Опора моста в мостовой конструкции

Проектный институт ТРАНССТРОЙПРОЕКТ специализируется на проектировании транспортных сооружений. Выполняет расчет опор для моста с гарантией долговечности и надёжности. Разрабатывает проектную документацию на опоры (КЖ) точно в срок.

Узнать стоимость проекта опор моста

 

Наиболее трудоемкий и ответственный процесс в строительстве мостов – возведение его опор. Но выбор правильного типа опор и технологий их возведения производится еще на стадии проектирования мостового сооружения.

Опоры мостового сооружения воспринимают на себя постоянные и временные нагрузки и передают их основанию. Неправильные расчеты нагрузок могут привести к воздействию больших усилий на сооружение, чем оно может выдержать, что приведет к нарушению его эксплуатации.

Именно проектировщик решает первоначальную задачу надежности и долговечности проектируемой конструкции, принимая во внимание условия местности будущего строительства, параллельно оптимизируя его стоимость и трудозатраты посредством выбора наилучших технических решений.

В этой статье мы расскажем, какие опоры существуют и из чего приходится выбирать проектировщику, чтобы создать надежный объект, который прослужит не один десяток лет.

Конструкция опоры

Для начала, необходимо понимать, из чего состоит опора моста. Её составляющими чаще всего являются три части:

• Ригель или оголовок опоры – воспринимает давление от пролетного строения и передает нагрузку от опорных частей вниз на тело и фундамент.
• Тело опоры – средняя часть, изготавливаемая из бетона или железобетона. Имеет несколько конструктивных разновидностей, определяющих тип опоры в целом.
• Фундамент опоры – часть опоры, располагающаяся под землей или водой. Тип фундамента выбирается в соответствии с геологическими изысканиями, после исследования грунтов местности будущего строительства. Для некоторых разновидностей тело опоры может одновременно являться ее фундаментом.

Типы опор

По способу изготовления

• Монолитные опоры – изготавливаются из бетона, бутобетона, железобетона или камня.
• Сборные опоры (до 20% бетона в составе) – собираются на монтаже из отдельных блоков. Отличаются от монолитных опор простотой сборки, и, соответственно, меньшей трудоёмкостью с малым количеством «мокрых» работ. Есть также возможность переноса части работ со стройки на завод, например, для предварительного натяжения арматуры. Использование сборных опор сокращает время их возведения, но, нужно отметить, что не всегда этот тип опор подходит для конкретного объекта, т.к. наличие стыков в сборной конструкции делает её менее надежной, в сравнение с монолитной.
• Сборно-монолитные опоры (более 20% бетона).

По расположению

Для возведения любого моста необходимо два типа опор:

• Устои – крайние опоры, на которые опираются концы пролетных строений. Чаще всего имеют в своей конструкции еще один элемент – шкафные стенки, с прямыми или обратными открылками, откосными стенками, отделяющие торцы пролетных строений от насыпи.

Устои также подразделяются на обсыпные, имеющие конус насыпи, входящий в длину пролета, и необсыпные, где насыпь находится в пределах длины устоя.

Пример обсыпного типа устоев, путепровод автодороги Ш-2 на участке от М2 до М7

• Быки – промежуточные опоры, воспринимающие давление от пролетного строения. Чаще всего изготавливаются из железобетона и бетона, и лишь иногда из стали, а так же с использованием деревянных и стальных свай.

Пример опоры металлической промежуточной, путепровод на транспортной развязке на автомобильной дороге «Граница РФ (на Екатеринбург) – Алматы» 1247 км.

По типу мостовой конструкции тела и фундамента опоры

Массивные опоры. Чаще используются при строительстве мостов, находящихся в сложных условиях: например, через крупные реки, реки с агрессивными водами или ледоходом, так как обладают наибольшей прочностью к дополнительным внешним нагрузкам.

Облегченные опоры. Имеют несколько разновидностей:

Столбчатые опоры. Опоры в виде отдельных столбов – оболочек, частично заполненных бетоном, объединенных сверху ригелем. При хороших свойствах грунта, тело опоры служит одновременно и её фундаментом.

Свайные опоры. Железобетонные опоры в виде свай, забитых в грунт и объединенных сверху железобетонной насадкой. Бывают с как ростверком, так и без.

Стоечные опоры. Опоры в виде отдельных стоек, опирающихся на сборный или монолитный фундамент.

Проектирование опор

При проектировании опор необходимо руководствоваться основными принципами, которые позволят сделать правильный выбор:

• Местность и условия строительства. При проектировании моста, который будет подвержен повышенному волновому и ледовому воздействию, а также навалу судов, производится расчет дополнительных нагрузок на опоры, проектируются ледорубы.
• Сроки строительных работ, зависящие напрямую от их трудоемкости, наличия «мокрых» работ, использования грузоподъемной техники.
• Стоимость работ, зависящая от расхода материала на строительство и защиту мостовых опор, а, также, от трудоемкости и сроков строительно-монтажных работ.

Как мы смогли убедиться, задача грамотного выбора типа опор для каждого конкретного случая очень не проста. Специалисты проектного института ТРАНССТРОЙПРОЕКТ имеют широкий опыт проектирования мостовых сооружений. Все выбранные нами опоры грамотно рассчитаны на нагрузки и наилучшим образом подходят к каждому конкретному сооружению, обеспечивая его надежность и гарантируя долговечность.

Заказать консультацию по проектированию

 

Строительство опор мостов на примерах

Сооружение опор моста

Сооружение опор моста через реку Губерля

Впервые пустотелые предварительно напряженные опоры высотой 10.8 м были применены на мосту через р. Губерля. Опору собирали из пустотелых коробчатых блоков, располагая напрягаемую арматуру в закрытых каналах, заполненных цементным раствором.

Конструкция и технология сооружения пустотелых предварительно напряженных сборных железобетонных опор были усовершенствованы на строительстве железнодорожного моста через р. Береш с пролетами по 22.9 м. Нижнюю, цокольную, часть опор в пределах колебания горизонта воды выполнили из монолитного бетона. Сборную часть опоры высотой 18,76 м собирали из 19 блоков четырех типов весом от 6,25 до 11 т.

Основные блоки имели пустотелую коробчатую конструкцию с открытыми вертикальными каналами, в которые пропускали 14 пучков из 38 высокопрочных проволок. Применение сборной предварительно напряженной конструкции опор позволило значительно сократить объемы бетонных работ. Объем бетона сборной части одной опоры составлял 63 м³, а объем монолитной опоры такой же высоты — 232 м³. Пять сборных опор этого моста были сооружены за два месяца.

Сооружение опор моста через реку Днепр в Днепропетровске

Одним из примеров применения опор комбинированной конструкции являются опоры эстакадной части моста через р. Днепр в Днепр ( старое название Днепропретовск). Ширина моста 24 м. Несудоходные участки реки с обоих берегов реки на длине около километра перекрыты предварительно напряженными балочными пролетными строениями длиной по 32,96 м.

Опоры под них приняты двухстолбчатыми, на свайном основании. Столбы из пустотелых сборных железобетонных труб-оболочек наружным диаметром 1,6 м перекрыты двухконсольным ригелем длиной 25,8 м. Внизу колонны — оболочки жестко заделаны в монолитную кладку тела опор (рисунок смотри ниже).

Опора эстакадной части моста через реку Днепр в Днепре

Так как мост расположен па двусторонних симметричных уклонах, длина оболочек принята переменной.

Применение железобетонных оболочек для верхней части опор значительно уменьшило трудоемкость и продолжительность работ (по сравнению с устройством сборных опор из блоков с многорядной разрезкой) и, кроме того, в большей степени отвечает архитектурным требованиям к городским мостам.

В принятой конструкции сборно-монолитного ригеля балки пролетных строений длиной 32,90 м опираются не на верхнюю плоскость ребра, а на консольные выступы у нижней грани ребра, при этом ребро ригеля закрывается балками пролетных строений. Такой тип ригеля с длинными консолями и широко расставленными колоннами производит впечатление легкой конструкции.

Ригель через резиново-металлические центрирующие прокладки (РОЧ-3) опирается на оголовки колонн и передает опорную реакцию более 1000 т. Для увеличения жесткости ребра ригеля на кручение и уменьшения изгибающих моментов в консольных выступах, над колоннами и по торцам ригеля предусмотрены треугольные ребра жесткости.

Верхняя часть опор, колонны с наружным диаметром 1,6 м и ригель выполнялись из сборного и сборно-монолитного железобетона. Колонны изготавливались на заводе МЖБК и доставлялись к месту установки автотранспортом и на плашкоутах по воде. Изготовление колонн велось в вертикальной утепленной опалубке с вибросердечником.

В нижнем конце колонны имелись выпуски, которые сваривали с выпусками из тела опор, после чего производилось омоноличивание.

После достижения бетоном 70% прочности возводили оголовки колонн. Опалубкой низа оголовков служили устанавливаемые железобетонные плиты. Жесткие арматурные каркасы ригелей вязали на полигоне и перевозили на прицепах — тяжеловозах и затем на плашкоутах по воде. Установка сборных арматурных каркасов и подача бетона осуществлялись кранами, ДГ грузоподъемностью 12 т и ГМК-12/20, смонтированными на плашкоутах.

Установка арматурного каркаса ригеля опоры

Инвентарные переносные подмости под ригели были собраны из элементов УИКМ-60. Раскружаливание ригеля производилось с помощью 16 песочниц, установленных под рамы подмостей.

Сооружение опор моста через речку Волга в Саратове

На строительстве моста через р. Волгу в Саратове трубы оболочки диаметром 2,4 м для сборных колонн надфундаментной части опор изготовляли в вертикальном положении на полигоне. На этом же полигоне в пропарочных камерах изготовляли скорлупы сборно-монолитных ригелей опор. Монтировали элементы плавучим краном грузоподъемностью 100 т.

Установка блока ригеля плавучим краном грузоподъемностью 100 тонн

Колонны с телом опоры соединяли сваркой выпусков арматуры, которые стыковались на специальной цилиндрической обечайке.

Ригель собирали из двух скорлуп, члененных вдоль моста (шов поперек оси моста). После того как в полость, образуемую скорлупами, вставляли мощный арматурный каркас, ригель омоноличивали. Вес скорлуп около 40 т.

Строительство опор моста через реку Волга в Костроме

Сборные столбчатые железобетонные опоры под балочные пролетные строения длиной 32 м эстакадной части моста через р. Волгу в Костроме (рис. 4) собирали при помощи козлового крана грузоподъемностью 45 т, передвигающегося по специальной подкрановой эстакаде, построенной вдоль оси моста.

Рис.4

Сборная опора эстакадной части моста через р. Волгу в Костроме

1. железобетонные предварительно напряженные сваи;
2. ростверк;
3. фундамент;
4. сварка выпусков арматуры колонны и фундамента;
5. бетон омоноличивания колонны с фундаментом;
6. водоотводная трубка;
7. бетон утолщения стенок;
8. подвижная опалубка;
9. сборная колонна из оболочек диаметром 160 см;
10. арматурный каркас утолщения колонн;
11. хобот из рештаков;
12. бункер;
13. бетонная смесь;
14. бетон омоноличивания ригеля;
15. арматурный каркас омоноличивания ригеля;
16. сборный железобетонный ригель;
17. инвентарные подмости.

Опоры сооружены на монолитных фундаментах, возведенных на основании из железобетонных предварительно напряженных свай сечением 35X35 см.

При ширине моста между перилами 17 м опоры высотой от 10 до 19 м приняты двухстолбчатыми с двухконсольным ригелем. Столбы собраны по высоте из двух-трех пустотелых железобетонных центрифугированных труб-оболочек диаметром 1,6 м со стенками толщиной 12 см, которые после установки столбов утолщаются до 30 см. Внизу колонны-оболочки жестко заделаны в монолитную кладку фундамента за счет сварки и последующего омоноличивания арматурных выпусков из фундамента с обечайкой оболочки.

Для снижения веса до 40 т при монтаже ригель выполнен на заводе с полостью, в которую вставлен арматурный каркас.

До начала сборки опоры секции оболочек укрупняли, сваривая выпуски арматуры, устанавливая дополнительную арматуру в стыки и бетонируя стык с применением наружной металлической и внутренней деревянной опалубки. В укрупненную колонну-оболочку вставляли арматурный каркас, собранный из 28 стержней периодического профиля диаметром 32 мм весом до 2,5 т.

После установки колонны-оболочки с вставленным в нее арматурным каркасом в нишу фундамента глубиной 0,9 м и омоноличпвания ее с фундаментом приступали к утолщению стенок оболочек. При утолщении стенок применяли передвижную металлическую опалубку. Бетонную смесь во внутрь колонны подавали хоботом, состоящим из отдельных рештаков, снимаемых по мере бетонирования. Ригель опоры устанавливали на колонны также при помощи козлового крана грузоподъемностью 45 т и заполняли внутреннюю полость его бетоном (около 29 м³).

Общая трудоемкость работ по сооружению двухстолбчатой опоры, а также затраты труда и времени на выполнение отдельных процессов приведены в табл. 1.

Затраты труда и времени на сооружение двухстолбчатой опоры (на 1 опору)

Наименование работ	Измери-тель	Кол-тво на опору	Затраты трудачел.-час		Затраты времени на опору, ч
			на измеритель	на опору
Укрупнительная сборка колонны из двух секций оболочек	Колонна	2	29	58	28
Сборка арматурного каркаса дляутолщения стенок оболочек	Каркас	2	63	126	28
Транспортировка колонн оболочек к месту монтажа	Колонна	2	7	14	5
Установка арматурного каркасавнутрь колонны	Каркас	2	3,3	6,6	2,2
Установка колонн оболочек впроектное положение	Колонна	2	9	18	8,8
Электросварка арматурных выпусков из фундамента с обечайкой колонны	Колонна	2	25,2	50,4	25,2
Омоноличивание колонн с фундаментом	м3 бетона	7,3	4,1	29,8	7,5
Утолщение стенок колонн до30 см	м3 бетона	28	13,8	386	64,3
Установка ригеля	ригель	—	14,4	14,4	4,8
Заполнение внутренней полостиригеля бетоном	м3 бетона	29	2,9	84,1	14
Прочие работы	опора	—	6,6	6,6	2,2
Итого	—	—	—	794	190

Опоры автодорожного моста через горную реку Бзыбь

На строительстве автодорожного моста через горную реку Бзыбь была успешно применена сборно-монолитная конструкция опор под балочные пролетные строения длиной 32,3 м. Опоры возведены на железобетонных опускных колодцах.

Надфундаментную часть промежуточных опор (рис. 5), в зависимости от их высоты, собирали из 4 – 6 пустотелых железобетонных блоков, наружное очертание которых соответствовало контуру опоры в плане

Рис.5
Сборная опора моста через реку Бзыбь

Каждый блок был изготовлен в виде бездонного ящика с гладкими вертикальными стенками, разделенного тремя диафрагмами на четыре секции для обеспечения неизменяемости в плане.

