RU2513574C2 - Способ строительства и конструкция эстакад и мостовых переходов в условиях вечной мерзлоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к дорожному строительству эстакад и мостовых переходов для автомобильных и железных дорог в условиях вечной мерзлоты, сейсмически активных районах, а также в горной и пересеченной местности, на болотах и слабых грунтах. Способ включает возведение трубобетонных опор и монтаж на них неразрезного железобетонного пролетного строения из коробчатых блоков, стянутых и напряженных стальными канатами в длинномерную конструкцию - балку. Трубобетонные опоры устанавливают в слой вечной мерзлоты на глубину не менее 1 м от поверхности стабильного слоя вечной мерзлоты с изоляцией верхних и нижних частей опор упругими герметичными емкостями, наполненными сжатым до давления не менее 2 атм воздухом. Блоки пролетного строения стягивают и напрягают стальными канатами попарно и симметрично между надопорными блоками, а все пролетное строение устанавливают с зазором-продухом между нижней поверхностью балки и поверхностью грунта не менее 1 м. Упругие герметичные емкости сжатого воздуха выполнены в верхней части в виде автомобильных шин, а в нижней части - в виде цилиндрической емкости с углублением для ввода нижних торцов опор и соединены с компрессором стальными трубками, заложенными в бетоне трубобетонной опоры. Надопорные блоки пролетного строения снабжены расположенной в средней части блока поперек полотна вертикальной стенкой с размещенными симметрично с обеих сторон стенки анкерными гнездами для крепления анкеров. Стягивающие и напрягаемые стальные канаты расположены попарно в отверстиях выступов-ригелей симметричных пролетных блоков, исключая средний. Изобретение позволяет ускорить строительство, снизить эксплуатационные затраты и повысить безопасность движения транспорта. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано при строительстве эстакад и мостовых переходов для автомобильных и железных дорог в условиях вечной мерзлоты, сейсмически активных районов, а также горной и пересеченной местности, на болотах и слабых грунтах.

Известен способ возведения моста, эстакады, включающий возведение опор и размещение на них неразрезного железобетонного пролетного строения из железобетонных продольных балок, которые выполняют из монолитного или сборно-монолитного железобетона путем бетонирования в съемной опалубке посекционно с армированием напрягаемой и ненапрягаемой арматурой и с последующей продольно-цикловой надвижкой секций до размещения каждой из них в проектном положении (см., например, патент РФ №2208084, кл. Е01D 21/00, 2002 г.). Напрягаемую арматуру в известном решении размещают в закрытых каналах, причем часть каналов выполняют прямолинейными, а часть - криволинейными; арматуру, расположенную в прямолинейных каналах, напрягают в пределах каждой секции перед ее надвижкой, а арматуру, расположенную в криволинейных каналах, проталкивают или протягивают в каналах после надвижки всего пролетного строения или надвигаемой ветви его и напрягают после надвижки всех секций, образующих пролетное строение или его надвигаемую часть.

Указанный известный способ возведения моста, эстакады сокращает сроки строительства при одновременном обеспечении безопасности производства работ. Однако изготовление пролетного строения на вечномерзлых грунтах в условиях строительной площадки путем бетонирования отдельных секций возводимой конструкции связано с необходимостью проведения бетонных работ по большей части в зимнее время года, а следовательно, с необходимостью проведения специальных дорогостоящих и трудоемких технологических мероприятий, предотвращающих преждевременное замораживание бетона и обеспечивающих условия для его нормального или ускоренного твердения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ строительства моста, эстакады, включающий возведение трубобетонных опор и монтаж на них неразрезного железобетонного пролетного строения из коробчатых железобетонных блоков, собранных по длине конструкции, стянутых и напряженных стальными канатами или их пучками в виде балки с плитой проезжей части на поверхности (см., например, «Технологические карты. Уравновешенный навесной монтаж железобетонного неразрезного пролетного строения». - Москва, 1974 г.). В известном способе предварительно напряженное пролетное строение собирают из отдельных поперечно-члененных коробчатых блоков на клееных стыках, а для армирования применяют мощные арматурные пучки из семипроволочных прядей, которые располагают в закрытых каналах. После натяжения арматурных пучков домкратами усилием 230 т производят инъецирование каналов цементным раствором. Применение в известном способе высокоэффективных трубобетонных опор, отличающихся высокой несущей способностью и нашедших применение во всем мире, а также коробчатых преднапряженных блоков заводской готовности позволяет возводить эстакады и мостовые переходы повышенной несущей способности и эксплуатационной надежности.

