RU2337206C1

RU2337206C1 - Framework of bridge

Info

Publication number: RU2337206C1
Application number: RU2007103671/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Жаданов (RU); Виктор Иванович Жаданов; Петр Андреевич Дмитриев (RU); Петр Андреевич Дмитриев; Иван Семенович Инжутов (RU); Иван Семенович Инжутов
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-10-27
Also published as: RU2007103671A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: framework of bridge includes glued beams, armoured concrete slab of carriageway, stiffening diaphragm, transverse connection and bearing parts of beams. The new in bridge structure is that glued beams has complex cross-section including two glued batches made of boards with non-addiced internal surfaces and glued between them interlayer made of polymer with located in it reinforcing cage. Top part of framework rods is placed in armoured concrete slab of carriageway, and its bottom part is connected to bearing parts of beams.

EFFECT: rising of bearing capacity and rigidity of framework of bridge and reducing of its manufacturing work content.

2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении автодорожных или пешеходных мостов, а также мостовых сооружений, преимущественно деревобетонных.The invention relates to construction and can be used in the construction of road or pedestrian bridges, as well as bridge structures, mainly wood concrete.

Известна конструкция пролетного строения моста, включающая деревянные клееные балки, объединенную с ними в единое целое железобетонную плиту проезжей части, диафрагмы, поперечные связи и опорные части (П.А.Дмитриев «Конструкции из дерева и пластмасс. Специальный курс. Автодорожные и пешеходные мосты. Оренбург, ИПК «Газпромпечать», 2002, с.114-118, рис.5.23-5.26). Совместная работа балок и плиты достигается за счет анкеров, устраиваемых дискретно по верхним граням балок в количестве, достаточном для восприятия усилий сдвига, возникающих при совместной работе на поперечный изгиб балок и плиты. Клееные балки часто усиливают дополнительно стальными или стеклопластиковыми стержнями, расположенными в пазах в растянутых от изгиба зонах балок и вклеенных в древесину с помощью специального клея. При ширине поперечного сечения балки b>18 см с тем, чтобы избежать технологических затруднений и удешевить производство вместо одной балки, изготавливают две ее половины с шириной сечения, равной 0,5b, которые стягивают болтами обычно через вертикально поставленные прокладки (там же, с.99-100, рис.5.8). Опорные части передают опорные реакции на нижние грани балок, при этом размеры опорных частей назначаются из условия восприятия расчетных усилий древесиной при работе на смятие поперек волокон. Для упрощения конструкции опорных узлов, уменьшения их деформативности и увеличения надежности передачу опорных реакций часто обеспечивают с помощью вклеенных поперек волокон древесины стержней (там же, с.88-89, рис.4.7).The bridge span structure is known, including wooden glued beams, combined with them into a single reinforced concrete slab of the carriageway, diaphragms, transverse ties and supporting parts (P. A. Dmitriev “Structures made of wood and plastic. Special course. Road and pedestrian bridges. Orenburg, IPK Gazprompechat, 2002, p.114-118, fig. 5.23-5.26). The joint work of the beams and the slab is achieved through anchors arranged discretely along the upper faces of the beams in an amount sufficient to absorb the shear forces arising from the joint work on the transverse bending of the beams and the slab. Glued beams are often reinforced additionally with steel or fiberglass rods located in grooves in the beamed zones of the beams stretched from bending and glued into the wood using special glue. With a beam cross-sectional width b> 18 cm in order to avoid technological difficulties and reduce the cost of production instead of one beam, two halves of it are made with a section width of 0.5b, which are usually bolted together through vertically placed gaskets (ibid., P. 99-100, Fig. 5.8). The support parts transmit support reactions to the lower faces of the beams, while the dimensions of the support parts are assigned from the condition of perception of the calculated forces by the wood when working against shearing across the fibers. To simplify the design of support nodes, reduce their deformability and increase reliability, the transmission of support reactions is often provided using rods glued across the wood fibers (ibid., Pp. 88-89, Fig. 4.7).