Все блоки изготовлены из гидротехнического бетона марки 300, имеют высоту 110 см, длину 480 см, ширину 160 см. Толщина стенок блока 15 см. Арматурный каркас блока весом 218 кг состоит из арматуры периодического профиля диаметром до 18 мм. Объем каждого контурного блока 2,34 м³, вес 5,85 г.

Блоки устанавливали краном по пневмоходу K-161 или козловым краном и крепили между собой болтами-фиксаторами. При заполнении внутренней полости опускного колодца бетоном в верхней ее части устраивали углубление, величина которого изменялась в зависимости от высоты опоры и доходила до 0,9 м. Устройство углубления в верхней части фундамента — оригинальное конструктивное решение, позволяющее собирать опоры различной высоты из блоков одного типа.

Первые блоки устанавливали на раствор в углубление фундамента на металлические подкладки, которые располагали в четырех местах по контуру блока. После установки первого блока заполняли бетонной смесью оставшееся свободным пространство в нише фундамента.

Последующие блоки укладывали друг на друга насухо, а не, как обычно, на цементный раствор. Для обеспечения возможности устройства плотного сухого стыка контурные блоки опор изготовляли по специально разработанной технологии. Монтаж контурных блоков на плотных сухих стыках позволил примерно на 20% сократить затраты времени и труда по сравнению с затратами при сборке таких блоков на мокрых стыках.

При монтаже блок поднимали за 4 строповочные петли на высоту 1 м. и очищали его торцы с помощью металлических щеток. При установке блока положение его регулировали двумя расчалками. Наводку блока осуществляли с двух приставных лестниц. Точность установки проверяли совпадением отверстий в уголках-фиксаторах и контролировали с помощью отвеса.

В каждом стыке устанавливали по 4 болта диаметром 22 мм; скрепляемые закладные детали фиксаторов выступали во внутреннюю полость блоков. Работу выполняли с дощатых подмостей, размещенных внутри опоры. Эти простейшие подмости устанавливали в проем между диафрагмами блоков и переставляли по мере наращивания опоры.

В опытном порядке при монтаже двух опор плотные горизонтальные стыки блоков устраивали с применением эпоксидного клея, которым покрывали горизонтальную поверхность нижележащего контурного блока.

После установки верхнего контурного блока внутри смонтированной опоры из отдельных стержней вязали арматурный каркас, который кренили к выпускам арматуры фундамента при помощи проволочных скруток.

Арматурный каркас весом 470 кг состоит из 6 сеток из арматуры периодического профиля диаметром 16 мм и распределительной диаметром 10 мм.

Внутреннюю полость опоры заполняли сборными блоками и бетонной смесью марки 200. Бетонные блоки заполнения внутренней полости опоры (12—20 шт. на опору, в зависимости от ее высоты) изготовляли четырех типоразмеров объемом от 0,32 до 1,58 м³. Блоки в полость опоры устанавливали краном К-161.

Ригели промежуточных опор расчленены продольным швом, их собирали из двух блоков весом до 27 тонн каждый. Пространство между блоками заполняли арматурным каркасом, который крепили к выпускам арматуры из опоры и блоков и затем омоноличивали бетонной смесью.

Затраты труда и продолжительность работ на сборку 1-ой опоры

Наименование работ	Измери-тель	Количество на опору	Затраты трудачел.-час	Продолжитель-ность
Установка контурного блока краном К-161 с очисткой блокаи установкой болтов фиксаторов	1 блок	5	25	5
Вязка арматурного каркаса заполнения опоры	1 т арматуры	0,47	18,4	4,6
Заполнение полости опоры бетоном	м3 бетона	12,1	21,2	5,3
Укладка сборных блоков заполнения полости опоры	1м3 блока	12,4	19	4,8
Установка блоков ригеля весом до 27 т при помощи кранов К-161и К-124	1 блок	2	30	5
Омоноличивание блоков ригелей с вязкой каркаса арматуры весом 0,24 т	м3 бетона	2,4	14,5	3,7

Затраты труда на монтаж и омоноличивание надфундаментной части опоры составили 2,2 чел.-часа па 1 м³ бетона. Контурные блоки изготовляли в жесткой металлической опалубке-обойме высотой 6 м, внутреннее очертание которой соответствовало наружному очертанию блоков.

Высота опалубки-обоймы рассчитана на последовательное изготовление блоков, бетонирование которых производится в пять ярусов друг на друга в порядке их монтажа. Поскольку блоки имеют по три диафрагмы, комплект внутренней опалубки блока состоял из четырех инвентарных жестких деревянных коробов, из которых два выполнены в виде прямоугольных призм, а два — в виде полуцилиндров.

Изготовление блоков вели в такой последовательности. На днище в металлическую опалубку-обойму устанавливали готовый арматурный каркас блока, а затем внутрь каркаса — короба внутренней опалубки и бетонировали блок. Спустя несколько часов после укладки бетона внутреннюю опалубку разбирали.

После достижения бетоном необходимой прочности на верхнюю торцевую поверхность блока устанавливали арматурный каркас следующего блока. Фиксаторы изготавливаемого блока соединяли с фиксаторами забетонированного. После установки коробов внутренней опалубки блоки бетонировали.

Чтобы не было сцепления между блоками при изготовлении, торцы их смазывали известковым раствором. Внутреннюю поверхность металлической опалубки смазывали отработанным соляровым маслом.

Принятый порядок изготовления блоков, при котором верхний торец ранее забетонированного блока служит опалубкой нижнего торца следующего блока, обеспечил плотность стыков при монтаже опоры.

Для изготовления 51 блока на полигоне были использованы две вертикально установленные металлические опалубки-обоймы. Для размещения рабочих, материалов и инструмента в верхней части обоймы были устроены площадки балконного типа размером 1,2X3 м.

Все процессы, связанные с изготовлением контурных блоков на полигоне, обслуживались козловым краном грузоподъемностью 10 т. Затраты на изготовление одного контурного блока составили 43 чел.-часа, или 18,4 чел.-часа на 1 м³ бетона.

Строительство опор моста через реку Южный Буг у села Ивановка

На строительстве автодорожного моста через р. Южный Буг у села Ивановка высокие массивно-столбчатые железобетонные опоры под балочные пролетные строения длиной 32,96 м. (рис. 6) собирали при помощи ползучего крана оригинальной конструкции.

Рис.6
Массивно-столбчатые опоры моста через реку Южный Буг у с. Ивановка

Массивно-столбчатая опора комбинированной конструкции высотой около 33 м в пределах горизонта высоких вод выполнена в виде двух железобетонных массивов, связанных в верхней части распоркой.

Верхняя часть опоры принята рамной сквозной конструкции в виде четырех сборных железобетонных столбов. Каждый из столбов по высоте состоит из трех секций сборных центрифугированных железобетонных трубоболочек диаметром 420 см длиной по 585 см. В местах стыковки секций каждая пара труб-оболочек объединена монолитной диафрагмой. Кроме того, в месте стыка второй и третьей секций все четыре столба объединены железобетонной распоркой двутаврового сечения.

По верху каждая пара столбов увенчана канителями, на которые опирается железобетонный ригель рамы, состоящий из двух блоков.

Трубы-оболочки имеют толщину стенок 12 см, которую в процессе посекционной сборки утолщают до 52 см путем заполнения внутренней полости трубы бетоном с использованием пустотообразователя диаметром 16 см. Монтаж верхней части опор вели в такой последовательности. Нижний ярус столбов собирали из секций труб-оболочек диаметром 120 см при помощи крана на гусеничном ходу марки Э-1258 грузоподъемностью 12 т.

Каждую трубу-оболочку крепили к монолитной части опоры путем сварки всех 24 выпусков арматуры диаметром 25 мм с обечайкой толщиной 12 мм, заанкеренной в железобетонные надфундаментные массивы.

Положение труб-оболочек в процессе установки регулировали двумя реечными домкратами и контролировали двумя теодолитами, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Ползучий кран для монтажа опор различной высоты

После установки четырех столбов первого яруса на их верх устанавливали подмости в виде жесткой рамы размером 7X3 м из металлических уголков с настилом из досок. С этого настила заполняли внутреннюю полость труб-оболочек бетоном марки 200. Внутри трубы по всей ее высоте оставляли незаполненную полость диаметром 160 мм, используя для этой цели извлекаемый пустотообразователь из металлической трубы.

Монтаж второго и третьего ярусов столбчатой опоры, а также распорки капителей и ригеля выполняли с помощью ползучего крана оригинальной конструкции (рис. 7).

Рис.7
Монтаж тела опоры с помощью ползучего крана

Ползучий кран изготовлен для монтажа опор различной высоты из оболочек диаметром 1,2 м.

Кран состоит из следующих пяти основных узлов:

1. базы, которая представляет собой рабочую площадку для размещения оборудования и пульта управления;
2. направляющих, шарнирно соединенных с базой крана и крепящихся при помощи хомутов к установленным колоннам-оболочкам опоры моста;
3. подвижной рамы, состоящей из двух жестко связанных между собой мачт. Рама перемещается вверх и вниз, по направляющим. На нижних торцах мачт предусмотрены специальные упоры, при помощи которых кран закрепляют после подъема;
4. двух стрел, шарнирно соединенных с мачтами крана. Задний конец стрелы при помощи вантовых полиспастов соединен с ручными лебедками, установленными на базе крана, что позволяет как бы уравновесить поднимаемый груз;
5. кареток, которыми оборудованы стрелы и которые служат для горизонтального перемещения поднятого груза. К кареткам крепится грузоподъемный полиспаст. Горизонтальное перемещение осуществляется ручными лебедками.

Вылет каждой стрелы ползучего крана 8 м, грузоподъемность б т. Общая грузоподъемность крана 12 т. Скорость подъема и опускания гака 2,5 м/мин.

Кран собирали в горизонтальном положении и затем поворотом вокруг нижнего шарнира в базе крана устанавливали в вертикальное положение. Ползучий кран опирался через специальный опорный пакет на выступ фундамента опоры и удерживался от опрокидывания с помощью хомутов, закрепляемых к колоннам первого яруса. Монтаж элементов опоры ползучим краном выполняли в такой последовательности.

Оболочку стропили и поднимали на высоту второго яруса опоры. В проектном положении колонна-оболочка фиксировалась двумя 5-тонными реечными домкратами, установленными под нижним торцом монтируемой оболочки, которую удерживали на весу краном. С оболочки, установленной в строго отвесном положении, снимали стропы после прихватки не менее 10 выпусков арматуры, после чего сваривали все 24 выпуска арматуры диаметром 25 мм каждой оболочки. В каждом стыке при­варивали по две накладки диаметром 18 мм длиной 250 мм.

Стык колонн армировали дополнительной вертикальной и горизонтальной арматурой. Вертикальная арматура представляет собой заранее изготовленный арматурный каркас, который устанавливается во внутреннюю полость колонны краном. Горизонтальную арматуру устанавливали по месту из отдельных стержней. Эта арматура объединяет в одну конструкцию две рядом стоящие колонны. В стыке устанавливали металлическую щитовую опалубку, поддон между оболочками делали деревянным. Стык бетонировали при заполнении внутренней полости бетонной смесью.

На голову колонн второго яруса устанавливали связь в виде железобетонного блока двутаврового сечения длиной 420 см, шириной 130 см. Связь поднимали одновременно двумя гаками крана с помощью траверсы. Перед подъемом связи кран поднимали по опоре на два шага, т. е. па 5,4 м.

Конструкция крана такова, что он может сам себя поднимать и опускать на необходимую высоту. При необходимости подъема крапа на высоту, большую, чем длина направляющих, по которым скользит рабочая часть крана, их наращивают специальными секциями длиной 275 см. Наращивание направляющих производится этим же краном.

После установки подмостей монтировали конструкцию третьего яруса опоры. В колоннах-оболочках устраивали отверстие, имеющее размеры, соответствующие поперечному сечению связи.

Узел связи с колоннами армировали горизонтальной и вертикальной арматурой. После установки сборной металлической опалубки узел бетонировали при заполнении полости третьего яруса.

На голову колонн третьего яруса устанавливали капители. Каждую капитель устанавливали на две оболочки. Стык капителей с оболочками армировали заранее заготовленным арматурным каркасом. Последний устанавливался на бетон заполнения оболочки и выходил за пределы капители вверх па 115 см. С помощью этой части каркаса ригель опоры анкерили к капителям.

Для монтажа блоков ригеля ползучий кран поднимали еще на один шаг, т. е. на 2,7 м. Каждый блок весом 12 т устанавливали одновременно двумя стрелами ползучего крана. Первый блок закрепляли в проектном положении временными деревянными подмостями, которые устанавливали на канители, второй блок крепили к первому. Блоки ригеля омополичивали приваркой металлических пластин по плите блока и по его диафрагмам, а затем бетонированием стыков.

Затраты труда и времени на сооружение сборной части опоры

Наименование работ	Измери-тель	Кол-во на опору	Затраты труда чел.-час		Затраты времени на опору, ч
			на измеритель	на опору
Подача секций труб — оболочек к опоре автопогрузчиком	Секция	12	0,75	9	3
Установка 1-го яруса колонн-оболочек краном Э-1258	Секция	4	6,08	24,3	6,1
Сварка выпусков арматуры колонн 1-го яруса к металлической обечайкеи монолитной части опоры	Секция	4	8,03	32,1	32,1
Заполнение колонн-оболочек 1-го яруса бетонной смесью с устройством подмостей	м3	18	3,22	58	11,7
Монтаж ползучего крана	Кран	1	294	294	42
Подъем ползучего крана для монтажа колонн 2-го яруса	м	5,5	7,35	40,5	8,1
Установка 2-го яруса колонн — оболочек	Секция	4	25,2	101	16,8
Устройство стыка 1 и 2-го ярусов колонн — оболочек	Стык	2	73,5	147	74,6
Заполнение колонн 2-го яруса бетонной смесью с устройством подмостей	м3	18	11,1	201	40
Подъем ползучего крана для монтажа колонн 3-го  яруса	м	5,5	7,35	40,5	8,1
Установка железобетонной распорки	Распор	1	17	17	3,4
Установка колонн 3-го яруса	Секция	4	27,6	110	18,4
Устройство стыка 2 и 3-го яруса колонн оболочек	Стык	2	108	216	154
Монтаж капители с устройством подмостей	Капитель	2	16,9	33,8	5,7
Заполнение колонн 3-го яруса бетонной смесью	м3	20	11	220	44
Наращивание направляющих ползучего крана и его подъем на 2,75 м для монтажа ригеля	м	2,75	17,6	48,5	9,7
Армирование стыков колонн с капителями	Стык	2	9,6	19,2	4,8
Монтаж и омонолпчивание ригеля	Ригель	1	45,4	45,4	16,3
Демонтаж ползучего крана	Кран	1	110	110	18,4
Затраты на опору	м3 бетона	97	18,2	1767	479

 

При сооружении сборных железобетонных эстакадных частей мостов обычно применяют два комплекта механизмов: один для сооружения опор и второй для монтажа пролетных строений.

