EA023978B1 - Мостовое сооружение - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области строительства, в частности к мостостроению, и касается конструкции рамно-неразрезных и балочно-неразрезных железобетонных мостов. Заявленное мостовое сооружение, возведение которого возможно без подмостей и с размещением стыка балок пролетного строения в зоне минимальных изгибающих моментов и пониженных значений поперечных сил, содержит крайние опоры, N промежуточных опор, где N≥1, и установленное на указанных опорах неразрезное сборно-монолитное балочное пролетное строение, состоящее из неразъемно соединенных балок. Балка первого пролета установлена на крайнюю опору, а также на первую промежуточную опору с образованием консоли, а каждая следующая балка установлена на консоль балки предыдущего пролета и на соответствующую промежуточную опору с образованием консоли, причем каждая балка на торцах, кроме тех торцов, которые предназначены для установки на крайние опоры, снабжена металлическими опорными столиками для взаимного опирания в узле неразъемного соединения соседних балок. Балки могут быть как жестко соединены с соответствующими опорами с образованием рамно-неразрезного мостового сооружения, так и установлены на соответствующих опорах на шарнирных опорных частях с образованием балочно-неразрезного мостового сооружения.

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности к мостостроению, и касается конструкции рамно-неразрезных и балочно-неразрезных железобетонных мостов.

В практике строительства сборно-монолитных неразрезных мостовых сооружений с пролетами до 24 м применяют конструкции, состоящие из балок и опор, объединенных обетонированием выпусков арматуры.

Возводят такие сооружения следующим образом: сооружают опоры;

у всех промежуточных опор устраивают подмости для установки на них балок пролетного строения и опалубки для монолитного участка объединения;

монтируют балки пролетного строения с опиранием их на подмости, при этом опоры располагаются между торцами балок смежных пролетов;

выполняют омоноличивание продольных и поперечных стыков балок между собой и с опорами; производят разборку подмостей и опалубки под пролетным строением.

Недостатками известной конструкции являются высокие затраты на устройство и разборку подмостей для временной установки балок; расположение стыка балок в зоне максимальных изгибающих моментов, требующих выполнения большого объема сварки и бетона в зоне бетонирования.

Наиболее близким аналогом является конструкция рамно-неразрезных путепроводов, разработанная в семидесятых годах прошлого столетия и применяемая в настоящее время [1].

Известное мостовое сооружение содержит крайние опоры, N промежуточных опор, где N>1, и жестко соединенное с указанными опорами неразрезное сборно-монолитное балочное пролетное строение, состоящее из неразъемно соединенных балок. При этом омоноличенные стыки балок расположены над опорами, в зоне максимальных изгибающих моментов.

Недостатками известной конструкции также являются высокие затраты на устройство и разборку подмостей для временной установки балок; расположение стыка балок в зоне максимальных изгибающих моментов, требующих выполнения большого объема сварки и укладки бетона в зоне бетонирования.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание рамно-неразрезной или балочнонеразрезной конструкции, возведение которой возможно без подмостей и с размещением стыка балок пролетного строения в зоне минимальных изгибающих моментов и пониженных значений поперечных сил.

Поставленная задача в заявленном мостовом сооружении, содержащем крайние опоры, N промежуточных опор, где N>1, и установленное на указанных опорах сборно-монолитное балочное пролетное строение, состоящее из соединенных балок, причем балка первого пролета установлена на первую крайнюю опору, а также на первую промежуточную опору с образованием консоли в направлении второй крайней опоры, решена за счет того, что сборно-монолитное балочное пролетное строение выполнено неразрезным, состоящим из неразъемно соединенных балок, каждая балка следующего пролета установлена на соответствующую промежуточную опору с образованием двух консолей, причем одна консоль установлена на консоль балки предыдущего пролета, а на другую консоль установлена консоль балки следующего пролета, причем последняя балка установлена на вторую крайнюю опору и на консоль предыдущей балки, при этом каждая балка на торцах, кроме тех торцов, которые предназначены для установки на крайние опоры, снабжена металлическими опорными столиками для взаимного опирания в узле неразъемного соединения соседних балок.