Однако при строительстве эстакад и мостов в условиях вечной мерзлоты даже такие высокоэффективные строительные конструкции как трубобетонные опоры приходится устанавливать на весьма большую глубину во избежание деформаций мостовых конструкций, возникающих под воздействием температурных просадок грунта в период его сезонного замораживания - оттаивания.

Также известны мостовые конструкции на вечной мерзлоте, включающие опоры и установленные на них пролетные строения (см., например, «Методические рекомендации по применению разных способов охлаждения грунтов оснований опор мостов возводимых на вечномерзлых грунтах» - Москва, 1984.). В рассматриваемых мостовых конструкциях для исключения тепловых просадок грунтов под воздействием частых знакопеременных нагрузок в процессе сезонного промерзания - оттаивания и, таким образом, обеспечения нормальной эксплуатации мостов и эстакад в условиях вечной мерзлоты применяются различные охлаждающие устройства грунтов оснований, например, одно- или двухтрубные охлаждающие установки системы Гапеева Г.И. В районах с умеренным режимом снегоотложений (при объеме снегопереноса за зиму не более 200 м³/м) применение таких установок вполне оправдано. Однако в условиях сильного снегопереноса, когда теплообменники охлаждающих установок заносит снегом, эффект их применения существенно снижается: необходимо не только значительно заглублять опоры для достижения требуемой надежности конструкции, что, в свою очередь, увеличивает материалоемкость и трудоемкость сооружения фундаментов, но при этом одновременно нарушается стабильность вечномерзлого слоя, что приводит к его деформации и просадкам.

В другой известной конструкции многопролетного моста, включающей пролетное строение и опоры, последние, для предотвращения деформаций конструкций, выполнены с демпферным устройством в виде резиновых блоков, расположенных между скошенными гранями пролетных строений и опорами (см., например, авторское свидетельство СССР №885402, кл. E01D 1/00, 1980 г.). Предлагаемая конструкция моста предназначена для строительства преимущественно в сейсмических районах, где она обеспечивает эффективное гашение вертикальных нагрузок, возникающих под влиянием кратковременных сейсмических воздействий.

Однако, применение предложенных в известном решении жестких резиновых блоков для устранения температурных просадок грунтов, возникающих под действием сил морозного пучения грунта в районах вечной мерзлоты, не обеспечивает надежной эксплуатации сооружений вследствие значительной теплопроводности плотных резиновых блоков, вызывающей подтаивание опор при воздействии тепла и частых знакопеременных нагрузок в процессе сезонного промерзания - оттаивания.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции по технической сущности является конструкция мостового перехода, включающая береговые и промежуточные опоры и железобетонное пролетное строение с предварительно напряженной арматурой, закрепленной в береговых опорах (см. патент РФ №1488381, кл. Е01D 1/00, 1987 г.). В верхней части береговых опор предусмотрены ниши с размещенными над ними подвижными плитами, к которым прикреплены концы предварительно напряженной арматуры. В нишах расположены домкраты, соединенные с гидравлическими аккумуляторами. Благодаря такой конструкции береговых опор известный мост имеет постоянный уровень распора, поддерживаемый гидравлическими аккумуляторами, а возникающие в процессе эксплуатации температурные воздействия на мостовую конструкцию, в том числе температурные просадки грунтов в районах вечной мерзлоты, не приводят к деформации и трещинообразованию конструкции.

Однако сложность конструктивного исполнения береговой опоры предлагаемого моста снижает эффективность применения известной конструкции моста.