В условиях крутого профиля трассы эстакадной части мостового перехода и большой высоты моста сборка опор из блоков весом по 15—25 г стреловым краном на гусеничном или пневмоколесном ходу становится невозможной.

В этих случаях дизельные стреловые краны используют лишь для монтажа нижних частей опор, а для монтажа опор на всю высоту применяют различные нетиповые краны, например, в виде монтажных мачт, устройство которых требует больших затрат труда.

Строительство опор моста через реку Смотрич в Каменец-Подольске

Одним из путей сокращения трудоемкости работ и уменьшения числа кранов при сооружении высоких эстакад является метод монтажа опор и пролетных строений одним краном, передвигающимся поверху. Этот метод был успешно применен при сооружении эстакадной части моста.

Эстакадная часть моста имеет опоры высотой до 27 м при очень крутом профиле местности. Пролеты перекрываются железобетонными предварительно напряженными пролетными строениями длиной 22,16 м из 10 балок по ширине.

Опоры высокой части эстакады состоят из двух колонн-оболочек диаметром 1,6 м, опирающихся на фундамент через сборные железобетонные стаканы весом по 18 т. Оболочки по высоте собирали из двух монтажных элементов весом по 19 т, укрупненных из секций длиной по 6 м. На оголовки колонн опирается сборный ригель, имеющий два монтажных элемента весом по 18 т.

На прирельсовой площадке секции колонн соединяли мокрыми стыками, а укрупненные элементы при монтаже — фланцевыми.

Опоры с элементами весом до 20 т и пролетные строения из балок весом по 26 т монтировали стреловым краном ДК-45, последовательно передвигаемым по верху из пролета в пролет после соединения балок по диафрагмам сваркой.

Установка блока ригеля опоры краном ДК-45

Замоноличивание стыков плит вели вслед за монтажным краном. Кран в рабочем положении закрепляли за ригель опоры натяжением пучков из высокопрочной проволоки. Ригель опоры при этом был загружен ранее установленными пролетными строениями.

 

Мостов.

В рамных мостах пролетные строения (ригели) жестко соединены с опорами (стойками). Над стойкой в ригеле возникает отрицательный изгибающий момент, что благоприятно для работы ригеля в середине его пролета. Ригель рамного моста в связи с этим может иметь меньшую высоту, чем у балки неразрезного пролетного строения с тем же пролетом.

Стойки рамных мостов работают более интенсивно, чем опоры в неразрезных балочных мостах. Они воспринимают не только вертикальные усилия, но и значительные изгибающие моменты. В связи с этим требуется их соответствующее армирование.

Рамные мосты возводят монолитными и сборными в области малых (15-30 м) и больших (до 300м) пролетов из ненапряженного и напряженного железобетона. Рамные мосты малых пролетов возводят, в основном, монолитными из ненапрягаемого железобетона.

В мостах на автомобильных дорогах нашли применение следующие виды рамных мостов малых пролетов:

-однопролетные бесшарнирные с жесткими ребристыми стойками- устоями (рис.21.1). Закрепление опор у фундамента обеспечивается массой грунта, заполняющего пазухи устоя.

— однопролетные консольно-рамные бесшарнирные с гибкими стойками ( рис.21.3). Консоли в этой конструкции разгружают центральный пролет и упрощают сопряжение моста с насыпью.

— многопролетные с жестким или шарнирным креплением стоек к фундаментам . Для предотвращения значительных горизонтальных усилий от температурных деформаций в многопролетных рамных мостах через 50-70 м устраивают деформационные швы с применением подвесных пролетных строений между рамами длиной li =(0.3-0.5) пролета 1 (рис.21.4)

Рис21.4.

или устройством сближенных опор между соседними пролетными строениями

(рис.21.5).

Рис21.5.

Опоры монолитных рамных мостов имеют стойки обычно под каждым ригелем (рис.21.6,а) . В монолитных рамных эстакадах опоры устраивают с двумя (рис.21.6,6) или одной(рис.21.6,в) стойками, чтобы не загромождать под ними пространство .

Рис21..6

Рамные мосты средних (60-80м) и больших пролетов (до 300м) (рис.21.7) могут быть монолитными или сборными, возводят их навесным бетонированием или навесной сборкой. Обычно основой таких мостов служат Г-образные рамы с жесткой заделкой опоры в основание. Они позволяют создать рамно-неразрезные системы при жестком соединении консолей (рис 21.7.а), или рамно-консольные системы при шарнирном

соединении консолей, а также рамно-балочную систему при использовании подвесных пролетов (рис.21.7 б )

Особенности конструкций рамных мостов малых пролетов.

Пролетные строения рамных мостов малых пролетов по своей конструкции аналогичны монолитным неразрезным балочным пролетным строениям. Особенности конструкции определяются сопряжением ригелей ( пролетных строений) со стойками (опорами).

Выше было отмечено, что стойки рамных мостов обычно устанавливают на опорах под каждой балкой (ригелем). В рамных эстакадах опоры устраивают с двумя или с одной стойками, чтобы не загромождать под -эстакадное пространство Стойки в этом случае воспринимают нагрузку от балок через мощные поперечные балки.

Сопряжение ригелей со стойками (рис.21.8.) должно быть жестким, чтобы обеспечивать восприятие и передачу изгибающих моментов. Для этого арматуру стоек заводят в ригель на 0.66 его высоты, а арматуру ригеля соединяют с арматурой стойки.

Рис.21.8 Рис.21.9

При сопряжении ригеля с крайними стойками (рис.21.9) арматуру ригеля заводят в стойку по её внешней поверхности, а арматуру стойки объединяют с арматурой ригеля. Армирование ригеля по длине его пролета производится с учетом объемлющих эпюр изгибающего момента и поперечной силы: в середине пролета ригеля рабочая арматура расположена в нижней зоне для восприятия положительных моментов, а у опор — вверху для восприятия отрицательных моментов. Вблизи опор устраиваются отгибы стержней арматуры и устанавливают более часто хомуты для восприятия значительных поперечных сил на этих участках. Ниже на рис.21.10 приведен пример армирования ригеля консольно-рамного моста

Рис.21.10. Армирование ригеля рамного монолитного моста со свободными консолями

№51 Особенности конструкций рамных мостов средних и больших пролетов.

Рассмотрим возможные типы поперечных сечений ригелей и стоек рамных мостов средних и больших пролетов и их армирование в зависимости от способа строительства моста. Следует отметить, что в рамных мостах как

и в балочных тип сечения пролетного строения зависит от величины пролета: при малых пролетах применяются сначала плитные сечения, затем по мере увеличения пролета много- ребристые сечения, а при больших пролетах сечения с двумя ребрами или коробчатые.

Рис.21.12.Поперечные сечения ригелей рамных мостов средних и больших пролетов.

Конструкции рамных мостов средних и больших пролетов могут быть сборными и монолитными. Ригели рамно-консольных и рамно-балочных мостов средних пролетов могут быть собраны из отдельных двутавровых балок, соединенных между собой в поперечном направлении диафрагмами (рис.21.12,а,б), и с монолитной проезжей частью. В области средних пролетов их следует выполнять с шштно-ребристым монолитным поперечным сечением (рис.21.12,в). Ригели рамных мостов больших пролетов выполняют с коробчатым сечением (рис.21.12,г,д)

Сборные ригели рамно-консольных и рамно-цодвесных мостов средних пролетов изготавливают с натяжением на упоры и армируют прямолинейной арматурой, располагаемой в соответствии с характером напряженного их состояния в стадии эксплуатации(рис.21.13, а, б).

При значительных пролетах, если ригели изготавливают на заводе или площадке, то для обеспечения транспортировки ригеля к месту монтажа предусматривают монтажную арматуру 2(рис.21.13,б), а рабочую арматуру 1 натягивают на бетон, отгибают вниз для восприятия поперечных сил.

Если ригель рамного моста возводят методом навесного бетонирования или навесной сборки, то его армируют по верхнему поясу по участкам сборки или бетонирования. Арматура при этом устанавливается и напрягается в процессе уравновешенного монтажа или бетонирования. Следует всегда отдавать предпочтение навесному бетонированию, которое обеспечивает большую надежность работы ригеля, благодаря имеющейся возможности объединять блоки бетонирования не только напрягаемой, но и конструктивной арматурой.

В рамно-консольных и рамно-балочных мостах вся арматура консолей проходит по верхнему поясу, так как по всей длине консоли возникает только отрицательный изгибающий момент. В рамно-неразрезных мостах в середине пролета ригеля требуется постановка напрягаемой арматуры для восприятия изгибающего момента, возникающего от второй части собственного веса и временной нагрузки.

Узлы объединения ригелей и стоек в сборных рамных мостах больших пролетов.

В рамных мостах больших пролетов мостах приопорные участки бетонирования с большей высотой принимают меньшей длины из условия, чтобы масса участков была примерно одинаковой.

Опоры рамных мостов средних и больших пролетов должны иметь большую массу. При загружении Т- образных рам несимметричной временной нагрузкой в теле их стоек возникают значительные сжимающие силы и изгибающие моменты. Прочности и трещиностойкость стоек обеспечивается постановкой ненапрягаемой и напрягаемой арматуры. В опорах из монолитного бетона устанавливают вертикальную арматуру вдоль граней опоры, заходящую в ригель. Внизу арматуру закрепляют в фундаменте опоры или несколько выше. Нормальная сила в сечениях опоры увеличивается сверху вниз от действия собственного веса опоры, при этом растягивающие напряжения от изгибающего момента погашаются действием этой сжимающей силы, а в нижней части опоры она может оказаться ненужной.

Сечение опор рамных мостов больших пролетов чаще принимают коробчатого типа .

На рис. 21.14 приведен узел сопряжения такой опоры с ригелем с помощью напрягаемой арматуры, размещаемой в полости опоры и омоноличиваемой бетоном после ее натяжения. Полости коробчатых опор заполняют обычно бетоном низкой прочности, а выше уровня воды — песком или гравием для увеличения собственного веса опоры.

Рис.21.14. Соединение ригеля со стойкой .

Узел опирания подвесной балки рамно-балочного моста на ригель

Рис.21.15. Опорная часть из стальных тяг.1- консольное пролетное строение; 2- подвесное пролетное строение; 3-анкерные пластинки; 4 -шарнир;5 — тяга; 6- планка;7- сварка.

В качестве примера современного рамного моста ниже приведен на рис. 21.16 приведен пяти- пролетный рамный железобетонный виадук у г. Танюс со схемой 50+70+130+190+130 при максимальной длине перекрываемого пролета (190 м), возведенный во Франции методом навесной сборки. Продольный разрез моста приведен на рис. 21.16,а, поперечные сечения ригелей в середине пролета и на опоре приведены на рис.21.16,6.в Высота надопорных блоков, выполненных из монолитного бетона, равна 12 м.

Наибольшая высота опор превышает 100 м. Габарит четырех полосной проез­жей части моста составляет 19м..

Рис.21.16. Пример конструкции современного рамного моста

№52 Виды арочных железобетонных мостов

Арочные железобетонные мосты различаются по статическим схемам, расположению уровня проезда, по конструкции арочной части и способам возведения.

По статической схеме они могут быть бесшарнирными, двух и трехшарнирными рис.2).

Рис.2.Виды арочных мостов по статической схеме: а- бесшарнирные, б-двухшарнирные; в- трехшарнирные; 1- шарнир

В бесшарнирных мостах (рис. 2 а) арки или своды жестко соединены с опорами и оказываются трижды статически неопределимыми. Вследствие этого в них возникают дополнительные усилия от неравномерных осадок опор, температурных колебаний, от усадки и ползучести бетона. В больших пролетах в связи с увеличением относительной гибкости влияние этих факторов снижается. Бесшарнирные арки наиболее просты в конструктивном отношении, обладают большей жесткостью по сравнению с шарнирными мостами. Кроме того, их конструкция позволяет затоплять пяты высокой водой, что позволяет понизить арку и уменьшить объем работ по устройству подходов.

Двухшарнирные мосты (рис. 2, б) однажды статически неопределимы. Они в меньшей мере подвержены возникновению дополнительных усилий, чем бесшарнирные, но их конструкция усложняется наличием двух шарниров.

Трехшарнирные арочные мосты (рис. 2, в) статически определимы, в них не возникают дополнительные усилия от осадок опор, колебаний температуры, ползучести и усадки бетона, поэтому их можно применять в условиях, когда существует опасность просадок опор. Наличие трех шарниров дает возможность возведения мостов из сборных элементов, но усложняет конструкцию и снижает ее жесткость.

По уровню расположения проезда арочные мосты могут быть с ездой поверху, посередине и понизу(рис.З).

Рис.3. Виды арочных мостов по уровню проезжей части:

1- надарочные стойки; 2- арка; 3 — проезжая часть; 4- подвески; 5- жесткая

арка; — 6 затяжка.

Арочные мосты с ездой поверху (рис. 3, а) выгодно возводить через горные

реки и ущелья. Проезжая часть в них поддерживается стойками (или

стенками), опирающимися на арки (своды). Над равнинными реками строят

мосты с ездой понизу (рис. 3, в). В них проезжая часть подвешивается к аркам подвесками, что способствует уменьшению строительной высоты

моста. В мостах с ездой посередине (рис. 3, б) в средней части пролета проезжая

часть находится ниже оси арки, она поддерживается подвесками, у опор

находится выше оси арки и поддерживается стойками.

По способам возведения арочные мосты могут быть монолитными,

сборными и сборно-монолитными.

По конструкции основных несущих элементов различают арочные мосты

-со сплошными сводами ( при пролетах 60-80 м при езде поверху),

— с раздельными арками (при пролетах до 400м при езде поверху, посередине

и понизу), — с арочными дисками (при пролетах 60-120м при езде поверху).

Армашевский мост в Санкт-Петербурге — СПб ГБУ Мостотрест

Характеристики моста

Армашевский мост перекинут через реку Охту по оси улицы Потапова. Он расположен в 70 метрах ниже по течению от места, где в реку Охту впадает река Лубья (в черте города — река Луппа).

Мост представляет собой однопролетное сооружение рамно-консольной системы с шарниром в середине пролета. Длина переправы – 45,1 метров, ширина – 43,3 метра.

Пролетное строение состоит из унифицированных блоков с экономичным поперечным сечением. Ригель сооружен из сборного железобетона, а ноги рам – из монолитного железобетона. Балки ригеля жестко соединены с устоями моста стойками рам, соединенных с железобетонными плитами свайных ростверков.

Устои моста массивные, из монолитного железобетона, на свайном основании, облицованы гранитом. Покрытие на проезжей части – мелкозернистый асфальтобетон, на тротуаре – песчаный асфальт.