Известное пролетное строение моста обеспечивает включение железобетонной плиты проезжей части в общую работу конструкции, однако его несущая способность и жесткость ограничены из-за того, что механические, дискретно расположенные по верхним граням балок соединительные крепления являются податливыми, накапливающими деформации сдвига во времени, что приводит к перераспределению напряжений между железобетонной плитой и клееными балками, в результате чего краевые напряжения растяжения в клееной древесине и арматуре будут увеличиваться, а прогиб балок нарастать. Таким образом, эффективность совместной работы клееных балок с железобетонной плитой существенно снижается.The known bridge span ensures the inclusion of a reinforced concrete slab of the carriageway in the overall work of the structure, however, its bearing capacity and rigidity are limited due to the fact that the mechanical fasteners that are discretely located along the upper faces of the beams are malleable, accumulating shear deformations in time, which leads to stress redistribution between the reinforced concrete slab and glued beams, as a result of which the tensile edge stresses in glued wood and reinforcement will increase I, and the deflection of the beams to increase. Thus, the effectiveness of the joint work of glued beams with a reinforced concrete slab is significantly reduced.

Кроме этого данное пролетное строение моста отличается существенной трудоемкостью изготовления по следующим причинам.In addition, this span of the bridge is notable for the significant complexity of manufacturing for the following reasons.

1. В цельноклееных дощатых балках при соотношении высоты «h» к ширине «b» h/b>6, на расстоянии от опор, приблизительно равном (0,9-1,1)h, возникают опасные растягивающие напряжения в направлении наименьшей прочности древесины. Эти напряжения, суммируясь с температурными, влажностными и динамическими воздействиями, в ряде случаев могут явиться причиной расслоения и раскалывания древесины. С тем, чтобы исключить эту опасность, продольную арматуру в армированных клееных балках у опор отгибают и заводят ее концы в верхнюю сжатую от изгиба зону балок. Другим приемом, исключающим упомянутую опасность, является вклеивание в древесину на приопорных участках балок наклонно расположенных стержней или листов фанеры. Все эти приемы усложняют технологию изготовления мостовых клееных балок.1. In whole-glued board beams with a ratio of height “h” to width “b” h / b> 6, at a distance from the supports approximately equal to (0.9-1.1) h, dangerous tensile stresses arise in the direction of least strength of the wood . These stresses, combined with temperature, humidity and dynamic effects, in some cases can cause stratification and splitting of wood. In order to eliminate this danger, the longitudinal reinforcement in reinforced glued beams at the supports is unbent and its ends are brought into the upper zone of the beams compressed from the bend. Another technique that eliminates the aforementioned danger is gluing to the wood on the supporting sections of the beams of inclined rods or sheets of plywood. All these techniques complicate the manufacturing technology of glued bridge beams.

2. Ширина сечения b клееных балок мостов, как правило, назначается в пределах 20<b<40 см. Стоимость таких балок, по крайней мере, на 20% выше по сравнению со стоимостью балок, склеенных из недефицитных досок шириной b≤17,5 см, поскольку доски для балок, имеющих ширину b>18 см, приходится склеивать еще и по их кромкам. Кроме того, для обеспечения качественной склейки широких досок требуется увеличить усилия запрессовки. При применении спаренных балок требуется выполнить отстрожку четырех боковых поверхностей вместо двух, а также постановку с предварительным высверливанием отверстий поперечных связей и прокладок, обеспечивающих совместную работу балок.2. The section width b of glued bridge beams is usually assigned within 20 <b <40 cm. The cost of such beams is at least 20% higher compared to the cost of beams glued from non-deficient boards with a width of b≤17.5 cm, since boards for beams with a width of b> 18 cm have to be glued along their edges. In addition, to ensure high-quality gluing of wide boards, it is necessary to increase the pressing forces. When using paired beams, it is required to stitch four side surfaces instead of two, as well as staging with preliminary drilling of holes for transverse ties and gaskets that ensure joint work of the beams.