Цель предлагаемого технического решения - ускорение строительства, исключение работ по отсыпке и теплоизоляции дорожного основания, охлаждение опор, повышение безопасности движения транспорта и снижение эксплуатационных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в способе строительства эстакад и мостовых переходов для автомобильных и железных дорог в условиях вечной мерзлоты, включающем бурение скважин, возведение круглых трубобетонных опор и монтаж на них неразрезного железобетонного пролетного строения, собранного из коробчатых блоков, стянутых и напряженных стальными канатами или их пучками из расчета от 5 до 20 т на каждый канат в длинномерную конструкцию - балку, с сечением поперек полотна в виде обратной трапеции, с проезжей частью в виде поверхности верхнего основания, удлиненной консолями, трубобетонные опоры устанавливают в слой вечной мерзлоты на глубину не менее 1 м от поверхности стабильного слоя вечной мерзлоты с изоляцией верхних и нижних частей трубобетонных опор упругими герметичными емкостями, наполненными сжатым до давления не менее 2 атм воздухом, причем блоки пролетного строения стягивают и напрягают стальными канатами или их пучками попарно и симметрично между надопорными блоками, а все пролетное строение устанавливают с зазором-продухом между нижней поверхностью балки и поверхностью грунта не менее 1 м, а в конструкции эстакад для автомобильных и железных дорог в условиях вечной мерзлоты согласно способу по п.1, включающей трубобетонные опоры и неразрезное стянутое и напряженное стальными канатами пролетное строение, выполненное в виде составной по длине балки из коробчатых железобетонных преднапряженных блоков с плитой проезжей части на поверхности, верхняя и нижняя части трубобетонных опор снабжены упругими герметичными емкостями сжатого воздуха, выполненными в верхней части в виде автомобильных шин с внешним диаметром, совпадающим с наружным диаметром трубобетонных опор, а в нижней части - в виде цилиндрической емкости с углублением для ввода нижних торцов трубобетонных опор, и соединенными с компрессором стальными трубками, заложенными в бетоне трубобетонной опоры, при этом шины, расположенные в верхней части трубобетонных опор, размещены между верхним торцом трубобетонных опор и нижним утолщенным основанием надопорных блоков, выполненных с цилиндрическими отверстиями диаметром, на 10-20 мм превышающим диаметр трубобетонных опор, причем торцы трубобетонных опор введены в цилиндрические отверстия блоков снизу на высоту, выбранную в пределах от 0,1 до 0,2 диаметра трубобетонных опор и закреплены 2-4-мя стальными стержнями диаметром от 20 до 40 мм, в своей нижней частью заглубленными в тело бетона трубобетонной опоры и соединенными друг с другом на уровне от верхнего торца трубобетонных опор, выбранном в пределах от 1 до 2 диаметров трубобетонных опор, а в верхней части выполненными с резьбой на концах, проходящими через отверстия в основании надопорных блоков и прикрепленными к основанию блоков пластинами с шайбами и гайками; надопорные и пролетные коробчатые блоки пролетного строения выполнены с размером плиты проезжей части вдоль дорожного полотна от 0,5 до 2,0 его ширин и утолщенным основанием в нижней части, при этом сопрягаемые торцовые поверхности блоков выполнены с попеременными симметрично расположенными пирамидальными выступами и углублениями совпадающей формы высотой или глубиной от 0,3 до 0,7 толщины соответствующей стенки блока и суммарной площадью сопряжения от 0,3 до 0,4 площади каждой стенки; надопорные блоки строения снабжены расположенной в средней части блока поперек полотна вертикальной стенкой с размещенными симметрично с обеих сторон стенки анкерными гнездами с возможностью крепления в них анкеров, при этом стягивающие и напрягаемые стальные канаты или пучки канатов расположены попарно в отверстиях выступов-ригелей симметричных пролетных блоков, исключая средний, а анкеры на концах напрягаемых стальных канатов или их пучков расположены в крепежных пустотах с двух сторон стенок надопорных блоков; на боковых стенках надопорных коробчатых блоков размещены люки с возможностью монтажа и обслуживания анкерных креплений внутри блоков; пролетные блоки строения выполнены с размещенными внутри, в средней части, поперек дорожного полотна, стенками с выступами высотой над поверхностью основания блоков от 1,0 до 2,0 и шириной - от 2,0 до 4,0 толщин основания блоков со сквозными горизонтальными отверстиями и стальными гильзами вдоль дорожного полотна в выступах с возможностью ввода в них стягивающих и напрягаемых стальных канатов или их пучков в попарно и симметрично расположенные по длине дорожного полотна пролетные блоки, исключая средний.