Перила металлические сварные простого рисунка. Тротуар отделен от проезжей части гранитным ограждением парапетного типа высотой 60 сантиметров. В зоне моста сооружена низкая железобетонная подпорная стенка с зеленым откосом.

История моста

До 1970 годов на месте Армашевского моста существовал небольшой мостик, носивший название Охтинский №2.

Решение о постройке нового Армашевского моста было принято 9 августа 1982 года. Однако новая переправа была сооружена только в 1991 году, проект разработал инженер «Ленгипроинжпроекта» Р.Р. Шипов.

При проектировании и строительстве моста была учтена степень «агрессивности» воды в реке Охте. Так, для железобетонных свай, а также для ростверка и стоек рам применен бетон усиленной водонепроницаемости.

Движение по Армашевскому мосту было открыто в 1999 году. Переправа наименована по историческому названию улицы Потапова — Армашевской.

Дополнительная информация

Армашевский мост является частью трассы улицы Потапова, которая соединяет шоссе Революции и Ириновский проспект.

Александр Семенович Потапов (1914-1943) – летчик, участник советско-финляндской войны, Герой Советского Союза, в Великую Отечественную войну защищал небо над Ленинградом.

Историческое название улицы — Армашевская — происходит от Армашевской слободы, которая в начале XX века принадлежала землевладелице Армашевой.

СПОСОБ ПОПЕРЕЧНОЙ ПЕРЕДВИЖКИ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ МОСТА НА УШИРЕННЫЙ РИГЕЛЬ

Изобретение относится к мостостроению, а именно к способам и устройствам для последовательного перемещения моста или его секций, и может быть использовано при реконструкции мостов.

Известно изобретение №1793031, МПК Е04 G 23/00 «Способ реконструкции сооружения». Данное изобретение относится к строительству, а именно к способам реконструкции зданий и сооружений. Суть изобретения: установка дополнительных поперечных ригелей и продольных балок с катучими устройствами. С использованием для их прикрепления стенок смежных блоков старого покрытия сборка секций нового покрытия, установка этих секций на балки с катучими устройствами, соединение их в блоки с последующей их подвижкой в проектное положение, объединение блоков системой связей между собой, укладка профнастила, обрезка стенок блока старого покрытия с одновременным усилением мест крепления поперечных ригелей, демонтаж старого покрытия, усиление оставшихся несущих конструкций.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является изобретение №815111, МПК Е01D 21/00 «Способ поперечной передвижки тяжелых грузов». Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано преимущественно для поперечной передвижки пролетных строений моста при установке их на опорные части. Способ поперечной передвижки тяжелых грузов включает установку батареи гидравлических домкратов на опору моста под домкратную балку и циклический подъем и перемещение пролетного строения, перед началом очередного цикла между верхними опорными гранями домкратов и домкратной балкой, нижними опорными гранями домкратов и опорой моста размещают кососимметрично с эксцентриситетом относительно вертикальной оси каждого из домкратов опорные листы.

Недостатком данного способа является значительная трудоемкость операций и недостаточная устойчивость моста, связанная с установкой опорных листов, а также неудобства, связанные с остановкой эксплуатации моста.

Технической задачей данного изобретения является реконструкция пролетного строения с минимальной трудоемкостью операций в максимально короткие сроки и обеспечение возможности эксплуатации мостового сооружения во время реконструкции.

Технический результат достигается за счет того, что способ поперечной передвижки пролетного строения моста на уширенный ригель заключается в том, что: предварительно уширяют ригель с двух сторон опор. После этого усиливают нижний пояс существующего пролетного строения, приподнимают его и под нижний пояс устанавливают катки. Затем устанавливают домкраты и домкратами передвигают существующее пролетное строение в направлении поперек опор моста. После чего снимают катки и организовывают движение транспорта на передвинутом существующем пролетном строении. Затем на освобожденной части опор с уширенным ригелем, рядом с передвинутым существующим пролетным строением устанавливают блок главной балки первой части нового пролетного строения, затем устанавливают следующий блок и объединяют блоки первой части нового пролетного строения. После чего устанавливают консольную ортотропную плиту и обустраивают первую часть нового пролетного строения дорожной одеждой. Затем переключают движение транспорта на первую часть нового пролетного строения. После этого демонтируют существующее пролетное строение. Демонтаж существующего пролетного строения проходит в несколько этапов: сначала демонтируют консоли, после чего разрезают и демонтируют железобетонные плиты, затем демонтируют по отдельности каждую балку. На месте демонтированного существующего пролетного строения устанавливают блок главной балки второй части нового пролетного строения, затем устанавливают следующий блок и объединяют блоки второй части нового пролетного строения, после чего устанавливают консольную ортотропную плиту. Объединяют первую часть нового пролетного строения со второй частью нового пролетного строения железобетонной плитой и обустраивают дорожной одеждой и ограждениями.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, где:

На фиг. 1 изображено существующее пролетное строение моста (поперечное сечение).

На фиг. 2 изображено существующее пролетное строение моста на уширенном ригеле (поперечное сечение).

На фиг. 3 изображено существующее пролетное строение моста на уширенном ригеле с установленными под нижний пояс катками и домкратом (поперечное сечение).

На фиг. 4 изображено передвинутое существующее пролетное строение моста на уширенном ригеле (поперечное сечение).

На фиг. 5 изображено передвинутое существующее пролетное строение моста на уширенном ригеле с установленным блоком главной балки нового пролетного строения (поперечное сечение).

На фиг. 6 изображено передвинутое существующее пролетное строение моста на уширенном ригеле с установленными и объединенными блоками главной балки нового пролетного строения и установленной на них ортотропной плитой (поперечное сечение).

На фиг. 7 изображено передвинутое существующее пролетное строение моста на уширенном ригеле с установленными и объединенными блоками главной балки нового пролетного строения, установленной на них ортотропной плитой, дорожной одеждой и ограждением, и организованным движением по готовой части нового пролетного строения (поперечное сечение).

На фиг. 8 изображено новое пролетное строение моста (поперечное сечение).

Предлагаемый способ поперечной передвижки пролетного строения моста 1 на уширенный ригель 2 заключается в том, что:

Предварительно уширяют ригель 2 с двух сторон опор 3. После этого усиливают нижний пояс 4 существующего пролетного строения 1, приподнимают его и под нижний пояс 4 устанавливают катки 5 (см. фиг. 1, 2, 3).

Затем устанавливают домкраты 6 и домкратами 6 передвигают существующее пролетное строение 1 в направлении поперек опор 3 моста. После чего снимают катки 5, устанавливают ограждения 7 и организовывают движение транспорта 8 на передвинутом существующем пролетном строении 1 (см. фиг. 3, 4).

Затем на освобожденной части 9 опор 3 с уширенным ригелем 2, рядом с передвинутым существующим пролетным строением 1 устанавливают блок 10 главной балки первой части 11 нового пролетного строения 12, затем устанавливают следующий блок 10 и объединяют блоки 10 первой части 11 нового пролетного строения 12. После чего устанавливают консольную ортотропную плиту 13 и обустраивают первую часть 11 нового пролетного строения 12 дорожной одеждой 14. Затем переключают движение транспорта 8 на первую часть 11 нового пролетного строения 12 (см. фиг. 5, 6, 7).

После этого демонтируют существующее пролетное строение 1. Демонтаж существующего пролетного строения 1 проходит в несколько этапов: сначала демонтируют консоли 15, после чего разрезают и демонтируют железобетонные плиты 16, затем демонтируют по отдельности каждую балку 17 (см. фиг. 7, 8).

На месте демонтированного существующего пролетного строения 1 устанавливают блок 10 главной балки второй части 18 нового пролетного строения 12, затем устанавливают следующий блок 10 и объединяют блоки 10 второй части 18 нового пролетного строения 12, после чего устанавливают консольную ортотропную плиту 13. Объединяют первую часть 11 нового пролетного строения 12 со второй частью 18 нового пролетного строения 12 железобетонной плитой 19 и обустраивают дорожной одеждой 14 и ограждениями 7 (см. фиг. 8).

Суть заявляемого изобретения состоит в том, что:

1. Сначала уширяют ригель 2.

2. Усиливают нижний пояс 4 существующего пролетного строения 1 (зону домкратной балки).

3. Приподнимают существующее пролетное строение 1 и под его нижний пояс 4 устанавливают катки 5.

4. Устанавливают домкраты 6 и передвигают существующее пролетное строение 1.

5. Устанавливают ограждения 7 и организовывают движения транспорта 8.

6. На освобожденной части 9 опор 3 с уширенным ригелем 2 устанавливают поочередно блоки 10 главной балки первой части 11 нового пролетного строения 12 и объединяют блоки 10 и устанавливают на них ортотропную плиту 13 и обустраивают дорожную одежду 14.

7. Переключают движение транспорта 8 на первую часть 11 нового пролетного строения 12.

8. Демонтируют существующее пролетное строение 1: демонтируют консоли 15, разрезают и демонтируют железобетонные плиты 16, демонтируют балки 17.

9. На месте демонтированного существующего пролетного строения 1 устанавливают поочередно блоки 10 главной балки второй части 18 нового пролетного строения 12 и объединяют блоки 10 и устанавливают на них ортотропную плиту 13 и обустраивают дорожную одежду 14.

10. Объединяют первую 11 и вторую часть 18 нового пролетного строения 12, обустраивают дорожной одеждой 14.

В данном способе реконструкции моста предлагаем отказаться от обстройки опор и демонтажа ригелей, а использовать более эффективную технологию уширения ригелей опор (Изобретение РФ №2205914): и произвести удлинение ригелей за счет увеличения консолей ригелей, где для формирования дополнительных консольных элементов осуществляют бурение в головной части каждой существующей опоры относительно ее продольной оси, по крайней мере, одного сквозного канала и глухих отверстий в головной части и теле существующих опор, затем закрепляют в сквозных каналах соосно с ними с одной или с обеих сторон каждой опоры полые каналообразователи, выступающая часть которых выполнена длиной, соответствующей длине формируемых дополнительных консольных элементов, после чего осуществляют заделку во все глухие отверстия концов стержней арматуры, стержни арматуры затем связывают между собой дополнительными стержнями арматуры в единый каркас дополнительных консольных элементов, после чего к полому каналообразователю монтируют анкерное устройство и производят формирование дополнительных консольных элементов путем обетонирования в опалубке созданного каркаса с полыми каналообразователями устройствами и после соответствующей выдержки бетона в каналообразователи через анкерные устройства заводят высокопрочную арматуру, затем осуществляют ее натяжение с последующим инъектированием сквозного канала твердеющим материалом.

Использование такой технологии уширения ригеля значительно сокращает сроки, трудозатраты.

Алмазная резка, которую предлагаем использовать в данном способе, быстрый, удобный и безопасный способ. Благодаря этому способу производится точная резка (бурение) даже в труднодоступных местах и под углом, без наружных и внутренних повреждений с минимальными затратами времени, при отсутствии колебаний, шума и пыли. Природная порода либо бетон при традиционных способах резки разрушается хрупко вследствие роста трещин. Любое ударное воздействие на породу или бетон вызывает появление растягивающихся напряжений, что генерирует и фиксирует дефекты, и в конечном итоге может привести к зарождению трещин и дальнейшему разрушению породы или бетона.

Предлагаемый рациональный технологический способ с использованием резки (бурения) алмазными дисками (сверлами и т.д.), резки алмазным канатом обеспечивает сохранение прочности массива, повышение производительности при минимальной энергоемкости и безопасность производимых работ.

Устанавливать батарею домкратов для поперечной передвижки пролетного строения можно как со стороны, в которую будет производиться передвижка, так и с другой стороны.

Это позволяет выбирать более удобное место для установки домкратов и не делать дополнительных пристроек или приспособлений.

Демонтаж существующего пролетного строения также производить с использованием алмазной резки, что значительно повысит производительность и безопасность производимых работ при минимальной энергоемкости.

Все вышеизложенное свидетельствует о решении поставленной задачи, а именно: реконструкция пролетного строения с минимальной трудоемкостью операций в максимально короткие сроки и обеспечение возможности эксплуатации мостового сооружения во время реконструкции.

Промышленная применимость заключается в том, что для осуществления заявляемого способа используют известное оборудование, применяемое в различных областях и не требующее дополнительного изготовления и доработки.

Перечень позиций:

1. Существующее пролетное строение

2. Уширенный ригель

3. Опора

4. Нижний пояс существующего пролетного строения

5. Катки

6. Домкраты

7. Ограждения

8. Транспорт

9. Освобожденная часть опор

10. Блок

11. Первая часть нового пролетного строения

12. Новое пролетное строение

13. Ортотропная плита

14. Дорожная одежда

15. Консоль

16. Железобетонные плиты

17. Балки

18. Вторая часть нового пролетного строения

19. Железобетонная плита нового пролетного строения

| Сельцовский вестник 32

В Сельцо завершается обустройство спортивной площадки

В рамках региональной программы «Инициативное бюджетирование» производится обустройство спортивной площадки возле школы №3 г.Сельцо. Учитывая, что объект расположен вдали от центра, то жители частного сектора с нетерпением ждут его функционирования, т.к установленное оборудование поможет укрепить здоровье всем желающим. →

01 ноября 2021

В детском саду при школе №4 города Сельцо состоялся незабываемый праздник осени

Праздник в детском саду – это всегда удивительное чудо, звонкий смех воспитанников, море улыбок и задора. Хоть и говорят, что осень унылая пора, но дети, как никто другой, радуются золотистым листьям под ногами, дождику, потому что можно гулять под зонтом и в резиновых сапожках. Вот поэтому праздник осени в детском саду является одним из самых любимых у нашей детворы. Для ребят это запоминающийся, радостный и яркий праздник, который помогает им закрепить представления и об осени, как времени года. →

30 июля 2020

На стадионе «Динамо» в Брянске состоится матч-открытие

После длительного перерыва футбольная команда «Динамо-Брянск» снова выступит в Футбольной национальной лиге. 1 августа в Брянске на стадионе «Динамо» состоится матч, который откроет сезон ФНЛ 2020-2021. На поле сразятся команды ФК «Динамо-Брянск» и ФК «Оренбург». →

30 июля 2020

«Смена» подписала соглашение о сотрудничестве с Госкорпорацией «РОСКОСМОС»

Во Всероссийском детском центре «Смена» с 20 по 27 июля проходила  онлайн-программа, которая реализовывалась совместно с Союзом «Молодые профессионалы (Ворлдскиллс Россия)» и государственной корпорацией «Роскосмос». В рамках смены совместно с экспертным сообществом движения «Юниоры Ворлдскиллс Россия» создана уникальная программа для детей, которая завершилась дистанционным демонстрационным экзаменом по изучаемым компетенциям. Участники проходили обучение по 11 компетенциям, актуальным для государственной корпорации «Роскосмос» и представленных на корпоративном чемпионате компании под руководством опытных наставников Союза «Молодые профессионалы (Ворлдскиллс Россия)». →

22 января 2020

«Не потерять от прошлого ключи»

Так называется  акция, которую редакция газеты «Сельцовский вестник» проводит в рамках социального проекта «СМИ и культурно — историческое наследие Брянщины». →

способ реконструкции балочного моста (варианты) — патент РФ 2271417

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при реконструкции балочного моста. По первому варианту, способ реконструкции балочного моста состоит в возведении дополнительных опорных элементов в непосредственной близости от существующего устоя, демонтаже балочного пролетного строения во время перерыва движения и монтаже нового пролетного строения с опиранием на дополнительные опорные элементы. Дополнительные опорные элементы выполняют в виде стоечных опор, сооружаемых со стороны пролета и за габаритами существующего моста, после чего на стоечной опоре возводят сборный или монолитный ригель, устанавливают на ригеле шкафные блоки, открылки которых примыкают к устоям, а затем осуществляют монтаж новых укороченных пролетных строений с опиранием на ригели стоечных опор. По второму варианту, способ реконструкции балочного моста предусматривает удаление предварительно в насыпи за существующими устоями грунта насыпи и за пределами габаритов по ширине существующего моста сооружение стоечных опор с монолитным или сборным ригелем, после чего осуществляют удаление пролетных строений, разборку существующих устоев и установку шкафных блоков на ригели стоечных опор, а затем производят монтаж новых, удлиненных пролетных строений с опиранием на ригели стоечных опор. По третьему варианту, способ реконструкции балочного моста, согласно которому дополнительные опорные элементы выполняют в виде стоечных опор, сооружаемых со стороны пролета и за габаритами существующего моста, после чего осуществляют монтаж на стоечной опоре сборного или монолитного ригеля, а затем осуществляют монтаж новых пролетных строений той же длины, что и демонтированные, с опиранием на стоечные опоры, причем образующиеся консольные участки пролетных строений примыкают своими торцами к шкафным стенкам существующих устоев. Технический результат изобретения состоит в повышении технологичности и темпов реконструкции моста. 3 н. и 3 з.п.ф-лы, 8 ил.