Балки могут быть жестко соединены с соответствующими опорами с образованием рамнонеразрезного мостового сооружения, причем на поверхностях каждой опоры, обращенных к балке, выполнены выступы для обеспечения зазора между смежными поверхностями опоры и балки для заполнения указанного зазора цементным раствором.

В первом варианте реализации описанного рамно-неразрезного мостового сооружения каждая балка выполнена с переменной высотой, причем максимальной является высота участка балки, предназначенного для размещения на соответствующей опоре, при этом снизу в этом участке выполнен паз, а в верхней части каждой опоры выполнены оголовок для размещения в указанном пазу балки и удерживающие упоры, выполненные как единое целое с оголовком для охвата балки снаружи, причем выступы для обеспечения зазора выполнены на поверхностях опоры, обращенных к балке, а балка выполнена со сквозным отверстием в области паза для подачи цементного раствора в зазоры между поверхностями балки и опоры.

Во втором варианте реализации описанного рамно-неразрезного мостового сооружения опоры выполнены с выпусками арматуры вверх, а указанные выступы выполнены на опорной поверхности опоры, а балки выполнены с вертикальными сквозными отверстиями для анкеровки в них указанных выпусков арматуры и для подачи цементного раствора в зазоры между опорой и балкой.

Балки могут быть установлены на соответствующих опорах на шарнирных опорных частях с образованием балочно-неразрезного мостового сооружения.

- 1 023978

Конструкция шарнирного объединения - обычная за счет опирания балки на металлическую или упругую опорную часть.

В процессе строительства стык балок после установки опалубки и арматуры бетонируют монолитным бетоном вместе с опорными столиками.

Конструкция жесткого объединения балок с опорой в плоскости вдоль путепровода может быть выполнена путем заделки выпусков вертикальной арматуры из опоры в сквозных отверстиях балки (по второму варианту исполнения) или стаканного типа в случае применения балок с переменной высотой (по первому варианту исполнения) в сочетании с заполнением всех зазоров между балкой и опорой цементным раствором.

В этом случае оголовок опоры располагают в пазу балки. При этом между всеми смежными поверхностями опоры и балки создают зазор гарантированного минимального размера. Омоноличивание узла осуществляют заполнением этого зазора через сквозное вертикальное отверстие в балке текучей водоцементной смесью (цементным раствором), прочность которой соответствует прочности бетона балок и опор. Перед заполнением все открытые зазоры уплотняют для предотвращения вытекания водоцементного раствора.

При стаканном стыке жесткость соединения балки и опоры в плоскости поперек путепровода достигают тем, что после заполнения всех вертикальных зазоров водоцементной смесью и набора ею прочности, смещение балки относительно опоры поперек моста невозможно.

На чертежах представлены неограничивающие примеры реализации заявленного мостового сооружения в виде рамно-неразрезного мостового сооружения.

На фиг. 1 показана схема заявленного мостового сооружения по первому варианту исполнения - с балками переменной высоты; на фиг. 2 показана схема заявленного мостового сооружения по второму варианту исполнения - с балками постоянной высоты; на фиг. 3 - узел объединения балок и монтажные столики: на фиг. 4 - общий вид балки и опоры в разъединенном положении по первому варианту исполнения; на фиг. 5 - общий вид верхней части опоры по первому варианту исполнения; на фиг. 6 - вертикальный разрез жестко объединенных балки и опоры по первому варианту исполнения; на фиг. 7 - вертикальный разрез жестко объединенных опоры и балки постоянной высоты с помощью арматурных выпусков (по второму варианту исполнения).

В приведенных примерах мостовое сооружение состоит из первой и второй крайних опор 1, промежуточных опор 2 и балок 3, 4, 5. Балка 3 первого пролета установлена на первую крайнюю опору 1, а также на первую промежуточную опору 2 с образованием консоли 6 в направлении второй крайней опоры 1, следующая балка 4 установлена на консоль 6 балки 3 и на соответствующую промежуточную опору 2 с образованием консоли 6. Последняя балка 5 установлена на консоль 6 предыдущей балки 4 и на вторую крайнюю опору 1.