Приведенные в заявляемом решении параметры конструкции и способа строительства моста, эстакады на вечной мерзлоте обеспечивают достижение поставленной цели. За пределами указанных параметров цель не достигается.

Сущность заявляемого технического решения состоит в следующем. Благодаря размещению упругих герметичных емкостей со сжатым до давления не менее 2 атм воздухом на торцах трубобетонных круглых опор осуществляется хорошая теплоизоляция трубобетонных опор в связи с высокими теплоизоляционными свойствами воздуха - λ=0,026 Вт/(м·K), а также реализуется упругая компенсация знакопеременных нагрузок проходящего транспорта. При этом в результате установки теплоизолированных трубобетонных опор в вечную мерзлоту на глубину не менее 1 м от поверхности стабильного слоя вечной мерзлоты практически не разрушается (не разрыхляется!) грунт вокруг трубобетонной опоры, сохраняясь в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации и, таким образом, предотвращая его оттаивание, сопровождающееся, как известно, большими по величине и неравномерными по площади осадками.

Используемые при этом в качестве трубобетонных опор в неразрезном многопролетном строении предлагаемого моста трубобетонные колонны заводского изготовления, воспринимающие нагрузки с нескольких мостовых пролетов, являются наиболее быстро возводимыми, индустриальными, конструктивно надежными и экономичными в строительстве несущими конструкциями пролетных строений на вечномерзлых грунтах.

Предлагаемая конструкция моста, эстакады, мостового перехода изображена на фиг.1, продольный разрез; на фиг.2 показан типичный стык торцов предлагаемых коробчатых блоков; на фиг.3 - надопорный блок: а) вид с торца; б) поперечный разрез блока; на фиг.4 - крепление трубобетонных опор в надопорных блоках, поперечный разрез; на фиг.5 - блок пролетного строения: а) вид с торца; б) поперечный разрез блока.

Предлагаемая конструкция эстакады, мостового перехода на вечной мерзлоте содержит неразрезное многопролетное предварительно напряженное железобетонное строение 1 и трубобетонные опоры 2. Пролетное строение 1 (фиг.1) выполнено в виде неразрезной предварительно напряженной сборной балки, составленной из коробчатых надопорных 3 и пролетных 4 коробчатых блоков строения с размером плиты проезжей части вдоль дорожного полотна от 0,5 до 2,0 его ширины. Для обеспечения точной установки блоков на сопрягаемых торцах коробчатых блоков предусмотрены фиксаторы 5 - попеременные, симметрично расположенные пирамидальные выступы и впадины совпадающей формы, выполненные высотой или глубиной от 0,5 до 1,0 толщины соответствующей стенки блока и суммарной площадью сопряжения от 0,3 до 0,5 площади каждой стенки (фиг.2). Фиксаторы 5 могут иметь различную форму. Однако при устройстве фиксаторов пирамидальной формы в стенках блока улучшается работа стыка элементов сборной конструкции на передачу поперечных сил любого направления. На торцовых стенках надопорных блоков 3 размещены также люки 6 для монтажа и обслуживания анкерных креплений внутри блоков (фиг.3).

Надопорные блоки 3 снабжены вертикальной стенкой 7, расположенной вдоль блока в его средней части, с размещенными на ней с обеих сторон стенки арматурными гнездами 8 с возможностью крепления в них анкеров и выполнены с утолщенным нижним основанием 9, в котором расположены цилиндрические отверстия 10 диаметром, на 10-20 мм превышающим диаметр трубобетонных опор 2 для ввода верхней части трубобетонных опор (фиг.3).

Верхнее основание, нижнее основание и боковые стенки коробчатых блоков предлагаемой пролетной конструкции в поперечном сечении составляют обратную трапецию с консолями на верхнем основании, формирующем плиту проезжей части дорожного полотна магистрали. Предлагаемое техническое решение предусматривает между нижней поверхностью пролетного строения и поверхностью грунтов зазор-продух высотой не менее 1 м (фиг.4).

Также предусмотрено опирание несущих трубобетонных опор, минуя переходной подверженный таянию в летний период нестабильный слой (на фиг.4 от +0,0 до -0,0), на слой стабильной мерзлоты.