3. Опирание балок с передачей увеличенных опорных реакций непосредственно на нижние их грани через площадки, работающие на смятие поперек волокон, оказывается возможным лишь при развитии площадей этих площадок до требуемой величины, что усложняет конструирование опорных узлов и, как правило, лишает эти узлы желаемой компактности. Вклеенные поперек волокон стержни усложняют технологию и увеличивают трудоемкость изготовления опорных узлов.3. Supporting the beams with the transfer of increased support reactions directly to their lower faces through platforms working to collapse across the fibers is possible only when the areas of these sites are developed to the required value, which complicates the construction of support nodes and, as a rule, deprives these nodes of the desired compactness . The rods glued across the fibers complicate the technology and increase the complexity of manufacturing support nodes.

Техническим результатом, получаемым от использования изобретения, является повышение несущей способности и жесткости пролетного строения моста, снижение трудоемкости его изготовления.The technical result obtained from the use of the invention is to increase the bearing capacity and stiffness of the bridge span, reducing the complexity of its manufacture.

Поставленная задача решается за счет того, что пролетное строение моста состоит из клееных балок, железобетонной плиты проезжей части, диафрагм жесткости, поперечных связей и опорных частей балок, причем клееные балки имеют комплексное поперечное сечение, включающее два клееных пакета из досок с неотстроганными внутренними поверхностями и приклеенную между ними прослойку из полимербетона с расположенным в ней арматурным каркасом, при этом верхняя часть стержней каркаса заведена в железобетонную монолитную плиту проезжей части, а их нижняя часть соединена с опорными частями балок.The problem is solved due to the fact that the span of the bridge consists of glued beams, reinforced concrete slab of the carriageway, stiffness diaphragms, cross ties and supporting parts of the beams, and the glued beams have a complex cross section, including two glued packages of boards with non-planed inner surfaces and a layer of polymer concrete glued between them with a reinforcing cage located in it, while the upper part of the cores of the frame is brought into a reinforced concrete monolithic slab of the carriageway, and their zhnyaya part is connected to the support parts beams.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено пролетное строение моста, поперечный разрез; на фиг.2 - то же, продольный разрез 1-1.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the span of the bridge, a cross section; figure 2 is the same, a longitudinal section 1-1.

Пролетное строение моста включает два клееных пакета из досок 1, причем внутренние поверхности пакетов неотстроганные, железобетонную плиту проезжей части 2, прослойку из полимербетона 3, приклеенную к внутренним неотстроганным поверхностям клееных пакетов 1, арматурный каркас 4, расположенный в толще полимерной прослойки 3, диафрагмы жесткости 5, поперечные связи 6 и опорные части балок 7, соединенные с арматурным каркасом 4.The bridge span includes two glued packages from boards 1, the inner surfaces of the packages being unplaned, the reinforced concrete slab of the carriageway 2, the layer of polymer concrete 3 glued to the inner unplaned surfaces of the glued packages 1, the reinforcing cage 4 located in the thickness of the polymer layer 3, and the stiffness diaphragm 5, transverse connections 6 and the supporting parts of the beams 7, connected to the reinforcing frame 4.

Клееные балки комплексного сечения с армированной прослойкой в зависимости от подвижности полимерной массы, ширины прослойки и высоты балки изготавливают в наклонном или горизонтальном направлении в следующем порядке технологических операций:Glued beams of complex cross section with a reinforced layer, depending on the mobility of the polymer mass, the width of the layer and the height of the beam are made in an inclined or horizontal direction in the following order of technological operations:

- изготавливают клееные пакеты из досок 1, производя отстрожку только одной боковой поверхности каждого из пакетов;- make glued packages from boards 1, stitching only one side surface of each of the packages;