(56) (продолжение):

БУРНАНД И. Опыт фирмы VSL в области ремонта и реконструкции мостов. — М.: Вестник мостостроения, 1997, № 3, с.43-47.

Формула изобретения

1. Способ реконструкции балочного моста, включающий возведение дополнительных опорных элементов в непосредственной близости от существующего устоя, демонтаж балочного пролетного строения во время перерыва движения и монтаж нового пролетного строения с опиранием на дополнительные опорные элементы, отличающийся тем, что дополнительные опорные элементы выполняют в виде стоечных опор, сооружаемых со стороны пролета и за габаритами существующего моста, после чего на стоечной опоре возводят сборный или монолитный ригель, устанавливают на ригеле шкафные блоки, открылки которых примыкают к устоям, а затем осуществляют монтаж новых укороченных пролетных строений с опиранием на ригели стоечных опор.

2. Способ реконструкции балочного моста по п.1, отличающийся тем, что после монтажа шкафных блоков уплотняют зазоры между примыкающими открылками шкафных блоков и стенками устоев.

3. Способ реконструкции балочного моста по п.1, отличающийся тем, что после монтажа шкафных блоков ригели стоечных опор объединяют с устоями моста.

4. Способ реконструкции балочного моста, включающий возведение за пределами моста дополнительных опорных элементов за существующими устоями, демонтаж балочного пролетного строения во время перерыва движения и монтаж нового пролетного строения с опиранием на дополнительные опорные элементы, отличающийся тем, что предварительно в насыпи за существующими устоями удаляют грунт насыпи и за пределами габаритов по ширине существующего моста сооружают стоечные опоры с монолитным или сборным ригелем, после чего удаляют пролетные строения, разбирают существующие устои и устанавливают шкафные блоки на ригели стоечных опор, а затем производят монтаж новых, удлиненных пролетных строений с опиранием на ригели стоечных опор.

5. Способ реконструкции балочного моста по п.4, отличающийся тем, что после удаления грунта насыпи за устоями устанавливают разгружающие пакеты и под их прикрытием без перерыва движения монтируют на стоечных опорах сборные или монолитные ригели, причем разгрузочные пакеты удаляют после удаления части насыпи над стоечными опорами.

6. Способ реконструкции балочного моста, включающий возведение дополнительных опорных элементов в непосредственной близости от существующего устоя, демонтаж балочного пролетного строения во время перерыва движения и монтаж нового пролетного строения с опиранием на дополнительные опорные элементы, отличающийся тем, что дополнительные опорные элементы выполняют в виде стоечных опор, сооружаемых со стороны пролета и за габаритами существующего моста, после чего осуществляют монтаж на стоечной опоре сборного или монолитного ригеля, а затем осуществляют монтаж новых пролетных строений той же длины, что и демонтированные, с опиранием на стоечные опоры, причем образующиеся консольные участки пролетных строений примыкают своими торцами к шкафным стенкам существующих устоев.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при реконструкции малых и средних однопролетных мостов на действующих железных и автомобильных дорогах.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является способ реконструкции балочного моста, включающий возведение дополнительных опорных элементов в виде новых устоев диванного типа с опорными плитами, разборку части верхних участков старых устоев до отметки, расположенной ниже отметки низа нового пролетного строения, с оставлением упорного зуба в виде части передней стенки старого устоя. Опорную плиту каждого нового устоя возводят с опиранием на части длины через щебеночную подушку на неразобранную часть старого устоя с упором в упорный зуб, после чего производят монтаж нового пролетного строения с опиранием его на новые устои диванного типа и передачей части нагрузки на оставшиеся части старых устоев /1/.

Недостатками известного способа реконструкции моста являются большие перерывы в движении по мосту при возведении новых устоев, значительные трудозатраты по переустройству старых устоев, а также невозможность применения данного способа при значительном износе существующих устоев из-за неспособности выдерживать нагрузку от новых пролетных строений.

Задачей настоящего изобретения является снижение количества окон для производства работ по реконструкции моста, а также повышение технологичности и темпов реконструкции.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе реконструкции балочного моста, включающем возведение дополнительных опорных элементов в непосредственной близости от существующего устоя, демонтаж балочного пролетного строения во время перерыва движения и монтаж нового пролетного строения с опиранием на дополнительные опорные элементы, дополнительные опорные элементы выполняют в виде стоечных опор, сооружаемых со стороны пролета за габаритами существующего моста, после чего осуществляют монтаж сборного или бетонирование ригеля на стоечной опоре, устанавливают на ригеле шкафные блоки, а затем осуществляют монтаж новых укороченых пролетных строений с опиранием на ригели стоечных опор.

Способ реконструкции балочного моста предусматривает также после монтажа шкафных блоков уплотнение зазоров между примыкающими конструкциями шкафных блоков и устоев. Кроме того, способ реконструкции балочного моста предусматривает после монтажа шкафных блоков объединение между собой ригеля стоечных опор и устоев моста.

Согласно другому варианту выполнения способа реконструкции балочного моста, включающего возведение за пределами моста дополнительных опорных элементов в непосредственной близости от существующего устоя, демонтаж балочного пролетного строения во время перерыва движения и монтаж нового пролетного строения, предварительно в насыпи вблизи существующих устоев монтируют разгружающий пакет, удаляют под ним грунт насыпи и под защитой разгружающего пакета за пределами габаритов по ширине существующего моста сооружают стоечные опоры с ригелем, после чего демонтируют разгружающий пакет и пролетные строения, удаляют старые устои и устанавливают шкафные блоки на ригели стоечных опор, а затем производят монтаж новых удлиненных пролетных строений с опиранием на ригели стоечных опор.

Согласно еще одному варианту выполнения способа реконструкции балочного моста, включающему возведение дополнительных опорных элементов в непосредственной близости от существующего устоя, демонтаж балочного пролетного строения во время перерыва движения и монтаж нового пролетного строения с опиранием на дополнительные опорные элементы, дополнительные опорные элементы выполняют в виде стоечных опор, сооружаемых со стороны пролета и за габаритами существующего моста, после чего осуществляют монтаж на стоечной опоре сборного или монолитного ригеля, а затем осуществляют монтаж новых пролетных строений той же длины, что и демонтированные, с опиранием на стоечные опоры, причем образующиеся консольные участки пролетных строений примыкают своими торцами к шкафным стенкам существующих устоев.

На фиг.1 изображен существующий мост, вид сбоку.

На фиг.2 изображен мост после реконструкции по варианту выполнения I.

На фиг.3 изображен мост после реконструкции по варианту выполнения I, вид сверху.

На фиг.4 изображен мост после реконструкции по варианту выполнения I, поперечный разрез.

На фиг.5 изображен реконструированный мост по варианту выполнения I в момент объединения ригелей с устоями.

На фиг.6 изображен мост в процессе реконструкции по варианту выполнения II (стадия возведения стоечных опор).

На фиг.7 изображен мост после реконструкции по варианту выполнения II.

На фиг.8 изображен мост после реконструкции по варианту выполнения III.

Вариант I.

Реконструкцию моста по варианту I осуществляют следующим образом. Реконструируемый мост (фиг.1) содержит устои 1 и пролетное строение 2. Предварительно, без перерыва движения поездов осуществляют возведение дополнительных опорных элементов в виде стоечных опор 3, расположенных со стороны пролета за габаритами моста. Также без перерыва движения поездов возводят ригели 4, опирающиеся на стоечные опоры 3. Затем, после удаления старых пролетных строений 2, на ригелях 4 монтируют шкафные стенки 5 с открылками, примыкающими с зазором, например 2-5 см, к существующему устою 1. В случае необходимости зазоры между примыкающими конструкциями открылков шкафной стенки 5 и стенкой устоев 1 уплотняют. После монтажа шкафных стенок 5 в «окно» монтируют новые, укороченные пролетные строения 6 с опиранием на ригели 4 стоечных опор 3. В случае необходимости восприятия устоями 1 части горизонтальной продольной нагрузки от пролетного строения 6 осуществляют объединение с помощью горизонтальных связей 7 ригелей 4 стоечных опор 3 с устоями 1 (фиг.3, 4).

Вариант II

Способ реконструкции балочного моста по варианту II предусматривает возведение за устоями 1 без перерыва движения поездов дополнительных опорных элементов в виде стоечных опор 3, расположенных за габаритами моста. В теле насыпи за устоями 1 удаляют грунт, устанавливают при необходимости разгружающие пакеты 8 и под их прикрытием также без перерыва движения устанавливают на стоечные опоры 3 сборные ригели 4 или выполняют их из монолитного бетона (фиг.6). После этого удаляют часть насыпи над стоечными опорами 3 и разгружающий пакет 8, демонтируют пролетное строение 2 и разбирают устои 1. Затем на ригель 4 устанавливают шкафные стенки 5 и осуществляют монтаж новых, удлиненных по сравнению с демонтированными пролетных строений 10 (фиг.7).

Вариант III

Реконструкцию моста по варианту III осуществляют следующим образом (фиг.8).

Предварительно, без перерыва движения поездов осуществляют возведение дополнительных опорных элементов в виде стоечных опор 3, расположенных со стороны пролета за габаритами моста. Также без перерыва движения поездов возводят ригели 4, опирающиеся на стоечные опоры 3. Затем, после удаления старых пролетных строений 2, в «окно» монтируют на ригелях 4 стоечных опор 3 новые пролетные строения 10 той же длины, что и демонтированные, с образованием консольных участков, торцы которых примыкают к существующим устоям 1.

Источник информации

1. Патент РФ №2161223, МПК: Е 01 D 22/00, заявл.12.07.2000 г., опубл.27.12.2000 г.

Железобетонные мосты со сквозными балками

Балки простираются над и под палубой моста Wilson County Bridge 105, построенного в 1920 году для округа в соответствии со стандартизированными государственными планами (источник: файлы инспекции мостов NCDOT). пары монолитных продольных балок и плиты перекрытия, соединенных стальными арматурными стержнями. Этот тип мог также быть построен с поперечными балками перекрытия, но в Северной Каролине использовались только плиты настила, которые требовали менее сложной опалубки.Дорожное полотно проходит между парными балками, которые обычно очень большие — от 18 до 30 дюймов в ширину и от четырех до шести футов в глубину — и имеют глубокие вставные панели для экономии веса. Балки служат парапетами, а также основными опорными элементами. Сквозные балочные мосты часто принимают за перекрытия из-за их сходства.

Первый стандартизированный план штата для железобетонного моста с балками, ноябрь 1919 г. (источник: Третий двухгодичный отчет Государственной дорожной комиссии Северной Каролины, 1919-1920 гг.).Как и другие стандартизированные железобетонные мосты, в том числе перекрытия и тавровые балки, сквозные балки появились в стране в первом десятилетии 20 века. В Северной Каролине этот тип, по-видимому, не получил широкого распространения до тех пор, пока он не был принят в качестве стандартной конструкции Департаментом автомобильных дорог штата в 1920 году.

Это был один из наименее успешных из ранних стандартизованных типов, главным образом потому, что он оказался менее экономичным, чем тройник. балки для того же диапазона длин пролета, от 30 до 50 футов.Это было ограничено относительно узкими проезжей частью менее 24 футов.

Кроме того, сквозные балки было трудно расширять, что все больше беспокоило инженеров-мостостроителей в конце 1920-х годов, когда автомобили и грузовики увеличивались в размерах и мощности. Этот тип был указан в опубликованных спецификациях департамента до 1927 года, но не появлялся в более поздних изданиях, что является хорошим признаком того, что он вышел из моды.

Окружные власти, которые работали с государственными стандартами, также использовали дизайн.Известно, что 24 сквозных балки, возведенных между 1920 и 1929 годами, сохранились до начала 21 века. Самый ранний, построенный в 1920 году, проходит через Бриджерсвилл-Роуд через Болото Кэттейл за пределами Вязов (Wilson County Bridge 105).

Несмотря на недолгий срок службы, конструкция стандартного мостового моста с сквозными балками внесла свой вклад в развитие системы автомобильных дорог штата в 1920-х годах.

NCDOT: мосты со стальными балками и балками

Стальные балки, поддерживающие балки перекрытий и настил ныне несуществующего моста на Ридж-стрит (мост округа Ансон 88), построенного в 1910 году (источник: осмотр моста NCDOT) файлы) Мосты из стальных балок и балок состоят из двух или более продольных балок или балок, поддерживающих поперечные балки перекрытия и настил.

Еще в 1847 году железные дороги стали использовать мосты с балками и балками из-за их основного преимущества: они были прочными, жесткими конструкциями из сборных клепаных балок, способных нести большие нагрузки. К концу 19 века технология была очень популярна. Это было эффективно и экономично для железнодорожных пролетов, потому что на железных дорогах было оборудование для транспортировки и размещения тяжелых балок. Это был единственный серьезный конкурент технологии ферм в конце 19 века.

