Строительство неразрезных желозобетонных мостов

Конструкция неразрезных мостов

Железобетонные неразрезные мосты получили широкое применение и имеют существенные экономические, эксплуатационные и эстетические преимущества.

Неразрезные балочные пролетные строения имеют меньшие, чем разрез­ные, величины изгибающих моментов в пролете, а значит, и меньшую высоту и размеры поперечного сечения главпых балок. Возможность наи­более рационального изменения высоты балок по пролету существенно уменьшает общий объем железобетона в конструкции.

В перазрезной си­стеме обычно достигается также экономия в объеме опор за счет разме­щения на промежуточных опорах только по одной опорной части (по фасаду моста) вместо двух при разрезных системах. Кроме того, верти­кальное опорное давление от неразрезного пролетного строения пере­дается на опору центрально и вызывает в сечениях опоры равпомерно распределенные сжимающие напряжения.

Отсутствие поперечных деформационных швов, вредно влияющих на развитие скоростного движения на современных автомобильных дорогах, является важным преимуществом неразрезных систем с точки зрения эксплуатации.

В неразрезной конструкции деформации значительно меньшие, чем в конструкции с шарниром типа рамно-консольных или рамно-подвесных.

Как известно, в мостах с центральным шарниром возникают большие вер­тикальные перемещения концов консолей от воздействия совокупности различных деформаций материалов. Опыт показал, что наличие шарнира в середине пролетов вызывает постепенно нарастающие прогибы концов консолей в течение первых лет службы сооружения. Эти прогибы создают переломы в продольном профиле моста.

Применение балок постоянной высоты в ряде случаев позволяет придать железобетонным неразрезным мостам особую стройность и архитектур­ную законченность, удовлетворяющую повышенные эстетические требова­ния, особенно, если промежуточные опоры приняты тонкостенными или гибкими.

Наиболее важным технологическим преимуществом балок постоянной высоты является возможность значительного упрощения производства работ при сооружении монолитных неразрезных пролетных строений мето­дом навесного и попролетного бетонирования, а также возможность строи­тельства сборных мостов с пролетами от 40 до 100 м из серийных блоков.

К достоинствам неразрезных систем следует также отнести возможность использования их в сложных условиях при сооружении мостов и эстакад в больших городах и на автострадах, проложенных в гористой местности.

В поперечном сечении неразрезные пролетные строения длиной до 30— 40 м состоят, как правило, из одной или двух коробок.

В качестве рабочей арматуры в неразрезных пролетных строениях применяют пучки из высокопрочной проволоки, стальные канаты и высоко­ прочную стержневую арматуру. Рабочую арматуру располагают по плите или в каналах, образованных в плите и стенках балки.

К недостаткам неразрезных систем относится необходимость устройства достаточно надежных и жестких оснований опор, а также большая слож­ность и трудоемкость арматурных работ.

К числу наиболее крупных неразрезных мостов, сооруженных в СССР и за рубежом, следует отнести мост им. Александра Невского через р. Неву в Ленинграде с пролетами до 123 м, мост через р. Москву у Нагатино с русловым пролетом 114 м, мост Олерон-Континент (Франция) общей дли­ной 2862 м с максимальными пролетами по 79 м, через р. Рейн у Бендорфа (ФРГ) с центральным пролетом 208 м.

Неразрезная конструкция принята в русловой части моста через р. Вол­гу в Саратове. При общей длине моста около 2800 м судоходная часть главного русла реки перекрыта пятипролетным неразрезным решетчатым строением по схеме 106 + 3 X 166 + 106 м.

Технология строительства неразрезных железобетонных мостов

Предварительно напряженные железобетонные мосты неразрезной систе­мы сооружают различными способами.

  1. Неразрезные пролетные строения можно собирать из цельноперевозимых балок, соединенных между собой в неразрезную систему путем установки над промежуточными опорами высокопрочной арматуры, напрягаемой после омоноличивания швов между торцами этих балок. Этот метод при­меняется при перекрытии пролетов длппой до 40—45 м.
  2. Сборные неразрезные пролетные строения можно монтировать путем установки крупных блоков с помощью плавучих опор. Применение этого метода рационально при многократном повторении операций на сооружае­мом объекте. Перевозка крупных блоков на плаву дает возможность вести параллельно работы по сооружению опор в русле п сборку или бетонирование пролетных строений на берегу, но требует дополнительных дорогих устройств.
  3. При сооружении ряда больших мостов монтаж неразрезных пролетных строений был осуществлен методом навесной сборки с подачей блоков на плаву или по собранной части моста.
  4. При сооружении многопролетных виадуков и эстакад с пролетами от 18 до 50 м за рубежом получил распространение метод попролетного бетони­рования, основанный на последовательном и многократном использовании инвентарных подмостей и опалубки при строительстве мостов с одинако­выми пролетными строениями постоянной высоты.
  5. Для сооружения неразрезных пролетных строений из монолитного желе­зобетона при благоприятных условиях эффективным оказывается метод навесного бетонирования.
  6. При сооружении одного из мостов был успешно применен комбиниро­ванный способ, который заключается в сочетании установки крупных надопорных блоков на плавучих средствах с последующим наращиванием консолей пролетного строения путем уравновешенного навесного бетони­рования.
  7. В последние годы в СССР и за рубежом для сооружения сборных нераз­резных пролетных строений постоянной высоты разработан и применен новый для железобетонных конструкций способ — продольной надвижки. Этот способ применяется при установке в пролет неразрезных пролетных строений с пролетами до 96 м, собранных из отдельных блоков на подхо­дах к мостам.