Согласно предлагаемому изобретению трубобетонные опоры 2 размещены на стабильном слое вечной мерзлоты, при этом нижний торец трубобетонной опоры располагают на уровне не менее 1 м от поверхности стабильного слоя вечной мерзлоты (фиг.4). Трубобетонные опоры 2 выполнены в виде трубобетонных колонн диаметром от 0,5 до 1,5 м. Трубобетонные опоры 2 расположены поперек дорожного полотна на оптимальном расстоянии друг от друга от одного до двух диаметров трубобетонных колонн, а по длине дорожного полотна - на расстоянии от 25 до 100 м друг от друга. Количество трубобетонных опор определяется необходимой шириной дорожного полотна магистрали.

Верхняя и нижняя части трубобетонных опор 2 снабжены упругими герметичными емкостями сжатого воздуха для теплоизоляции и амортизации трубобетонных опор (фиг.4), выполненными в верхней части в виде заполненных сжатым воздухом до давления не менее 2 атм автомобильных шин 11 с внешним диаметром, совпадающим с наружным диаметром трубобетонных опор 2 (фиг.4), а в нижней части - в виде цилиндрической емкости 12 с углублением для ввода нижних торцов трубобетонных опор 2. Шины 11, расположенные в верхней части трубобетонных опор, размещены между верхним торцом трубобетонных опор 2, введенным в цилиндрические отверстия (углубления) 10 (фиг.3) надопорных блоков 3, и дном цилиндрических отверстий 10 в нижнем утолщенном основании 9 надопорных блоков. Цилиндрические отверстия 10 выполнены диаметром, на 10-20 мм превышающим диаметр трубобетонных опор, причем верхние торцы трубобетонных опор 2 введены в цилиндрические отверстия 10 на высоту, выбранную в пределах от 0,1 до 0,2 диаметра трубобетонных опор, и закреплены 2-4-мя стальными стержнями 13 диаметром от 20 до 40 мм. Стержни 13 своей нижней частью заглублены в тело бетона трубобетонной опоры 2 и соединены друг с другом на уровне от верхнего торца трубобетонных опор, выбранном в пределах от 1 до 2 диаметров опор, а в верхней части выполнены с резьбой на концах, проходят через сквозные отверстия в утолщенном основании 9 надопорных блоков 3 и прикреплены к основанию 9 надопорных блоков пластинами 14 с шайбами и гайками 15.

Нижние упругие емкости 12 трубобетонных опор 2 (фиг.4) выполнены из резины в виде цилиндров с цилиндрическим углублением меньшего диаметра сверху с возможностью посадки в них нижних торцов трубобетонных опор. Выбранный наружный диаметр упругой цилиндрической емкости 12 на 0,1-0,2, а внутренний диаметр - на 0,02-0,03 превышают наружный диаметр нижней части трубобетонных опор с возможностью их сопряжения; высота цилиндрической емкости 12 выбирается в пределах от 1 до 2 диаметров трубобетонных опор, диаметром, на 0,010-0,015 превышающим диаметр трубобетонных опор, и высотой углубления в 0,3-0,5 диаметра трубобетонных опор для обеспечения ввода в емкость нижних торцов трубобетонных опор. При этом цилиндрическая емкость 12 соединена стальной трубкой-воздуховодом 16, закладной в бетоне трубобетонной опоры, с компрессором 17.

Пролетные блоки 4 (фиг.5) выполнены с размещенными в средней части внутри блока, поперек дорожного полотна, вертикальными стенками 18 с выступами 19 высотой над поверхностью основания блоков от 1,0 до 2,0 и шириной от 2,0 до 4,0 толщин основания блоков, в нижней части которых в выступах 19 расположены сквозные горизонтальные отверстия 20 и стальные гильзы 21, ориентированные вдоль дорожного полотна и предназначенные для ввода стягивающих и напрягаемых стальных канатов или их пучков в попарно и симметрично распределенные - относительно середины пролета - блоки 4 пролетного строения.

Предлагаемый способ с использованием заявляемой конструкции эстакады, мостового перехода осуществляют следующим образом.