- на неотстроганной поверхности одного из клееных пакетов 1 устанавливают арматурный каркас 4 с приваренными к нему опорными частями 7, применяя вспомогательные прокладки, обеспечивающие необходимую толщину защитного слоя полимербетона;- on the unplaned surface of one of the glued bags 1, a reinforcing cage 4 is installed with the supporting parts 7 welded to it, using auxiliary gaskets that provide the necessary thickness of the protective layer of polymer concrete;

- устанавливают второй клееный пакет 1 с заранее прибитыми к нему вспомогательными прокладками;- install the second glued package 1 with pre-nailed auxiliary gaskets to it;

- выполняют установку поперечных связей 6;- perform the installation of cross-links 6;

- производят заливку полимерной прослойки 3 с вибрированием каркаса и контролем заполняемости пространства между клееными пакетами 1 с помощью предусмотренных в них отверстий малого диаметра, закрываемых по мере заливки полимерной композиции.- fill the polymer layer 3 with the vibration of the frame and control the occupancy of the space between the glued packages 1 using the holes of small diameter provided in them, which are closed as the polymer composition is filled.

Пролетное строение моста данной конфигурации работает следующим образом:The bridge span of this configuration works as follows:

При действии вертикальной нагрузки происходит поперечный изгиб клееных балок комплексного поперечного сечения и железобетонной плиты проезжей части 2, при этом за счет монолитных соединений в общую работу пролетного строения включаются клееные пакеты 1, железобетонная плита проезжей части 2, армированная полимерная прослойка 3, что обеспечивает определение приведенных геометрических характеристик поперечного сечения с учетом соотношения модулей упругости примененных материалов. Толщина полимербетонной прослойки 3 определяется суммарной толщиной арматурного каркаса 4 и защитных слоев, а монолитное соединение прослойки 3 с неотстроганными поверхностями клееных пакетов 1 обеспечивается за счет синтетического клея, являющегося связующим полимербетона. Надежность склейки пакетов с прослойкой повышается за счет увеличения площади сцепления неотстроганных поверхностей, имеющих слегка ступенчатую форму, и натеков из отвердевшего клея, выдавленного из швов при запрессовке пакетов. Усилия сдвига между клееными балками и железобетонной плитой проезжей части 2 за счет заведения верхней части стержней арматурного каркаса 4 в тело плиты 2 передается каркасом 4 равномерно по всей длине балок, а не дискретно поставленными податливыми связями, что обеспечивает жесткое соединение клееных балок и железобетонной плиты 2 и позволяет исключить из расчетов снижающие коэффициенты, учитывающие податливость связей. Растягивающие напряжения, действующие под углом к волокнам древесины, в основном воспринимаются поперечными стержнями каркаса 4, что исключает опасность расслоения клееной древесины. За счет соединения опорных частей балок 7 с арматурным каркасом 4 значительные по величине опорные реакции передаются на армированную полимербетонную прослойку 3, у которой расчетное сопротивление сжатию в 10-15 раз больше расчетного сопротивления древесины смятию поперек волокон, что позволяет упростить конструкцию и изготовление опорных узлов. Отслоение клееных пакетов 1 от полимербетонной прослойки 3 исключается за счет постановки дополнительных поперечных связей 6 в виде болтов, шпилек или аналогичных крепежных средств, при этом поперечные связи 6 одновременно служат для соединения клееных балок с диафрагмами жесткости 5, которые обеспечивают пространственную геометрическую неизменяемость поперечного сечения пролетного строения в целом.Under the action of vertical load, lateral bending of glued beams of complex cross section and reinforced concrete slab of carriageway 2 occurs, while due to monolithic joints, glued bags 1, reinforced concrete slab of carriageway 2, reinforced polymer layer 3 are included in the overall work of the span, which makes it possible to determine geometric characteristics of the cross section, taking into account the ratio of the elastic moduli of the materials used. The thickness of the polymer concrete layer 3 is determined by the total thickness of the reinforcing cage 4 and the protective layers, and the monolithic connection of the layer 3 with the uncut surfaces of the glued bags 1 is ensured by synthetic glue, which is the binder of the polymer concrete. The reliability of gluing packages with an interlayer is increased by increasing the adhesion area of non-planed surfaces having a slightly stepped shape, and sagging of hardened glue extruded from the seams when pressing the packages. The shear forces between the glued beams and the reinforced concrete slab of the carriageway 2 due to the establishment of the upper part of the rods of the reinforcing cage 4 into the body of the slab 2 are transmitted by the casing 4 uniformly along the entire length of the beams, rather than discretely placed flexible connections, which ensures a rigid connection of the glued beams and reinforced concrete slab 2 and allows you to exclude from the calculations reducing coefficients that take into account the compliance of the bonds. Tensile stresses acting at an angle to the wood fibers are mainly perceived by the transverse rods of the frame 4, which eliminates the risk of delamination of glued wood. Due to the connection of the supporting parts of the beams 7 with the reinforcing cage 4, significant support reactions are transmitted to the reinforced polymer-concrete interlayer 3, in which the estimated compressive resistance is 10-15 times greater than the calculated wood resistance to collapse across the fibers, which simplifies the design and manufacture of the support units. The detachment of the glued bags 1 from the polymer concrete layer 3 is eliminated by setting additional cross-links 6 in the form of bolts, studs or similar fastening means, while the cross-links 6 simultaneously serve to connect the glued beams with stiffness diaphragms 5, which provide spatial geometric immutability of the cross section of the span buildings in general.

