Конструкции автодорожных и городских пролетных строений
Наиболее широкое применение в нашей стране имеют разработанные в 1968—1979 гг. типовые автодорожные пролетные строения Ленгипротрансмоста разрезной и неразрезной системы с расчетными пролетами от 42 до 84 м и габаритами проезда Г-8, Г-10 и Г-11,5. Пролетные строения запроектированы в основном из стали 15ХСНД, заводские соединения сварные, монтажные — на высокопрочных болтах. Конструкции предусмотрены обычного и северного исполнения. Они отличаются требованиями к стали и конструктивными деталями. Согласно рис. 25.7 сборная железобетонная плита опирается на две главные балки и прогон проезжей части, поддерживаемый поперечными связями, которые выполняют функции поперечных балок. Пролетные строения разделены по высотам стенок балок на три серии (табл. 25.6). Основные продольные размеры типовых конструкций (панели связей, шаги ребер жесткости и упоров и т.д.) являются частями пролетного модуля 21 м. Монтажные стыки балок размещены в плоскостях некоторых поперечных связей. Сборная железобетонная плита собирается из стандартных блоков, имеющих окна для упоров. Кроме поперечных швов (шаг 21/8=2,625 м) над прогоном имеется еще продольный шов. В швах осуществляется сварка арматурных выпусков, после чего швы и окна омоноличивают. Основным способом монтажа стальной части конструкций является конвейерно-тыловая сборка и продольная надвижка с применением временных опор или аванбека. При разрезной системе соседнее пролетное строение временно присоединяется в качестве противовеса или все пролетные строения надвигаются неразрезной плетью. После надвижки неразрезного пролетного строения осуществляют регулирование (предварительное напряжение): на промежуточных опорах пролетное строение поддомкрачивают и устанавливают на временные металлические клетки. Затем укладывают плиту, омоноличивают окна и швы, дают бетону омоноличивания выстояться и опускают пролетное строение в исходное положение, что обеспечивает обжатие железобетонной плиты и увеличивает ее трещиностойкость. Можно работать домкратами на крайних опорах (где опорные реакции меньше) или получать начальный выгиб в процессе надвижки. Основной расход стали (включая арматуру железобетона, но без перил, ограждений проезда, смотровых ходов, деформационных швов, водоотводных устройств и опорных частей) в типовых пролетных строениях Ленгипротрансмоста при пролетах 42 м составляет 180—190, при пролетах 63—84 м — 230—260 кг/м2. Типовые автодорожные сталежелезобетонные пролетные строения пролетами 15—33 м для габаритов Г-8, Г-10 и Г-11,5 разработаны ЦНИИПроектстальконструкцией. В поперечном сечении разрезных и неразрезных конструкций северного исполнения — 3 или 4 сварные балки несимметричного сечения высотой 1,2 или 1,8 м, а для пролета 18 м в обычном исполнении — прокатные двутавры высотой 100 см с параллельными гранями полок. Сталежелезобетонные пролетные строения малых пролетов перспективны в труднодоступных районах нашей страны. Для однопролетных мостов и путепроводов Г.Д. Поповым разработана консольно-рамная предварительно-напряженная сталежелезобетонная конструкция. Схема консольно-рамного моста через канал им. Москвы приведена на рис. 25.8. Конструкция состоит из двухконсольного сталежелезобетонного ригеля с противовесами на консолях и двух пространственных опорных ног, образованных стойками и подкосами (одна стойка и один подкос у обоих концов каждой балки). Консоли, противовесы и опорные ноги закрыты декоративными стенками устоев. Мост через канал им. Москвы монтировали внавес с двух берегов при расположении консолей с противовесами на подмостях. После замыкания стальных балок ригеля уложили железобетонную плиту, что вызвало большие положительные моменты в середине пролета. Затем подмости убрали — моменты уменьшились почти до нуля и присоединили опустившиеся концы консолей к гибким подкосам; это превратило систему из балочной в рамную. Воспринятие большей части постоянных нагрузок в балочной системе выгодно для опор, а остальных нагрузок в рамной системе — для ригеля. Для балочно-неразрезных сталежелезобетонных пролетных строений относительно больших пролетов (преимущественно городских по индивидуальным проектам) характерно предварительное напряжение натяжением высокопрочной арматуры, что дает серьезную экономию стали и облегчает тяжелые сечения, упрощая их конструкцию. Натяжение высокопрочной арматуры может выполняться до объединения стали и железобетона (с обжатием либо стали, либо железобетона) или после объединения стали и железобетона в единую конструкцию. Натяжение может выполняться в несколько этапов. Два больших неразрезных сталежелезобетонных моста с обжатием только стали натяжением высокопрочной арматуры над стальными верхними поясами в зонах отрицательных моментов были построены в России. Однако