Балки по первому варианту исполнения (фиг. 1, 4, 6) имеют переменную высоту, причем над опорой - максимальную; по второму варианту исполнения (фиг. 2, 7) - постоянную строительную высоту.

Балки 4 промежуточных пролетов в каждом торце имеют металлические опорные столики 7, 8 для взаимного опирания, причем столик 7, установленный со стороны консоли 6, рассчитан на нагрузку, направленную вниз, столик 8, установленный с противоположной стороны балки - на нагрузку, направленную снизу-вверх.

Балки 3 и 5 крайних пролетов имеют по одному столику - только со стороны промежуточных пролетов, причем у балок 3 первого пролета столики 7 рассчитаны на нагрузку, направленную вниз, а столики 8 балок 5 последнего пролета - на нагрузку, направленную вверх.

Во всех вариантах исполнения объединение балок между собой в продольном направлении, как показано на фиг. 3, осуществляют сваркой выпусков 9 арматуры из торцов, с установкой хомутов (на чертежах не показаны) и последующим обетонированием (заполнением бетоном пространства между торцами балок). При этом стыки балок пролетного строения оказываются расположенными в зоне минимальных изгибающих моментов и пониженных значений поперечных сил.

Балку по первому варианту исполнения изготавливают с пазом 10 (фиг 4, 6) и сквозным отверстием 11 в области паза 10 для подачи цементного раствора в зазоры между поверхностями балки и опоры.

Промежуточные опоры 2 по первому варианту исполнения (фиг. 5, 6) изготавливают с оголовком 12 для размещения в пазу 10 балки 3, 4 или 5 и с выполненными как единое целое с оголовком 12 удерживающими упорами 13 для охвата балки снаружи. Для обеспечения зазоров на поверхностях опоры 2, обращенных к балке, выполнены выступы 14.

При монтаже каждой балки оголовок 12 опоры 2 располагают в пазу 10 балки, которую, в свою очередь, помещают между удерживающими опорами 13. Благодаря выступам 14 на горизонтальных и вертикальных поверхностях оголовка 12 и вертикальных поверхностях упоров 13, между поверхностями выступа опоры и поверхностями балки образуются зазоры гарантированных минимальных размеров. Необходимый размер зазоров назначают из условия свободного растекания в них литого водоцементного раствора необходимой прочности.

Перед заполнением все открытые зазоры уплотняют устройством 15 для предотвращения вытекания водоцементного раствора. Затем зазоры заполняют литым цементным раствором через отверстие 11

- 2 023978 в балке 3, 4 или 5.

В этом варианте устойчивость балок от опрокидывания в стороны обеспечивают удерживающими упорами 13 в верхней части опоры, охватывающими балку.

Объединение балок между собой в поперечном направлении осуществляют обычным способом: монолитной или сборно-монолитный плитой, жестко связанной с балками (на чертежах не показано).

Жесткое объединение балок с опорами может быть выполнено по второму варианту (фиг. 7) путем заделки выпусков арматуры 16 из опоры 2, которые при монтаже вводят в сквозные отверстия 17 в балке 3, 4, 5 с последующим заполнением их литым цементным раствором высокой прочности. Благодаря выступу 14 на горизонтальной поверхности опоры 2, на который балка опирается при монтаже, между этой поверхностью и поверхностью балки образуется зазор 18 гарантированных минимальных размеров. Необходимый размер зазора назначают из условия свободного растекания в нем литого водоцементного раствора необходимой прочности.

Передача нагрузки от балки на опору происходит через затвердевший раствор, которым заполнен зазор 18. Для предотвращения вытекания водоцементного раствора используют устройство 15, располагая его по контуру всех открытых зазоров.

Возможна реализация заявленного мостового сооружения в балочно-неразрезном варианте (на чертежах не показано). Балки могут быть установлены на соответствующих опорах на шарнирных опорных частях. Объединение балок между собой в продольном направлении, как показано на фиг. 3, осуществляют сваркой выпусков 9 арматуры из торцов, с установкой хомутов (на чертежах не показаны) и последующим обетонированием (заполнением бетоном пространства между торцами балок). При этом стыки балок пролетного строения также оказываются расположенными в зоне минимальных изгибающих моментов и пониженных значений поперечных сил. Конструкция шарнирных опорных частей - обычная за счет опирания балки на металлическую или упругую опорную часть.

