тс.

Мост строили широким фронтом, работы проводили на обоих берегах, для чего были собраны два однотипных крана типа ДК-45/60 грузоподъемностью 60 т и к обоим берегам были обеспечены необходимые подъездные пути.

Спуск транспорта ко дну каньона для подачи материалов требовал устройства дорогостоящих подъездных дорог-серпантинов с большим объем ом взрывных работ и разборкой скалы.

Поэтому был принят вариант сооружения моста «пионерным» методом, т. е. сборочные краны двигались по собранной части моста, сооружая пролеты впереди себя. Материалы и изделия поступали по собранной части моста. Элементы моста подавали под монтажные краны автотранспортом.

Для сборки эстакадной части кран типа ДК-45/60 имел высоту мачты 14 м и стрелу 26 м. По условиям работы крана на пролетных строениях для возможности установки стоек опоры балок на большом вылете (т. е. впереди себя) грузоподъемность его была ограничена до 30 т. Были также ограничены повороты стрелы крана в плане.

Кран устанавливали на пролетном строении со сдвижкой оси крана от оси моста в низовую сторону на 2,5 м, что обеспечивало с верховой стороны моста проезд для подачи на монтаж сборных элементов опор и пролетных строений.

При работе кран крепили за ригели ранее собранных опор, для чего на поперечные балки крана была установлена анкерная рама из сварных двутавровых балок длиной 22 м, снабженная захватами.

Последовательность работ по монтажу конструкций

Для сборки первого пролета во время стоянки крана на подходе к мосту раму крана загружали сборными железобетонными элементами конструкций моста. Работы по сборке эстакады выполняли в такой последовательности:

  • устанавливали фундаментные стаканы массой 16— 18 т;
  • укрупняли на полную длину до 24 м колонны из сборных железобетонных оболочек массой до 30 т;
  • оболочки устанавливали краном вместе с навешенными на них монтажными люльками и лестницами;
  • монтировали сборные части ригелей опор массой 15 т;
  • армировали и бетонировали монолитные части ригелей опор;
  • монтировали пролетные строения (массой 25 — 27 т);
  • после омоноличивания пролетных строений кран передвигали на новую стоянку и работы помонтажу повторяли. Благодаря принятой схеме работ монтаж вели крупны ми блоками (массой до 30 т) с высокой степенью готовности сборных элементов.

Стоянки монтажных кранов на пролетном строении были размечены заранее. Краны передвигали по рельсовым путям из рельсов типа Р-50, уложенных по шпалам. Кран передвигали в следующий пролет после сварки диафрагм двух балок, расположенных под ниткой пути крана.

Диафрагмы омоноличивали после ухода крана с пролета. Таким образом были собраны шесть пролетов эстакадной части моста с левого берега и три пролета эстакадной части моста — с правого.

Полунавесной монтаж пролетного строения с обоих берегов

При выборе способа производства работ по монтажу главного стального пролетного строения были сопоставлены три варианта:

  1. Монтаж пролетного строения на низких сплошных подмостях с последующим подъемом укрупненных до полной длины главных балок при помощи четырех временных башен;
  2. Продольная надвижка с обоих берегов со стыковкой посередине пролета с устройством временных опор в крайних пролетах;
  3. Полунавесной монтаж пролетного строения с обоих берегов.

Для производства работ был принят третий вариант, требующий меньше вспомогательных сооружений и не зависящий от режима реки. Металлическое пролетное строение собирали кранами типа ДК-45/60, которые передвигали к середине моста с каждого берега.

По условиям пропуска крана по металлическому пролетному строению были определены зоны работы крана с различными грузами и заранее размечены стоянки кранов при сборке моста. После установки крана на очередную стоянку зоны грузоподъемности выносили в натуру на местность и закрепляли вешками.

При монтаже пролета строго следили за положением крюка крана и массой поднимаемых грузов относительно размеченных зон грузоподъемности. При сборке металлического пролетного строения краны сдвигали от оси моста на 1,88 м в низовую сторону. Стрелы кранов удлиняли до 32 мСтроительство моста через в районе Каменец- Подольского - stroyone.com

Для сборки пролетного строения главного пролета были изготовлены временные монтажные опоры из труб сечением 1020 х 10 мм с устройством фундаментов из монолитного бетона на скальном основании. Крайние опоры — плоские, качающиеся, средние опоры — пространственные, рассчитанные на восприятие возникающих при сборке горизонтальных усилий.