Большинство сохранившихся мостов 19 века с балочными перекрытиями и многие мосты 20 века связаны с железными дорогами. Самыми старыми из сохранившихся примеров использования шоссе в Северной Каролине являются железнодорожные эстакады 1910-х годов. В их числе мост на Ридж-стрит (мост округа Ансон, 88) через Южную железную дорогу Уинстон-Салем в Ансонвилле, построенный в 1910 году. развитие системы магистральных дорог из-за трудностей с транспортировкой тяжелых монолитных стальных балок.В отделе обслуживания моста, однако, широко использовалась легкая конструкция с балками и балками перекрытия для всех балок из катаного профиля на вспомогательной системе.

Стандартная конструкция пролетов длиной от 30 до 50 футов и шириной от 18 до 24 футов, принятая в 1941 году, удовлетворяет потребность в экономичном стальном мосту, рассчитанном на временные нагрузки от 10-тонных грузовиков. большое количество балок, складировали их на ремонтных площадках по всему штату и использовали собственную рабочую силу для строительства мостов с использованием минимального количества тяжелого оборудования.

Мосты помогли удовлетворить потребности второстепенных кампаний по улучшению дорог, проводимых губернаторами Робертом Греггом Черри (1945-49) и У. Керром Скоттом (1949-53).

Великая депрессия привела к отложенному техническому обслуживанию и использованию временных, необработанных деревянных мостов с балками на большей части вторичной системы. В ответ на распространенное мнение, что государство не выполнило своего обещания по улучшению сельских дорог, период после Второй мировой войны был периодом модернизации и улучшения этих дорог и мостов.

Стандартные мосты с балками и перекрытиями строились сотнями и сыграли важную роль в работе по замене мостов, которая была настолько полной, что немногие мосты, построенные до 1946 года, остаются сегодня во вспомогательной системе.

5 практических рекомендаций по проектированию мостов со стальными балками> Mead & Hunt

Мосты со стальными балками — это подходящий вариант моста, который поддерживает различные конструкции проезжей части, в том числе железные дороги и автомобильные дороги, поэтому неудивительно, что они были одним из наиболее часто используемых типов мостов с конца 19, ^и века.Мосты с балочными стальными пластинами обычно используются в диапазоне пролетов от 100 до 400 футов. Стальные балки состоят из верхней и нижней полок, приваренных к более тонким пластинам стенки угловыми швами. Пластины перемычки будут либо жесткими, либо не жесткими.

Процесс детального проектирования и подготовки плана мостов со стальными балками с использованием спецификаций AASHTO Load and Resistance Factor Design (LRFD) является весьма сложным. В дополнение к спецификациям LRFD, интуиция, суждение и предыдущий опыт должны использоваться для получения экономичного практического дизайна эффективным способом.Я и мои коллеги-инженеры обладаем обширным опытом в проектировании многочисленных мостов со стальными балками. Основываясь на этом богатом опыте, я составил пять основных практических рекомендаций, которые следует учитывать при проектировании мостов со стальными балками в соответствии со спецификациями AASHTO LRFD.

1. Глубина и толщина перемычки

Наиболее важным параметром при проектировании мостов на стальных балках является выбор практически оптимальной глубины стенки. В качестве первого шага, как правило, минимальная глубина стальной пластинчатой ​​балки может быть определена на основе отношения пролета к глубине в таблице 2 AASHTO.5.2.6.3-1 для касательных балок или Уравнение 2.5.2.6.3-1 для изогнутых балок. Исходя из принципов инженерной механики, может показаться разумным выбрать более глубокие глубины перепонки. Однако в большинстве проектов глубина конструкции будет ограничиваться минимальным вертикальным зазором или гидравлическими требованиями. Кроме того, увеличение глубины стенки может потребовать более толстых стенок для удовлетворения требований AASHTO D / t _w <150 для балок без продольных ребер жесткости.

Еще одним побочным эффектом использования более глубоких балок является увеличенная высота задней стенки или интегральных упоров, что приводит к большей длине крыла и, как следствие, увеличению стоимости подвышечного основания.Практическая оптимальная глубина обычно будет на 5–15% больше минимально необходимой глубины. Задание глубины полотна с шагом 3 дюйма и учет нескольких значений глубины полотна в диапазоне 1,05–1,15 x минимальная глубина полотна, как правило, приводит к почти оптимальной глубине. Например, для простого пролетного моста со стальной пластиной длиной 140 футов (L) минимальная глубина стальной балки = 0,033 x L = 0,033 x 140 x 12 = 55,44 дюйма, а общая минимальная глубина составной двутавровой балки = 0,04 х L = 0,04 х 140 х 12 = 67.2 дюйма. Предполагая, что композитный настил размером 8,5 дюйма и бедра 2 дюйма, минимальная глубина балки из стального листа будет = 67,2 дюйма — 10,5 дюйма = 56,7 дюйма; при минимальном размере верхнего фланца 1 дюйм и нижнего фланца 1 ½ дюйма минимальная глубина стенки будет близка к 54 дюймам. Следовательно, для стальной пластинчатой ​​балки с пролетом 140 футов можно исследовать глубину стенки 57 дюймов, 60 дюймов и 63 дюйма (которые находятся в диапазоне 1,05–1,10 x минимальная глубина стенки) для предварительного проектирования, чтобы определить приблизительную оптимальная глубина конструкции.Если длина пролета 140 футов (L) является самым длинным пролетом любого непрерывного пролета пластинчатого балочного моста, минимальная глубина стальной пластинчатой ​​балки = 0,027 x L = 0,027 x 140 x 12 = 45,36 дюйма, а общая минимальная глубина композитного I — балка = 0,032 x L = 0,032 x 140 x 12 = 53,76 дюйма. Предполагая, что минимальный размер верхнего фланца составляет 7/8 дюйма, а нижнего фланца — 1 дюйм, минимальная глубина стенки будет близка к 43,5 дюйма. Следовательно, для непрерывной стальной пластинчатой ​​балки с максимальным пролетом 140 футов глубина стенки 45 дюймов, 48 дюймов и 51 дюйм (которая снова находится в диапазоне 1.05-1,10 x минимальная глубина стенки) можно исследовать для предварительного проектирования, чтобы определить почти оптимальную глубину конструкции.

Как упоминалось ранее, если глубина конструкции ограничена минимальным вертикальным зазором или гидравлическими требованиями, то глубина перемычки составляет 54 дюйма для простого пролета 140 футов и 43,5 дюйма (исключение из правила увеличения 3 дюймов для глубины ограниченный мост) для неразрезного моста с максимальным пролетом 140 футов. Чтобы избежать чрезмерных затрат на изготовление, следует использовать полотно одинаковой глубины.Однако для мостов с длинными пролетами (то есть пролетами более 250 футов), если существует большая разница между наименьшим и наибольшим пролетами, можно использовать сужающуюся глубину перемычки для достижения экономии при проектировании балок. В дополнение к требованию AASHTO D / t _w минимальная толщина стенки должна удовлетворять абсолютной минимальной глубине стенки в соответствии с требованиями проектного агентства. Например, минимальная толщина полотна Министерства транспорта Южной Каролины (SCDOT) составляет ½ дюйма, что позволяет контролировать толщину полотна, необходимую для глубины полотна до 75 дюймов.Обычно рекомендуется выбирать толщину, близкую к D / t _w = 120-130, чтобы уменьшить количество поперечных ребер жесткости и спроектировать частично усиленную стенку.

2. Количество балок и свес палубы

Для экономичной конструкции надстройки количество балок должно быть минимизировано. Уменьшение количества балок приведет к другой экономии затрат, связанной с промежуточными диафрагмами, подшипниками и монтажом балок. Для данной ширины моста количество балок будет определяться на основании требований проектного агентства (и / или государственного DOT) относительно минимального количества балок, максимально допустимого расстояния между балками и максимально допустимого свеса настила.В целом минимальное количество балок будет четыре. Однако для узкого моста в удаленном месте и с очень низким среднесуточным трафиком (ADT) можно использовать три балки, если это разрешает проектное агентство. Чаще всего расстояние между пластинчатыми балками составляет от 9 футов до 11 футов. Некоторые дизайнерские агентства имеют максимальный предел расстояния между балками — Департамент транспорта Южной Каролины (SCDOT) составляет 10 футов 6 дюймов. Для настилов, спроектированных с использованием традиционного метода проектирования настилов, следует учитывать затраты, связанные с увеличенной толщиной настила и / или усилением, для более широких расстояний между балками.После того, как вы установили количество балок, следует определить расстояние между балками и свес настила таким образом, чтобы соотношение характеристик внешних и внутренних балок было близким (в пределах от 5% до 10%). Для балок, спроектированных с использованием спецификаций AASHTO LRFD, свес палубы должен составлять около 3 футов 0 дюймов для сохранения сбалансированной конструкции. Если свес настила близок к максимальному пределу, то конструкция балки, скорее всего, будет контролироваться внешними балками, а внутренние балки не будут использоваться полностью.

Рис. 1. Поперечное сечение типичного моста с балкой из стальных пластин

3. Марки стали, однородная и гибридная конструкция

Если местоположение проекта и политика агентства допускают использование атмосферостойкой стали, лучшим выбором должна быть неокрашенная атмосферостойкая сталь марки 50W (сталь 50 тысяч фунтов на квадратный дюйм) или HPS 70W (сталь 70 тысяч фунтов на квадратный дюйм). Окрашенная сталь увеличивает начальные затраты и затраты на жизненный цикл. Для пролетов менее 140–150 футов однородная конструкция с использованием стали 50 тыс. Фунтов на квадратный дюйм как для фланцев, так и для элементов стенки плоской балки, как правило, обеспечивает экономичную конструкцию.Для пролетов, превышающих 150 футов, гибридная конструкция с использованием 50 тысяч фунтов на квадратный дюйм для пластин перемычки и пластин верхней полки в области положительного момента и стали 70 тысяч фунтов на квадратный дюйм для всех пластин нижней полки и пластин верхней полки в области отрицательного момента обеспечивает экономичную конструкцию.

4. Ширина и толщина фланца

Минимальная ширина фланца составляет 12 дюймов или 14 дюймов, как указано дизайнерскими агентствами, и обычно размер увеличивается с шагом 2 дюйма. Размер фланцев сжатия и растяжения должен соответствовать требованиям AASHTO 6.10.2.2: b _f / (2t _f ) <= 12,0, b _f > = D / 6 и t _f > 1,1 t _w . Для экономичной конструкции балки из композитных пластин ширина верхних полок обычно меньше ширины нижних полок. Для обеспечения проверки напряжений во время заливки палубы и уменьшения перекосов во время транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ ширина верхних полок при сжатии должна быть больше или равна длине транспортировочной детали балки (дюймы) / 85.

Например, для 140-футового простого пролета с шириной 60 дюймов и толщиной стенки ½ дюйма и с 90-футовой транспортировочной деталью для верхнего фланца минимальная ширина верхнего фланца = 90 × 12/85 = 12,7 дюймов, скажем, 14 дюймов. Для длиннопролетных балок с максимальной транспортной единицей 125 футов минимальная ширина верхних фланцев при сжатии = 125 × 12/85 = 17,64 дюйма, скажем, 18 дюймов. Минимальная толщина фланца составляет ¾ дюйма или 7/8 дюйма, как указано проектными агентствами, а также должна удовлетворять требованиям> = 24 / b _f .Для заданной глубины пластинчатой ​​балки ширина и толщина полки увеличиваются, так что коэффициент полезного действия составляет <= 1 или 0,95 для областей как с положительным, так и с отрицательным моментом, по желанию проектировщика в зависимости от уровня и стадии проектирования. Соотношение характеристик / номинальной нагрузки следует оценивать с точки зрения требований к прочности и эксплуатационной пригодности для различных стадий строительства и конечного состояния. В местах, удаленных от внутренних изгибов, размер как верхнего, так и нижнего фланца можно уменьшить, используя переход толщины в пластинах фланца между стыками на месте.Стоимость использования заполненного сварного шва для перехода пластин следует сравнивать со стоимостью использования фланцевых пластин одинаковой толщины между стыками на месте в соответствии с руководящими принципами проектного агентства для достижения экономичных переходов фланцевых пластин. Чтобы повысить экономичность, на местах стыковки вдали от опор можно уменьшить как ширину, так и толщину для достижения целевого коэффициента производительности, соответствующего внутренним опорам.

Рис. 2: Частичный рост балки с изображением переходов фланцев

5. Промежуточная диафрагма

Промежуточные диафрагмы могут быть X-типа или K-типа.Поперечные рамы X-типа обычно используются, когда отношение расстояния между балками к глубине балки меньше 1,5. Для промежуточных диафрагм типа К диагонали будут соединены с серединой нижней стойки. Поперечные рамы для касательных балок обычно располагаются на расстоянии от 20 футов до 30 футов в области положительного момента и на меньшем расстоянии от 15 футов до 20 футов в области отрицательного момента. Они также должны удовлетворять требованиям проектного агентства, таким как требование ODOT о максимуме 25 футов в области положительного момента и 15 футов в области отрицательного момента.Если поперечные рамы рядом с внутренними опорами расположены на расстоянии менее 3D (D = глубина стенки), то соединительные пластины поперечных рам можно использовать в качестве пластин жесткости, устраняя необходимость в поперечных ребрах жесткости возле внутренних опор.

Хотя процесс подготовки рабочего проекта и планов мостов из стальных пластинчатых балок с использованием спецификаций AASHTO LRFD может быть сложным, опытные инженеры могут его успешно выполнить. Недавно я и мои коллеги из Mead & Hunt завершили несколько проектов мостов со стальными балками, таких как Backgate Bridge в Южной Каролине и Hartland Bridge в Западной Вирджинии, которые оказались очень успешными и привели к значительной экономии средств для клиента.Как указывалось ранее, проект требовал не только обширных знаний спецификаций AASHTO LRFD, но также значительного опыта, суждений и интуиции.

Сколько существует типов балочных мостов? (Компоненты и примеры) — Dream Civil

Что такое балочный мост?

Мост, в котором балки используются для поддержки его настила, называется балочным мостом.

Такие балки могут быть либо стальными, либо коробчатыми.

Этот мост функционирует, передавая нагрузку, исходящую от настила, на опоры и опоры через балки.

Этот мост очень похож на балочный мост.

Чаще всего фермы строятся из стали и бетона.

1. Что входит в состав балочного моста?

Балочный мост состоит из надстройки и опорной конструкции .

Надстройка относится к видимой части моста, которая поддерживает нагрузки, тогда как подконструкция включает в себя фундамент, который передает нагрузки, исходящие от надстройки, на нижележащий грунт.

Должен быть надлежащий баланс и координация между подструктурой и надстройкой, чтобы функционировать эффективно, а также просуществовать в течение более длительного периода.

Надстройка балочного моста в основном состоит из следующих компонентов:

Палуба :

Под настилом понимается проезжая часть или проход балочного моста.

В основном настил может состоять из стальных решеток, деревянных досок или железобетонных плит.