Заявленное мостовое сооружение сооружают следующим образом.

Возводят крайние 1 и промежуточные 2 опоры. После возведения опор монтируют балки 3 первого пролета с опиранием их на первую крайнюю опору 1 и первую промежуточную опору 2 с образованием консоли 6 в направлении второй крайней опоры, (фиг. 1, 2) длиной 1/4-1/5 длины балки. Балки 4 второго и последующих пролетов монтируют с опиранием их на консоли 6 балок ранее смонтированного пролета, при этом столики 8 опирают на столики 7. Балки 5 последнего пролета монтируют с опиранием на консоли 6 балок предпоследнего пролета и вторую крайнюю опору 1. Омоноличивание узлов опирания балок на опоры осуществляют последовательно после монтажа балок каждого пролета (предпочтительно), омоноличивание узлов продольного объединения балок между собой осуществляют так же последовательно, предпочтительно после завершения монтажа очередного пролета. Плиты пролетного строения устраивают попролетно после продольного объединения балок.

Таким образом, созданы рамно-неразрезная и балочно-неразрезная конструкции мостового сооружения, возведение которых возможно без подмостей и с размещением стыка балок пролетного строения в зоне минимальных изгибающих моментов и пониженных значений поперечных сил.

Источники информации.

Бычковский Н.Н., Пименов С.И. Железобетонные мосты, ч. 1. - Саратов, 2006 (прототип), с. 110,

111.

Claims (5)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Мостовое сооружение, содержащее крайние опоры, N промежуточных опор, где N>1, и установленное на указанных опорах сборно-монолитное балочное пролетное строение, состоящее из соединенных балок, причем балка первого пролета установлена на первую крайнюю опору, а также на первую промежуточную опору с образованием консоли в направлении второй крайней опоры, отличающееся тем, что сборно-монолитное балочное пролетное строение выполнено неразрезным, состоящим из неразъемно соединенных балок, каждая балка следующего пролета установлена на соответствующую промежуточную опору с образованием двух консолей, причем одна консоль установлена на консоль балки предыдущего пролета, а на другую консоль установлена консоль балки следующего пролета, причем последняя балка установлена на вторую крайнюю опору и на консоль предыдущей балки, при этом каждая балка на торцах, кроме тех торцов, которые предназначены для установки на крайние опоры, снабжена металлическими опорными столиками для взаимного опирания в узле неразъемного соединения соседних балок.
2. 2. Мостовое сооружение по п.1, отличающееся тем, что балки жестко соединены с соответствующими опорами, причем на поверхностях каждой опоры, обращенных к балке, выполнены выступы для обеспечения размера зазора между смежными поверхностями опоры и балки для заполнения указанного зазора цементным раствором.
3. 3. Мостовое сооружение по п.2, отличающееся тем, что каждая балка выполнена с переменной высотой, причем максимальной является высота участка балки, предназначенного для размещения на соответствующей опоре, при этом снизу в этом участке выполнен паз, а в верхней части каждой опоры вы- 3 023978 полнены оголовок для размещения в указанном пазу балки и удерживающие упоры, выполненные как единое целое с оголовком для охвата балки снаружи, причем выступы для обеспечения гарантированного размера зазора выполнены на поверхностях опоры, обращенных к балке, а балка выполнена со сквозным отверстием в области паза для подачи цементного раствора в зазоры между поверхностями балки и опоры.
4. 4. Мостовое сооружение по п.2, отличающееся тем, что опоры выполнены с выпусками арматуры вверх, при этом указанные выступы выполнены на опорной поверхности опоры, причем балки выполнены с вертикальными сквозными отверстиями для анкеровки в них указанных выпусков арматуры и для подачи цементного раствора в зазоры между опорой и балкой.
5. 5. Мостовое сооружение по п.1, отличающееся тем, что балки установлены на соответствующих опорах на шарнирных опорных частях.