Строительство неразрезных железобетонных мостов с помощью плавучих опор

Метод установки крупных блоков на плаву был применен при соору­жении неразрезного железобетонного пролетного строепия длиной 710 м крупнейшего автодорожного моста через р. Волгу у Саратова.

Главные судоходные пролеты этого моста перекрыты пролетным строе­нием по схеме 106 + 3 X 166 + 106 м, расчлененным согласно условиям монтажа по длине на четыре надопорные решетчатые секции треугольной системы — «птички» длиной по 120 м, и пять соединительных элементов — вставок между ними длиной по 46 м со сплошной стенкой.

Схема русловых пролетов моста через реку волга в Саратове

Схема русловых пролетов моста через реку волга в Саратове - stroyone.com

 

В по­перечном сечении пролетное строение состоит из двух ветвей, каждая из которых имеет две несущие плоскости, объединенные поверху плитой про­езжей части. Таким образом, пролетное строение собирали из восьми «пти­чек» и 10 вставок. Вставки объединяются с надопорными секциями после окончания сборки.

Каждая решетчатая ферма длиной 120 м имеет 9 панелей по 11,4 м и 2 концевых участка по 8,7 м. Высота фермы на опоре 18 м и на концах 4,68 м. Каждая надопорная секция «птичка» состоит из 144 сборных элементов 72 типоразмеров. Общий объем надопорного блока 730 м3. Элементы нижнего пояса, сжатые раскосы и ребра верхнего пояса «пти­чек» изготовлены на заводах из обычного железобетона.

Предварительно напряженные растянутые раскосы вместе с узловыми блоками были изготовлены в специальных стендах на строительной пло­щадке. Ребра верхнего пояса омоноличивали попанельно в блоки верхнего пояса также на строительной площадке.

Предварительно напряженные блоки-вставки длиной 46 м весом 600 т изготовляли по стендовой технологии аналогично балкам длиной 70 м это­го же моста.
В период монтажа система пролетного строения работает под действием собственного веса как балочно-консольная, а после объединения соедини­тельных узлов падопорных секций со вставками — как неразрезная под действием времеппой нагрузки.

Монтаж неразрезного пролетного строения

Монтаж неразрезного пролетного строения проводили в пять этапов в такой последовательности:

  1. (й) этап — укрупнительная сборка элементов нижнего пояса и раско­сов в плоские треугольники с установкой их в вертикальное положение с помощью специального кантователя и портального крана грузоподъем­ностью 100 т;
  2. (й) сборка решетчатых секций пролетных строений на подмостях, имеющих ширину, равную половине ширины моста; омополичивание узлов и натяжение продольной арматуры. Каждую секцию собирали при помощи портального крана грузоподъемностью 100 т из 48 предварительно укруп­ненных элементов: треугольников решетки, плит проезжей части с эле­ментами верхнего пояса, опорного и концевых блоков;
  3. (й) снятие секций весом 2600 т каждая с монтажных подмостей и перекатка на тележках на пирс с опусканием на плашкоут. Перед выкат­кой блока на пирс на одном его конце устанавливали металлический аванбек из инвентарных элементов, а на противоположном конце для уравнове­ шивания системы — противовес, состоящий из металлических инвентарных понтонов, заполненных водой. Аналогичный аванбек монтировали и на пролетном строении соседнего пролета. Эти устройства были предназна­чены для временного закрепления блока в устойчивом положении на постоянном опоре моста;
  4. (й) отвозка секций на плаву к месту установки па шарнирные опор­ные части постоянных опор с временным закреплением с помощью аванбеков. Секции перевозили и устанавливали с помощью плавучей опоры, состоящей из двух плашкоутов. Каждый плашкоут был собран из 74 металлических понтонов типа КС и оборудован системой воздушной балла­стировки
  5. (й) установка блоков — вставок со сплошными стенками с помощью фермоподъемников, расположенных на концах надопорных секций. Замы­кание пролетного строения в неразрезную систему с установкой и напря­жением канатов и омоноличиванием.