Палуба в основном включает дорожные полосы, срединные участки, тротуары, парапеты или перила, а также различные элементы, такие как дренаж и освещение.

Опорные конструкции:

Надстройка балочного моста содержит несущие конструкции из стали или бетона, которые поддерживают настил. Эти конструкции в основном включают фермы, диафрагмы или поперечные распорки, а иногда даже фермы или арочную систему.

Балки и распорки являются наиболее распространенными несущими конструкциями.

В такой системе балок и распорок балки действуют как опора основной нагрузки, тогда как распорки предотвращают опрокидывание балки.

Подушка подшипника:

Опорная площадка позволяет надстройке немного независимо перемещаться по опорной конструкции.

Целью разрешения такого движения надстройки является предотвращение развития ненужных напряжений и разрушения конструкции из-за расширения и сжатия конструкции из-за колебаний температуры.

Каркас балочного моста в основном состоит из следующих составных частей:

Абатмент:

Опора — это часть опорной конструкции, которая передает нагрузку, исходящую от надстройки моста, на нижележащий грунт. Его также называют фундаментом моста.

Колпачок:

Колпачок обеспечивает опору для подушек подшипников.Предоставляется в зависимости от типа опоры.

Как правило, для опор стен и опор-заглушек не требуется заглушка, но для многоколонных опор, молотов или свайных опор требуется заглушка.

Шток:

Стержень по существу образует основную часть фундамента моста.

Основная функция штанги заключается в передаче нагрузки, исходящей от надстройки, на нижний колонтитул с помощью крышки.

Нижний колонтитул:

Нижний колонтитул передает нагрузку на землю.

Можно создать два типа нижних колонтитулов, называя нижний колонтитул разворота и верхний колонтитул.

Нижний колонтитул относительно прост и состоит из простой бетонной плиты, которая опирается на скалу.

Верхний колонтитул — это тип нижнего колонтитула, который простирается до коренной породы и даже глубже.

2. Какие типы мостов с балками?

а. Мост на стальных балках:

Он изготавливается путем прокатки стального цилиндра через серию штампов для придания желаемой формы.Это сделано для создания стандартизированной двутавровой балки и балки с широкими полками, которая имеет форму до 100 футов в длину.

г. Мост с пластинчатыми балками:

Мост с пластинчатыми балками изготавливается путем сваривания пластин вместе для создания желаемой формы. Обычно большие стальные пластины желаемой толщины вырезают на фланцы и перемычки от пластин желаемой длины и формы.

Плоская балка обеспечивает большую гибкость с точки зрения высоты и формы.Пролет моста с пластинчатыми балками может составлять от 10 метров до более 100 метров (от 33 футов до более 330 футов).

г. Мост с коробчатой ​​балкой:

Как следует из названия, мост с коробчатыми балками имеет коробчатую форму.

Этот тип мостов с балками обеспечивает высокое сопротивление кручению и в основном используется, когда мост может подвергнуться скручиванию или опрокидыванию.

3.Примеры

Некоторые примеры этого моста приведены ниже:

Мост Сибанпо:

Мост Шибанпо — это мост с коробчатыми балками, расположенный в Чунцине, Китай. Он используется как автомобильный мост и пересекает реку Янцзы.

Мост Столма:

Мост Столма — это мост с коробчатыми балками, расположенный в Хордаланде, Норвегия. Его общая длина составляет 467 метров.

4.Для чего строить балочный мост?

Балочный мост сконструирован так, чтобы выдерживать динамическую нагрузку, изменяющуюся со временем.

Он несет ветровые нагрузки, силы водного течения, сейсмические нагрузки, вызванные землетрясением, и нагрузки качения, такие как движущиеся транспортные средства.

Он в основном предназначен для противодействия сжимающему напряжению, растягивающему напряжению, а также изгибу.

Он в основном строится в районах с очень интенсивным движением, и мост будет построен на более длинный пролет.

Многобалочные композитные мосты — SteelConstruction.info

Многобалочные мосты — один из наиболее распространенных типов композитных мостов средней длины в Великобритании. Многобалочная конструкция используется как для однопролетных, так и для непрерывных многопролетных пролетов, и особенно эффективна там, где строительная глубина ограничена. В этой статье дается описание характеристик этого типа моста и приводятся некоторые соображения по проектированию конструкции.

Многобалочный мост с балками переменной глубины
Мост Вестгейт, Глостер

[вверх] Конфигурация многобалочного моста

В многобалочной конструкции несколько продольных пластинчатых балок аналогичного размера расположены на одинаковом расстоянии по ширине моста, как показано на типичном поперечном сечении ниже. Плита настила проходит поперечно между продольными балками и консолями поперечно за пределами внешних балок.Балки скреплены на опорах и в некоторых промежуточных положениях. Комбинированное действие между железобетонной плитой перекрытия и продольными балками достигается с помощью соединителей, работающих на сдвиг, приваренных к верхним фланцам стальных балок.

Расположение, показанное на изображении ниже, является обычным при использовании несъемной опалубки и показывает четыре балки одинаковой глубины с поверхностью перекрытия, идущей по изгибу дороги. По обе стороны от двухполосной однополосной проезжей части предусмотрены пешеходные дорожки / обочины, а на краевых балках установлены парапеты / ограничительные барьеры.

Поперечный разрез автомобильного многобалочного моста

[вверх] Продольные балки

Стальные балки обычно представляют собой пластинчатые балки двутаврового сечения; для небольших пролетов можно использовать балки катаного профиля (универсальные балки), но по причинам, обсуждаемым ниже, сегодня прокатные профили используются редко. Обычно балки расположены на расстоянии от 3,0 до 4,0 м друг от друга, и, таким образом, для обычного двухполосного путепровода предусмотрено четыре балки.Это подходит для плиты настила, которая должна распределять вертикальные нагрузки от колес.

[вверху] Плоские балки

Типовой однопролетный многобалочный мост
A66 Overbridge, Longnewton

Использование пластинчатых балок дает возможность изменять секции балок в соответствии с нагрузками, переносимыми в различных положениях вдоль моста. Разработчик может выбрать толщину стенки и размер фланца в соответствии с внутренними силами в различных положениях по длине пролета, хотя следует помнить, что слишком много изменений может не привести к экономии из-за дополнительных производственных работ. .Соединения дорогие, будь то болтовые или сварные.

Чаще всего балки имеют параллельные полки, то есть имеют постоянную глубину. Однако в случае плоских балок проектировщик также может изменять глубину балки по ее длине. Для более длинных пролетов довольно распространено увеличение глубины балки по сравнению с промежуточными опорами. Для пролетов менее 50 м выбор (постоянная или переменная глубина) часто определяется эстетикой. Различная глубина более 50 м может обеспечить экономию из-за снижения веса, возможного в регионах со средней длиной пролета.Изменение глубины может быть достигнуто либо за счет прямого подвешивания (конические балки), либо за счет изгиба нижнего фланца. Профилированное полотно для балок переменной или постоянной глубины с вертикальным изгибом легко достигается путем разрезания профиля во время изготовления. Как правило, стенки имеют высокое отношение глубины к толщине, и это приводит к необходимости в промежуточных ребрах жесткости поперечных стенок в областях с высоким сдвигом (около опор).

Очень редко, по причинам внешнего вида, крайние балки проектируют в виде J-образного сечения; нижний фланец выступает только на внутреннюю сторону стенки.Запросы на эту деталь возникают из-за неприязни к выступу фланца, хотя видимой разницы нет, и большинство людей не замечает различия. Использование такой секции вызывает крутильные эффекты (поскольку центр сдвига находится за пределами линии стенки), которые требуют очень внимательного рассмотрения во время проектирования и строительства со значительным снижением затрат и повышенными опасностями во время строительства.

Кроме того, в многобалочном строительстве иногда используются относительно небольшие коробчатые балки.Коробчатые балки требуют особого внимания при проектировании из-за их высокой жесткости на кручение и высокой стоимости изготовления. Консультации по затратам на строительство можно получить у подрядчиков по изготовлению металлоконструкций.

[наверх] Балки профилированного проката

Универсальные балки глубиной до 1016 мм доступны в диапазоне сечений, охватываемых BS EN 10365 ^[1] . Такие балки будут обеспечивать достаточное сопротивление изгибу для одиночных пролетов до примерно 25 м и для непрерывных пролетов до примерно 30 м, хотя перемычки могут быть довольно тонкими для высоких ножниц, связанных с более длинными пролетами, если только мост не будет слегка нагружен — мост для доступа к ферме или мостик, например.

Для универсальных балок требуется очень небольшое изготовление, обычно только установка ребер жесткости на опорные подшипники и крепление распорок. Однако балки часто необходимо изгибать по высоте, чтобы соответствовать профилю дороги или предварительному изгибу под действием собственной нагрузки; это может быть выполнено специализированными компаниями, использующими тяжелое прокатное оборудование, но это увеличивает стоимость. Даже для небольших пролетов универсальные балки часто можно более экономично заменить пластинчатыми балками аналогичного размера.Подрядчики стальных конструкций могут посоветовать относительную экономию.

[вверху] Распорка

[вверху] Распорка

Балки должны быть скреплены вместе в опорных положениях для обеспечения устойчивости и для передачи горизонтальных нагрузок (силы ветра и скольжения) на опоры, обеспечивающие поперечное ограничение (обычно по одному на каждое положение опоры).

Ограничение на опорах обеспечивается либо системой триангулированных связей, либо горизонтальными балками, обычно секциями каналов.Системы жесткости на концевых опорах несъемных мостов обычно также требуются для поддержки конца плиты настила. Интегральные мосты потребуют распорок на концевых опорах в соответствии с условиями конструкции.

Типичное расположение распорок на промежуточной опоре показано ниже:

Типичное расположение распорок на промежуточной опоре (показано для проезжей части с надземным подъемом)

[вверху] Промежуточные связи

В готовом мосту промежуточные связи обычно требуются в отдельных местах пролетов многопролетных мостов для стабилизации нижних полок, прилегающих к промежуточным опорам (там, где они находятся в сжатом состоянии).Во время строительства необходимы распорки для стабилизации как нижних фланцев, прилегающих к промежуточным опорам, так и верхних фланцев в зонах среднего пролета. Если балки изогнуты в плане, потребуется также распорка для обеспечения «радиального» ограничения нижних полок.

В большинстве случаев наиболее эффективной системой распорок является треугольная рама между соседними балками. В готовом мосту это обеспечивает очень жесткий путь ограничения от плоскости плиты настила до нижних фланцев.В условиях строительства промежуточное крепление между балками без жесткости в плане обеспечивает «ограничение скручивания» — см. Обсуждение эффективности таких подкосов в разделе 7 SCI P356. В качестве альтернативы для неглубоких основных балок часто используется «распорка каналов»; жесткий канал жестко связан с главными балками.

Промежуточные связи, проходящие непрерывно через более чем две основные балки, будут участвовать в глобальном действии и распределять нагрузку в одной полосе движения на несколько основных балок.Однако такая непрерывность не дает больших преимуществ при проектировании главных балок (поскольку в расчетном случае обычно загружены все полосы движения) и вызывает изменение напряжений в связи и ее соединениях; детали соединения потенциально устают. Чтобы избежать такой утомительной ситуации, проектировщики используют прерывистые связи, когда основные балки соединяются попарно, без каких-либо связей между одной парой и следующей, как показано ниже.

Типичные парные распорки

Промежуточные распорки могут также потребоваться, если высота под мостом такова, что необходимо учитывать нагрузку от столкновения на перекрытие моста.Распорка через определенные интервалы обеспечивает удержание нижнего фланца и путь нагрузки к настилу моста. В таких случаях крепления на опорах должны быть спроектированы так, чтобы передавать ударную нагрузку вниз на удерживаемые подшипники.

Хотя непрерывность поперечных распорок не требуется (и нежелательна по причинам, указанным выше), во время строительства между парами балок иногда предусматриваются элементы стяжки / распорки, чтобы разделить ветровые нагрузки или контролировать расстояние между балками. пары.Такие элементы, возможно, потребуется удалить после того, как плита будет отлита, из-за их нежелательного участия в конструкции при нагрузке от трафика. Удаление — это потенциально опасная деятельность, которую необходимо тщательно учитывать при планировании метода строительства. Любую конструкцию, оставшуюся на месте, следует оценить на предмет усталости.

[вверху] План раскоса

Плоское крепление к верхнему фланцу является альтернативным способом обеспечения жесткого бокового ограничения верхних фланцев на стальной ступени без покрытия.Хотя такая распорка очень эффективна для сдерживания сжатого фланца в середине пролета, ее наличие усложняет конструкцию. Два возможных места расположения планок: над верхним фланцем (соединенным с планками на верхнем фланце) и под верхним фланцем, распорка над верхним фланцем (показано ниже) усложняет размещение арматуры и конфликтует с использованием постоянных опалубка; сейчас он редко используется.

Стяжки под верхним фланцем, показанные ниже, позволяют избежать столкновения с арматурой, но должны избегать временной опалубки.После литья необходимо удалить распорку (поскольку она будет привлекать нежелательные силы, когда плита подвергается локальной нагрузке над ней), поэтому строители не одобряют ее.

Плоские распорки иногда устанавливаются на нижние полки узких мостов, когда пролеты длинные (более 60 м), чтобы улучшить общую жесткость моста на кручение (на завершенном этапе) и, таким образом, снизить подверженность аэродинамической нестабильности. Такое повышение жесткости на кручение также будет полезно для моста со значительной кривизной в плане.Наличие распорки создает эффект псевдобокса.

[вверх] Крейцкопфные балки

Крейцкопфная балка в многобалочном мосту на платной дороге M6
(Изображение любезно предоставлено Mabey Bridge Ltd.)

На промежуточных опорах иногда желательно уменьшить количество колонн и подшипников. Как правило, вместо опоры, расположенной непосредственно под каждой балкой, на полпути между каждой парой балок устанавливается одна опора с поперечной балкой для передачи реакций.Такое расположение особенно часто встречается при большом перекосе. Пример крейцкопфа показан ниже. (На этом рисунке также показана непрерывная балка между центральной балкой; такая балка выгодна для строительства, чтобы минимизировать скручивание во время бетонирования, но обычно не требуется для постоянного состояния).