Высота крайних опор — 20 — 25 м, средних — 45 м. Опоры монтировали кранами, установленными на пролетном строении, с подачей их элементов вниз, укрупнением там в монтажные блоки массой до 25 — 30 т и установкой краном типа ДК-45/60 в проектное положение.

Металлическое пролетное строение было разбито на монтажные блоки соответствующие грузоподъемности кранов (при длине крайних блоков 22,3 м и остальных блоков 8— 15 м масса составляла соответственно 28,5 и 15 т). Масса плиты блока до 6,2 т. Рамное пролетное строение монтировали в такой последовательности.

Устанавливали крайние временные опоры, на них — крайние блоки главных балок и закрепляли их, потом ортотропные плиты проезжей части вначале средние, затем — крайние. После сварки балок и плит проезжей части кран передвигали на следующую стоянку на монтаж средних опор, а затем — предварительно собранных внизу элементов наклонных ног (подкосов). Подпяток ноги одним концом устанавливали на опорные части их фундаментов, а другим — на столики средних временных опор.

Пролетное строение монтировали навесным способом со сваркой монтажных стыков с соответствующей передвижкой на намеченные стоянки сборочного крана

Схема монтажа металлического пролетного строения (р. Смотрич, Каменец — Подольский

временные опоры при строительстве моста в районе Каменец - Подольского - stroyone.com

1-4 временные опоры

Замыкание среднего пролета выполнили с прирезкой по месту среднего блока, изготовленного на заводе с припуском 60 мм. Температурные деформации приводили к изменению зазора между консолями пролетного строения до 35 — 40 мм в течение суток. Для уменьшения влияния температурных деформаций замыкание выполняли в 4 ч утра.

Замыкающий блок был обрезан на длину, соответствующую этому времени суток, установлен на место, и зазоры в стыках зафиксированы установкой временных горизонтальных ребер. Пояса и вертикальные стенки сваривали одновременно с обеих сторон. После первой заварки стыков замыкающего верхового блока главной балки пролетное строение, благодаря своей жесткой конструкции, стало работать как единое целое.

Сварка пролетного строения

Все сварные швы выполнялись в соответствии с инструкцией, разработанной Институтом электросварки им. Е.О.Патона. Сборке и сварке при монтаже предшествовали отработка технологии сварки соединений из высокопрочной стали и новых конструктивных узлов, определение необходимого объема контроля качества сварных швов.

Сварка основных монтажных соединений не вызывала особых затруднений, так как выполнялась в основном с подмостей в удобных для сварщика положениях. Основные швы в балках и ортотропной плите сваривали в нижнем положении на остающихся подкладках, что позволяло избежать сварки в потолочном положении и обеспечить хороший провар и формирование корневых швов.

Поперечные и продольные швы верхнего пояса пролетного строения сваривали автоматом под слоем флюса. Швы нижнего пояса главных балок, вертикальные швы стенок, стыки поперечных балок ортотропной плиты, а также монтажные соединения наклонных ног сваривали вручную качественными электродами.

Ультразвуковой дефектоскопией контролировали 100% швов настила ортотропной плиты и нижних поясов, пересечения монтажных швов, а также участки, где сборка и сварка были выполнены с отступлениями от требований инструкции. Гаммаграфирование применяли лишь в отдельных случаях для расшифровки выявленных дефектов, что составляло около 2%.

Сборка и сварка главных балок являлись наиболее ответственными работами при монтаже. Сложность монтажа усугублялась необходимостью строгого соблюдения размеров и заданного строительного подъема, наличием в сечениях стали двух марок, требующих применения различной технологии сварки и различных сварочных материалов, а также расположением свариваемых швов во всех пространственных положениях.

При сварке высокопрочной стали применяли предварительный подогрев газопламенными горелками до температуры + 200° С. Температуру контролировали термокарандашами. Прихватку на нижних поясах осуществляли лишь в исключительных случаях, не более чем в двух местах каждого стыка. Перед сваркой начало и конец прихваток зачищали на 20 — 25 мм.

Стык сваривали два сварщика от продольной оси балки к краям обратноступенчатым способом. Варили предельно короткой дугой небольшими валиками. Корень перекрывали двумя сопряженными валиками. Длина ступени не более 350— 400 мм. Каждая последующая ступень перекрывала предыдущую на 40— 50 мм. Валики последнего слоя плавно сопрягали между собой и с поверхностью основного слоя.