такое предварительное напряжение не увеличивает трещиностойкости плиты, и для ее обжатия прибегали к другим (дополнительным) приемам. В результате получалось очень много этапов монтажа, предварительного напряжения и регулирования, что значительно увеличивало продолжительность возведения и стоимость. Некоторое применение в России и за рубежом имеет обжатие омоноличиваемой высокопрочной арматурой железобетонной плиты до объединения ее со стальной частью конструкции. Этот прием использован, в частности, при строительстве Калининского моста через р. Москву и мостов через р. Томь в Томске и Кемерове. Неразрезное сталежелезобетонное пролетное строение моста в Томске (рис. 25.9) имеет пролеты 65,3+6х87+65,3 м. В растягиваемых зонах плиты по бокам ребер над главными балками размещены пучки высокопрочной арматуры. Стальная часть конструкции после сборки на насыпи была надвинута с помощью аванбека. После укладки сборных плит в растягиваемых зонах омоноличивали только продольные и поперечные швы, но оставляли плиты не объединенными со стальной конструкцией. Затем укладывали на стальные верхние пояса и приваривали к предусмотренным в ребрах закладным деталям объединительные уголки, после чего натяжением высокопрочной арматуры обжимали железобетонную плиту в растягиваемых зонах. Потом натяжением высокопрочных болтов в горизонтальных полках объединительных уголков железобетонная плита была объединена с верхними поясами стальных балок, а пучки были омоноличены бетоном. Наибольшее распространение в настоящее время получило предварительное напряжение натяжением омоноличиваемой высокопрочной арматуры после объединения железобетона и стали. Высокопрочную арматуру заанкеривают обычно в железобетоне, и часть усилия обжатия передается на стальную конструкцию через объединительные устройства (упоры). Этот способ предварительного напряжения эффективнее по экономии стали, чем натяжение высокопрочной арматуры на железобетон, причем трещиностойкость плиты обеспечивается опять-таки самим натяжением арматуры, т. е. значительно проще и быстрее, чем в случае натяжения высокопрочной арматуры на стальную конструкцию. Недостатком является необходимость размещения большего количества высокопрочной арматуры и большей суммарной мощности домкратных установок. В России этот способ предварительного напряжения применен при строительстве нового Литейного моста через р. Неву, мостов через канал им. Москвы у Химок и через р. Обь в Новосибирске. Неразрезное сталежелезобетонное пролетное строение моста у Химок (рис. 25.10) имеет пролеты 81+135+81 м и ширину проезжей части 25+2х2,25 м. Стальная конструкция состоит из двух корытоообразных двухстенчатых балок со стенками высотой 3,488 м и с нижней стальной ребристой плитой на большей части длины. Конструкция цельносварная из стали 10ХСНД. Сборная железобетонная плита отличается наличием над стенками стальных балок высоких и широких железобетонных ребер, в которых в растягиваемых зонах предусмотрены каналы для высокопрочной арматуры, состоящей из пучков высокопрочных проволок диаметром 5 мм с высаженными головками по концам. Сборку и сварку стальных конструкций осуществляли на подходах. Сперва на каждом подходе была собрана головная часть стальной конструкции (длиной 86,5 м от середины моста). Она была на надопорных участках объединена с железобетонной плитой и предварительно напряжена первым этапом натяжения высокопрочной арматуры. Хвостовую часть стальной конструкции длиной 62 м собирали на каждом подходе во вторую очередь и присоединяли к головной части. После этого каждую половину пролетного строения надвинули в отверстие моста с использованием временной опоры в береговом пролете. На ее хвостовую часть, когда она находилась еще на насыпи, были уложены блоки сборной плиты. По окончании перекатки омонолитили объединительные и стыковые швы и каналы высокопрочной арматуры железобетонной плиты хвостовой части и осуществили второй этап натяжения высокопрочной арматуры. Затем временные опоры были демонтированы, а концы половин пролетного строения над устоями опущены фермоподъемниками на 3,92 м, после чего пролетное строение было замкнуто стыком на высокопрочных болтах. Заключительный этап — укладка и омоноличивание последнего участка железобетонной плиты в середине центрального пролета и обжатие его при перемещении пролетного строения в проектное положение. Неразрезное сталежелезобетонное пролетное строение моста в Новосибирске имеет схему 84+105+2х126+105+84 м. Стальная конструкция с комбинированными стенками: стенки состыкованы на высокопрочных болтах, а пояса и нижняя ребристая плита — автоматической сваркой. Объединение блоков сборной железобетонной плиты со стальными балками — монтажной сваркой вертикальных выпусков закладных деталей ребер блоков с верхними поясами балок над стенками. |