Установка на плаву секций весом 2600 т. - stroyone.com

Первая надопорная решетчатая секция была собрана за 3,5 месяца. В дальнейшем срок изготовления был снижен до 37 календарных дней. При этом сборку секции выполняли за две недели, а на омоноличивание затрачивали около месяца. Расход бетона в неразрезном пролетном строении составил 0,95 м3 на 1 м2 проезжей части.

Строительство моста им. Александра Невского в Санкт-Петербурге

Метод установки крупных блоков на плаву был применен также при сооружении неразрезных пролетных строений моста им. Александра Нев­ского через р. Неву в Ленинграде.
Мост общей шириной 35 м с ездой по верху имеет симметричную разбивку на пролеты: 49,8 + 110 + 123,5 + 52 + 123,5 + 110 + 49,8 м.

В середине моста размещен разводной пролет раскрывающейся системы с шириной пропускного отверстия 52 м, перекрытый металлическим пролет­ным строением. Пролеты по 123,5 м и разводной — судоходные. Зеркало реки в месте перехода имеет ширину 505 м между набережными глубина воды у речных опор до 11,5 м.

Схема моста им. Александра Невского в Санкт-Петербурге

Схема моста им. Александра Невского в Санкт-Петербурге - stroyone.com

Железобетонные трехпролетные строения в поперечном сечении состоят из двух главных блоков коробчатой конструкции шириной по 8 м каждая, расставленных на расстоянии 14,6 м в свету. Главные балки соединены поперечинами, по которым уложено ребристое перекрытие из керамзито — бетона марки 300 с объемным весом 1,8 т/м3. Такое поперечное сечение пролетных строений позволило сделать опоры из раздельных массивов под каждую главную балку.

По архитектурным соображениям, а также для сокращения общей дли­ны мостового перехода и получения более низких отметок проезжей части высота главных балок в средине пролета принята равной 3 м. Очертание нижнего пояса неразрезных железобетонных балок — криволинейное с увеличением высот над опорами (над промежуточными опорами 8 м). Для повышения вертикальной жесткости пролетные строения защемлены на опорах между пролетами 110 и 123,5 м.

Каждая трехпролетная главная балка общей длиной 283 м при изготов­лении была расчленена на три крупных монтажных блока. Блоки № 1 длиной по 90,25 м, перекрывающие береговые пролеты по 49,8 м и имею­щие консоли длиной около 40 м со стороны реки, бетонировали на месте на подмостях в проектном положении. Блоки № 2 длиной по 127,8 м пере­крывают оставшиеся части 110-метровых пролетов и имеют консоли дли­ной около 57 м со стороны 123,5-метровых пролетов.

Блоки № 3 длиной по 66,7 м перекрывают оставшиеся части пролетов между консолями бло­ков № 2 и опорами разводного пролета. Балки № 2 весом 4800 т и блоки № 3 весом 2400 т, устанавливаемые в речной части моста, изготовляли на берегу, а затем доставляли на плаву на место.

Блоки № 2 и № 3 изготовляли на левобережной строительной площадке. Для одновременного изготовления двух блоков параллельно набережной были сооружены две линии подмостей, состоящих из прогонов, опертых на опоры на свайном основании. Для выкатки блоков на плавсредства было сооружено четыре пирса.
Предварительно напрягаемая арматура главных балок принята двух типов:

  1. шпренгельиая — из заводских канатов (имеющая связь с бетоном только на части длины — над промежуточной речной опорой)
  2. обетони­руемая — пучковая. Пучковую арматуру из 49 проволок диаметром 5 мм устанавливали при изготовлении блоков и затем обетонировали. Этой арматуры достаточно было для раскружаливания блоков и их транспортирования.

Шпренгельная система состояла из стальных канатов диаметром 45 и 47 мм, напрягаемых при замыкании балок в неразрезное пролетное строе­ние. Канаты располагали внутри коробок, покрывали антикоррозионной смазкой и оставляли необетонированными. Подобное решение потребовало в дальнейшем принятия специальных мер для сохранения долговечности сооружения.
Блоки, изготовленные па берегу, перед установкой на плавсистему пере­двигали по пирсам на расстояние до 35 м домкратами грузоподъемностью 170 т, упирающимися в специально сконструированные упоры, самозаклинивающиеся на накатных путях. Блок весом 4800 т четырьмя домкратами перемещали со скоростью 5—5,5 м/ч.