При изготовлении предлагаемого пролетного строения моста:In the manufacture of the proposed bridge span:

- отпадает необходимость склейки досок по кромкам, поскольку пакеты изготавливаются из досок шириной не более 17,5 см, что удешевляет их изготовление;- there is no need to glue boards along the edges, since the packages are made of boards with a width of not more than 17.5 cm, which makes their manufacture cheaper;

- в двух клееных пакетах 1 строгаются только две боковые поверхности, а не четыре, как в известных технических решениях, что не только сокращает трудоемкость изготовления, но и дополнительно повышает надежность склейки пакетов с полимербетонной прослойкой;- in two glued bags 1 only two side surfaces are planed, and not four, as in the well-known technical solutions, which not only reduces the complexity of manufacturing, but also further increases the reliability of gluing packages with a polymer concrete layer;

- соединение клееных балок с железобетонной плитой проезжей части 2 осуществлено при помощи арматурного каркаса 4 и не требует постановки дополнительных связей;- the connection of glued beams with a reinforced concrete slab of the carriageway 2 is carried out using a reinforcing cage 4 and does not require additional connections;

- для крепления диафрагм жесткости 5 к клееным балкам использованы поперечные связи 6, что исключает применение дополнительных крепежных соединений в этом узле;- for fastening diaphragms of rigidity 5 to glued beams, transverse connections 6 are used, which excludes the use of additional fixing joints in this node;

- опорные части балок 7 имеют простое конструктивное решение.- the supporting parts of the beams 7 have a simple structural solution.

Таким образом, предлагаемое пролетное строение моста позволяет увеличить несущую способность и жесткость конструкции, а также снизить трудоемкость его изготовления по сравнению с известным прототипом.Thus, the proposed span structure of the bridge allows to increase the bearing capacity and rigidity of the structure, as well as reduce the complexity of its manufacture in comparison with the known prototype.

Claims

The span of the bridge, consisting of glued beams, reinforced concrete monolithic slab of the carriageway, stiffness diaphragms, cross ties and the supporting parts of the beams, characterized in that the glued beams have a complex cross section, including two glued packages of boards with non-planed internal surfaces and glued between them a layer of polymer concrete with a reinforcing cage located in it, while the upper part of the cores of the frame is brought into a reinforced concrete monolithic slab of the carriageway, and their lower part is connected Heene with supporting parts of beams.