Завершали сварку монтажных соединений балок завариванием швов по нижнему поясу и установкой и приваркой вставок ребер жесткости балок.

Блоки ортотропной плиты навешивали и прикрепляли при помощи портальных рамок и тяжей, позволяю щ их придать блоку необходимый строительный подъем и регулировать зазор между главными балками и ранее смонтированными блоками ортотропной плиты. Продольные монтажные швы имели значительные колебания величины зазора.

Там, где зазор был слишком мал, его расширяли абразивным диском или резаком с последующей механической зачисткой. Кромки, где зазор превышал 10 мм, наплавляли вручную электродами типа УОНИ-13/45.

Однако этими мероприятиями не всегда удавалось добиться равномерного зазора между кромками и для того, чтобы исключить прожоги остающихся подкладок при автоматической сварке под флюсом, были применены дополнительные медные подкладки-шины шириной 60 мм и толщиной 10 мм. Их прижимали к стальной остающейся подкладке с помощью скоб, клиньев и винтовых распоров, устанавливаемых на опорные столики поперечных балок.

Эти приспособления обеспечивали одновременно более плотное прилегание подкладок к свариваемым кромкам. Зазор между медной полосой и стальной подкладкой не превышал 0,5 мм. Техника сварки по слоям не отличалась от сварки вставок верхнего пояса. При рекомендованных зазорах 5 — 7 мм корень шва полностью проваривался.

Остальные соединения собирали и сваривали обычными технологическими приемами. Замыкающие стыки пролетного строения сваривали в дневное время, когда пролетное строение было нагрето солнечными лучами. Это обеспечило создание постоянных сжимающих напряжений в области свариваемых соединений.

Наклонные ноги собирали и сваривали в два этапа: сначала производили укрупнение, а затем сопряжение с поясами главных балок. Элементы ног укрупняли на шпальных клетках непосредственно у места установки. Зазоры в стыках размером 8 — 9 мм фиксировали на остающихся технологических подкладках.

Вначале сваривали обратно — ступенчатым способом от середины к краям стыки вертикальных стенок. При этом зазор в стыках горизонтальных стенок за счет сварочных деформаций уменьшался до 5 — 6 мм, поэтому корневые швы этих соединений сваривали электродами диаметром 3 мм. Все швы приварки ног выполняли с предварительным подогревом до 200° С.

Всего на монтаже металлического пролетного строения было выполнено около 3700 м швов, из них автоматической сваркой — 1450 м. На высокопрочной стали и на ее соединениях с низколегированной сталью выполнено около 100 м швов.

Высокое качество сварных соединений было обеспечено организацией пооперационного контроля с применением физических методов. Помимо этого, после удаления выводных планок изготовляли макрошлифы торцов сварных соединений нижних и верхних поясов главных балок и секций ортотропной плиты.

Макрошлифы давали представление о качестве выполненной сварки. Последующий контроль осуществляли ультразвуковой дефектоскопией и гаммаграфированием. После окончания сварки всех элементов главных балок и ортотропной плиты пролетное строение раскружаливали.

К этому времени на пролетном строении было установлено 100% тротуарных блоков и бордюрных камней. В первую очередь раскружаливали крайние временные опоры путем автогенной резки опорных столиков, приваренных к нижнему поясу главных балок пролетного строения.

Пролетное строение на средних временных опорах (вторая очередь) раскружаливали путем резки четырех опорных столиков, имеющих по 13 ребер.

Ребра столиков вырезали попарно от краев к середине. По мере уменьшения опорного сечения столиков пролетное строение плавно опускалось и распор передавался на постоянные опоры. Покрытие проезжей части моста состоит из двухслойного асфальтобетонного покрытия по водонепроницаем ой склеивающей пленке.

Учитывая экспериментальный характер сооружения, в котором было применено пролетное строение нового типа и новые решения его конструктивных узлов, испытания велись по расширенной программе и с утяжеленной испытательной нагрузкой, доходящей до 95% нормативной, с динамическим коэффициентом.

В качестве нагрузки были использованы груженые автомобили типа КрАЗ-256. Испытания показали, что замеренные деформации пролетного строения оказались намного меньше расчетных. В пролетном строении длиной 149 м при ширине 18,5 м расход металла составил 320 кг на 1 м2, что соответствует показателям лучших мостов, построенных за рубежом.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

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