[вверх] Примеры использования

[вверх] Список литературы

1. ↑ BS EN 10365: 2017 Швеллеры стальные горячекатаные, двутавровые и двутавровые. Размеры и масса. BSI

[вверх] Ресурсы

• Хенди, К.Р.; Ильес, округ Колумбия (2015) Steel Bridge Group: Рекомендации по передовой практике в строительстве стальных мостов (6-й выпуск). (P185). SCI
• Ильес, округ Колумбия (2010) Проект композитного автомобильного моста. (P356, включая исправление, 2014 г.). SCI
• Ильес, округ Колумбия (2010) Составной проект автомобильного моста: рабочие примеры. (P357, включая исправление, 2014 г.). SCI
• Ильес, округ Колумбия (2012) Проектирование составных автодорожных мостов с криволинейной формой. (P393). SCI
• Iles, D.C. (2012) Определение сопротивления продольному изгибу стальных и композитных мостовых конструкций.(ED008). SCI
• Ильес, округ Колумбия (2015) Определение проектных смещений для подшипников движения моста. (P406). SCI
• Стальные мосты: практический подход к проектированию для эффективного изготовления и строительства, 2010 г. (Публикация № 51/10), BCSA,
• Руководство по возведению стальных мостов, 2005 г. (Публикация № 38/05), BCSA
• Инструмент для определения углеродного следа для автомобильных мостов из стального композитного материала
• Предварительные схемы проектирования стальных мостов:
  • Искатель карт
  • Инструмент для работы с электронными таблицами
  • Руководство пользователя

Все три из которых можно найти на веб-сайте BCSA

[вверх] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Мосты с коробчатыми балками — SteelConstruction.info

Стальные коробчатые балки и стальные и бетонные коробчатые балки используются для длинных пролетов, где необходимо минимизировать собственный вес моста, и в ситуациях, когда их превосходная высокая жесткость на кручение особенно важна. Чистые линии мостов с коробчатыми балками, как правило, без видимой внешней жесткости, как правило, придают превосходный внешний вид и долговечность, поскольку отсутствуют ловушки для грязи и влаги. В этой статье приводится несколько примеров конструкции коробчатых балок для мостов.

Коробчатые секции также иногда используются в качестве элементов сжатия, например, в башнях поддерживаемых кабелем конструкций или арочных конструкциях, но эти применения выходят за рамки данной статьи.

A9 Питлохри

[вверх] Строительные формы

Мост с коробчатой ​​балкой — это мост, в котором основным структурным элементом является одна или несколько закрытых ячеек, действующих при изгибе. Коробчатые балки используются для автомобильных мостов, железнодорожных мостов и пешеходных мостов — для каждого из этих применений выбираются разные конструктивные формы.

[вверх] Автомобильные мосты

[вверх] Коробчатые балки из композитных материалов

Мост из композитных коробчатых балок с прямоугольными стальными коробчатыми профилями

Для автомобильных мостов структурная конфигурация обычно представляет собой железобетонную плиту настила, несущую движение транспорта, поверх стальных балок. Плита настила входит в состав стальных балок.

Для пролетов в диапазоне от 45 до 100 м используются несколько балок, при этом перекрытие проходит поперечно между перемычками.Для таких конфигураций иногда выбирались относительно узкие прямоугольные стальные коробчатые секции, как показано справа. Однако такие участки довольно малы и представляют значительную опасность для доступа при строительстве и обслуживании, и сейчас их редко выбирают для этого диапазона пролетов.

Развязки мостов с использованием прямоугольных стальных коробов с композитной плитой настила
Соединение M25 / M4 4B Мосты

Мост коробчато-балочный из композитных материалов со стальными трапециевидными профилями с открытым верхом

В альтернативной конфигурации, которая сейчас используется чаще, используются трапециевидные балки с «открытым верхом».Эти балки имеют стальной нижний фланец, наклонные стальные перемычки и узкий стальной фланец наверху каждой перемычки. Закрытая ячейка образована железобетонной плитой перекрытия. Эта форма показана справа. При такой конфигурации доступ к материалам во время строительства может быть минимизирован за счет использования несъемной опалубки (или сборных плит), а для обслуживания ячейки больше, чем ячейки для прямоугольных стальных коробов, что снижает трудности доступа.

Для обеих форм глубина балки обычно одинакова на нижнем конце диапазона пролетов, но фермы с переменной глубиной используются для более длинных пролетов.В случае «трапециевидных» секций это приводит к изменению ширины нижнего фланца, как показано ниже.

Плита настила имеет номинально однородную толщину, около 250 мм. Это ограничивает поперечное расстояние между перемычками примерно до 4 м.

Альтернативная форма, используемая в континентальной Европе, представляет собой стальную балку с трапецеидальными ячейками с одной ячейкой и предварительно напряженной в поперечном направлении плитой перекрытия. Плита располагается глубже по стенкам фермы, что позволяет увеличить поперечный пролет плиты до 7 м.

Для более длинных пролетов часто используются сдвоенные балки (обычно прямоугольного сечения) с поперечными балками и консольные балки. Это позволяет двум балкам поддерживать широкие настилы (дороги с двусторонним движением). С такими более длинными пролетами балки очень часто имеют переменную глубину.

• Открытая коробчатая балка трапециевидной формы при строительстве

• Трапециевидные коробчатые балки переменной глубины
  Мост через реку Нене, Питерборо

[вверху] Стальные коробчатые балки

Для пролетов более 200 м часто используются стальные конструкции.Затем проезжая часть удерживается на верхнем стальном фланце с продольной жесткостью, широко известном как ортотропный стальной настил. Такая конструкция легче, но сложнее в изготовлении.

Длиннопролетный мост со стальными коробчатыми балками
Фойл-Бридж, Лондондерри

[вверху] Коробчатые балки с кабельной опорой

Для очень длинных пролетов вантовые конструкции часто используются в сочетании со стальными или композитными коробчатыми балками.Стальные коробчатые балки также используются в качестве балок жесткости подвесных мостов. Для таких применений используется профиль поперечного сечения «аэродинамической формы».

[вверх] Мосты изогнутые

Там, где дорога в плане криволинейна, коробчатые балки могут быть изогнуты в соответствии с требованиями, что обеспечивает постоянную длину консолей.

Коробчатые балки, изогнутые в плане
Fossedyke Bridge, Lincoln

[вверх] Мосты железнодорожные

Стандартная коробчатая балка Network Rail (показана для варианта с тремя коробками и двумя путями)

Для железных дорог глубина строительства обычно очень жестко ограничена, и необходимо использовать половину длины строительства.Тогда одним из вариантов является «Стандартная коробчатая балка» компании Network Rail.

Стандартный мост с коробчатыми балками Network Rail, охватывающий диапазон пролетов от 21 м до 39 м, использует коробчатые балки трапециевидной формы с поперечным ребристым стальным настилом, простирающимся между условно штифтовыми соединениями срезных пластин: коробчатые балки стабилизируются с помощью линейных коромысел. Эта конструкция особенно подходит для поэтапного монтажа кранов во время владения путями. При полупроходной конструкции настил может быть либо монолитным, частично охватывая близкоцентрированные поперечные балки, либо обычную плиту над более широко разнесенными поперечными балками.В зависимости от предлагаемого метода монтажа и доступной строительной глубины также может использоваться конструкция из жестких стальных пластин.

Для железных дорог на новых трассах, где строительная глубина не может быть так жестко ограничена, путь может быть проложен по композитному мосту плита-на-балке таким же образом, как и на автомагистралях. В этом случае использование коробчатых балок особенно выгодно, поскольку их повышенная жесткость на кручение снижает восприимчивость к скручиванию гусениц.

Строительство мостового моста с коробчатыми балками CTRL
M20 Newington Bridge

[вверху]

Коробчатые секции для пешеходных мостов

Коробчатые балки обычно рассматриваются в качестве пешеходных мостов только для пролетов более 30 м, и большинство пешеходных мостов с коробчатыми балками имеют цельностальную конфигурацию.Преимущество использования цельностальной конфигурации заключается в том, что все поперечное сечение, включая парапеты, может быть изготовлено на заводе для доставки и монтажа полными пролетами; вес таких пролетов невелик и легко переносится автокраном. Толщина верхнего фланца, который также образует плиту пола, будет определяться общей прочностью на изгиб, а не местной нагрузкой на пол. Пластина обычно поддерживается поперечными ребрами жесткости, консольными по отношению к краевым балкам. Два или три продольных ребра жесткости могут быть предусмотрены для придания жесткости плите пола, действующей в качестве прижимного фланца коробки.Диафрагмы необходимы на опорах и часто предоставляются в нескольких местах по длине фермы (обычно в третьих точках) для контроля деформации. В мембранах потребуются большие отверстия, если потребуется доступ во время изготовления или обслуживания.

[вверх] Аспекты дизайна

Внутреннее усиление в небольшой стальной коробчатой ​​балке

Выбор формы коробчатой ​​балки обычно приводит к относительно тонким пластинчатым панелям (с точки зрения отношения толщины к ширине) для стенок и нижних полок (и для верхних полок в цельностальных коробах).Для предотвращения местного коробления в зонах сжатия и при сдвиге требуется соответствующее усиление, а часто требуются продольные ребра жесткости. Хотя коробчатые секции обладают высокой жесткостью на кручение, внутренние поперечные рамы обычно необходимы для предотвращения деформации (когда одна стенка подвергается большему сдвигу, чем другая, один диагональный размер ячейки увеличивается, а другой уменьшается). Подшипники на опорах обычно находятся в пределах ширины нижнего фланца (а не непосредственно под перемычками), и для передачи реакций необходима внутренняя диафрагма.

Когда используются коробки с открытым верхом, они имеют очень небольшую жесткость на скручивание на голой стальной площадке, а узкие верхние фланцы могут быть восприимчивы к боковому продольному изгибу (более поздний вид продольного изгиба при кручении для U-образного профиля). Поэтому необходимо ввести некоторую жесткость в плане на верхний фланец (не обязательно по всей длине пролета), чтобы ограничить скручивание и гибкость при продольном изгибе. Такое крепление не должно противоречить конструкции перекрытия.

Для любой закрытой камеры, требующей внутреннего доступа для ее сооружения или для проведения осмотра и обслуживания, по соображениям здоровья и безопасности требуются достаточно большие и хорошо расположенные отверстия, чтобы пострадавший мог быть быстро эвакуирован.Поэтому все внутренние элементы жесткости и диафрагмы должны быть спроектированы таким образом, чтобы отверстия были достаточно большими и чтобы движение по ячейке было беспрепятственным. Следующие аспекты конструкции обсуждаются в Руководстве 1.08:

Руководство по проектированию композитных автомобильных мостов дано в SCI P140 (хотя основным стандартом проектирования, упомянутым в этой публикации, является BS 5400-3 ^[1] , принципы в равной степени применимы к проектированию в соответствии с Еврокодами).

Руководство по проектированию железнодорожных мостов дано в SCI P318.Требования к проектированию мостов с коробчатыми балками Standard Rail компании Network Rail приведены в документах, доступных в компании Network Rail.

[вверх] Строительные и эксплуатационные аспекты

Все упомянутые выше элементы жесткости и диафрагм приводят к более сложному изготовлению без преимуществ полуавтоматических процессов, которые могут использоваться с балками двутаврового сечения, и, таким образом, к более дорогостоящему производству. Это особенно верно для стальных настилов: изготовление ортотропных настилов требует большого опыта и специальных процедур сварки для достижения необходимых допусков по плоскостности.

Для композитных мостов использование временной опалубки для возведения перекрытия в большинстве случаев приведет к трудным и опасным работам внутри балок, поэтому почти всегда используется постоянная опалубка (или, возможно, сборные плиты перекрытия полной толщины).

Чтобы избежать постоянного требования поддерживать внутреннюю систему защиты от коррозии в течение всего срока службы моста, в настоящее время обычной практикой является использование атмосферостойкой стали для коробчатых балок, даже если указана внешняя система покрытия (либо для защиты от коррозии, либо для внешнего вида. ).

Внешне на коробчатых балках очень мало элементов, которые могут накапливать грязь и влагу; это должно обеспечить хорошую долговечность системы покрытия или поверхности из атмосферостойкой стали. Если применяется система покрытия, обслуживание становится проще благодаря чистым поверхностям балок.

[наверх] Почему следует выбирать стальные коробчатые балки?

При выборе стальной коробчатой ​​балки всегда необходимо учитывать относительные преимущества и недостатки коробчатых балок по сравнению с более традиционными двутавровыми балочными элементами.

Преимущества по сравнению с двутавровыми балками:

• Высокая жесткость на кручение и прочность, что обеспечивает большую пригодность для мостов с горизонтальной кривизной, большую аэродинамическую устойчивость и пониженную подверженность боковому изгибу фланцев (в режимах поперечно-крутильного или деформационного изгиба)
• Снижение потребности в точках опоры
• Повышенная долговечность и меньшее обслуживание защитных покрытий (менее открытая поверхность, меньшее количество краев, избегание открытых горизонтальных поверхностей, отсутствие открытых связей и ребер жесткости).
• Чистые линии балки закрытого короба также часто считаются придающими отличный внешний вид, особенно для пешеходных мостов, где визуальное воздействие считается важным.

Недостатки :

[вверх] Список литературы

1. ↑ BS 5400-3: 2000. Стальные, бетонные и композитные мосты. Свод правил проектирования стальных мостов. BSI

[вверх] Ресурсы

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Самая длинная балка в U.С. будет размещена на межгосударственном мосту

Самая длинная предварительно напряженная балка, когда-либо построенная в Северной Америке, подготовлена ​​к транспортировке в новый дом на будущем мосту I-5 через реку Пуйаллап в Такоме, штат Вашингтон. Фото: WSDOT

Самая длинная ферма из предварительно напряженного бетона, когда-либо сделанная в Северной Америке, скоро будет установлена ​​на межгосударственном мосту в Такоме, штат Вашингтон, согласно Департамента транспорта штата Вашингтон .

Балка из легкого бетона была произведена Concrete Technology Corporation в Такоме.По словам компании, его длина составляет 223 фута 4,5 дюйма. Его высота составляет 8,33 фута, а вес — около 240000 фунтов. Он будет размещен вместе с 29 другими балками длиной от 192 до 223 футов для нового южного моста через реку Пуйаллап 5 между штатами.

Балки были изготовлены такой длины, потому что они должны перекрывать железнодорожные пути, которые останутся в эксплуатации в период строительства. Завершенный шестиполосный мост будет иметь девять пролетов.

Снимок с дрона строительной площадки идущего на юг моста через реку Пуйаллап I-5.Фото: WSDOT

Подрядчик проекта, Guy F. Atkinson Construction, 4 января приступил к установке балок на оставшихся трех пролетах моста. Предполагается, что установка 30-балок займет около месяца. WSDOT сообщает, что два крана будут перемещать от трех до пяти балок каждую ночь. В феврале для остальных шести пролетов было установлено 54 балки.

По данным WSDOT, открытие нового моста ориентировочно запланировано на осень. Это часть проекта по добавлению полос для транспортных средств с высокой посещаемостью и другим улучшениям на межштатной автомагистрали 5, ее съездах и артериях.Цель состоит в том, чтобы улучшить транспортный поток в этом районе.

Новый мост будет прямее и шире, чем мосты, которые он заменит, сообщает WSDOT. Старые мосты через реку будут снесены. Общая стоимость проекта оценивается в 325 миллионов долларов.

Чтобы посмотреть видео WSDOT о 54 установке балок в феврале для первых шести пролетов, см. Ниже:

.