Каждый блок к месту установки транспортировали на двух плавсистемах, состоящих из 105 понтонов типа КС-3 с надстройкой из десяти плос­костных ферм.

Перевозка на плаву блоков неразрезного пролетного строения

Перевозка на плаву блоков неразрезного пролетного строения - stroyone.com

Плавсистему в пролет транспортировали тремя морскими буксирами:

  1. одним мощностью 1600 л. с.
  2. двумя по 800 л. с.

При установке в пролет блоки № 2 опирались средней частью на по­стоянные опоры, а консолями — на временные опоры в 110-метровых про­летах. Над временными опорами блоки № 1 и 2 стыковали, превращая смонтированную конструкцию в двухпролетную балку с консолью.

Блоки № 3 устанавливали одним концом на жесткую (опора разводного пролета) и другим — на упругую опоры (копен, консоли блока № 2). Упругая опора от веса блока опускалась на 132 см. Передачу реакции от веса блока № 3, равную 1200 т, на конец консоли блока № 2 проводили в два этапа.

В подготовительный этап на конце блока № 2 устанавливали пригруз в виде понтонов, заполненный водным балластом весом 630 г, а в смон­тированной уже части балки постановкой шпренгельной арматуры созда­вали дополнительное предварительное напряжение. От пригруза конец консоли блока № 2 опускался на 68 см. Кроме того, в результате поддом­крачивания главной балки на временной опоре в 110-метровом пролете силой в 100 т конец консоли блока № 2 опускался еще на 20 см.

На втором этапе уже при опущенном на 88 см конце консоли блока № 2 заводили на плаву и устанавливали блок № 3. Путем балластировки пон­тонов блок № 3 опускали и в момент, когда он касался одной опорной площадки на конце блока № 2, параллельно с балластировкой понтонов плашкоутов начинали интенсивный слив водного балласта из пригруза консоли.

Таким образом, при непосредственной установке блока № 3 конец блока № 2 прогибался всего на 44 см, а нагрузка на конце консоли воз­растала только на величину, равную разнице между реакцией блока № 3 и весом слитого водного балласта.

В дальнейшем аналогичные пригрузы из понтонов с водным балластом в пролетных строениях использовали для обжатия бетона замополичивания и включения в работу сборной плиты главных балок.

После установки в пролет блоков № 3 стыки их с блоками № 2 омоноличивали и путем напряжения стальных канатов вся система превраща­лась в трехпролетное неразрезное пролетное строение.

Комбинированный метод строительства неразрезных пролетных строений

Комбинированный метод сооружения неразрезных пролетных строений заключается в установке па речные опоры надопорных блоков при помощи плавучего крана и последующем наращивании консолей путем уравнове­шенного навесного бетонирования. Применение его позволяет вести парал­лельно работы по сооружению опор и изготовлению на берегу крупных блоков пролетного строения.

При этом значительно упрощаются работы по устройству наиболее сложных участков пролетного строения, примы­кающих к опорам, и по анкерному закреплению пролетного строения, бе­тонируемого навесным способом.

Применение этого метода ограничивается гидрологическими условиями водотока и потребностью в мощном плавучем крановом оборудовании.

Комбинированный метод сооружения пролетных строений был применен на строительстве моста через р. Неретву у Рогатина (Югославия).

Мост имеет общую длину 414 м. Русловая часть реки перекрыта трех ­пролетным неразрезным предварительно напряженным железобетонным пролетным строением по схеме 55 + 110 + 55 м, к которому на обоих бе­регах примыкают по два балочно-разрезных пролета длиной по 45 м.

Ширина моста 10,8 м (проезжая часть 7,5 м и два тротуара по 1,65 м).Береговые балочные пролетные строения имеют постоянную высоту (2,3 м), неразрезное — переменную (на опоре 5,5 м и в пролете 2,3 м).

Пролетные строения в поперечном сечении состоят из трех двутавровых балок, объединенных поверху монолитной плитой. Расстояние между ося­ми балок 3 м. Неразрезное пролетное строение сооружалось комбинированным спосо­бом в два этапа.

На первом этапе зарапее изготовленные на полигоне надопорные участ­ки пролетного строения в виде отдельных двутавровых балок весом по 206 т с помощью плавучего крапа последовательно устанавливали на речные опоры. Затем все три балки объединяли в поперечном направлении диафрагмами и верхней плитой.

На втором этапе па обоих концах установленных надопорных блоков при помощи плавучего крана собирали передвижные агрегаты для навес­ного бетонирования и приступали к наращиванию консолей. Уравновешен­ное навесное бетонирование консолей вели секциями длиной по 5,5 м. При сооружении всех пролетных строений применяли также предварительное напряжение конструкций в поперечном направлении на уровне плиты.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

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