В вечномерзлом грунте в месте погружения трубобетонных опор 2 разбуривают скважины на глубину в слой вечной мерзлоты не менее 1 м от поверхности стабильного слоя вечной мерзлоты. Перед установкой трубобетонных опор на дно пробуренных скважин укладывают небольшой выравнивающий слой песка. Затем в скважины устанавливают трубобетонные опоры 2 с прикрепленными к верхнему торцу опор шинами 11, а к нижним торцам трубобетонных опор - упругими цилиндрическими емкостями 12, соединяя шины и выводы стальных трубок-воздуховодов 16 нижних цилиндрических упругих емкостей 12 с компрессором 17 для поддержания в них давления не ниже 2 атм.

Монтаж неразрезного предварительно напряженного многопролетного строения производят методом попролетной сборки на сплошных подмостях отдельных железобетонных коробчатых блоков. Блоки изготавливают на полигоне и подвозят к месту монтажа на платформах. При этом длина блоков определяется их массой, грузоподъемностью применяемого кранового оборудования и условиями транспортирования.

Надопорные блоки 3 и пролетные блоки 4 строения монтируют с размером плиты проезжей части вдоль дорожного полотна от 0,5 до 2,0 его ширины, что определяется оптимальным соотношением размеров блоков, их массы, полос для движения автомобилей или габаритов железнодорожных путей с шириной дорожного полотна от 4 до 10 м.

Напрягаемые стальные канаты (фиг.1) пропускают на всю длину пролета с нечетным числом пролетных блоков с одновременным протягиванием их через отверстия 20 со стальными гильзами 21 в нижней части вертикальных стенок 18 пролетных блоков 4. При этом протягивают напрягаемую арматуру через блоки 1-5 пролетного строения, например, при 5-ти пролетных блоках, попарно: через блоки 1 и 5, 2 и 4, симметрично относительно середины монтируемого пролета, в которой блок 3 пролетного строения напрягается самостоятельно. Концы арматурных канатов закрепляют в анкерных гнездах 8, размещенных на торцовых стенках надопорных блоков 3. Расположенные на торцевых поверхностях блоков фиксаторы 5 в виде переменных симметрично расположенных трапецеидальных выступов и впадин обеспечивают точное совпадение при монтаже соседних блоков и после напряжения стальных канатов или их пучков усилием в пределах от 5 до 20 т на каждый канат обеспечивают несущую способность пролетной конструкции, опирающейся на трубобетонные колонны.

Более экономичным следует считать устройство подмостей только в одном пролете. После монтажа пролетного строения в пролете подмости разбирают и перемещают в следующий пролет.

Усовершенствованной разновидностью этого способа строительства является метод попролетной сборки. В этом случае подмости представляют собой специальный агрегат, который перемещается из пролета в пролет, опираясь на опоры моста, эстакады и собранную часть конструкции. Здесь конструкция пролетного строения должна быть такой, чтобы обеспечивалось беспрепятственное перемещение подмостей в очередной пролет.

Объединение блоков осуществляют пропускаемой по всей длине пролета напрягаемой арматурой. В рассматриваемом решении армирование смонтированной на трубобетонных опорах - сваях коробчатой балки осуществляют концентрированными пучками напрягаемой арматуры в виде стальных канатов, содержащими большое число высокопрочных проволок, располагаемых с отгибами от середины пролета к трубобетонным опорам. Такие пучки очень трудно протянуть в закрытых каналах, поэтому их располагают открыто во внутренних полостях коробок. Постепенный отгиб из нижней зоны в верхнюю может осуществляться с заводкой пучка за упорные ребра жесткости (в нашем случае - ригели).

После монтажа пролетного строения в этом пролете подмости разбирают и перемещают в следующий пролет. Обычно коробчатые пролетные строения с пролетами более 30-40 м монтируют из блоков, непосредственно устанавливаемых в пролет.

Предлагаемый способ и конструкция эстакады, мостового перехода для автомобильных и железных дорог позволяют круглогодично строить магистрали из полностью сборных железобетонных элементов - конструкций: коробчатых блоков, трубобетонных опор - как в жестких климатических условиях вечной мерзлоты, так и в различных регионах с пересеченной местностью, наличием болот и слабых грунтов. Новая конструкция позволяет исключить материало- и трудоемкие работы по отсыпке и теплоизоляции дорожных оснований, исключить необходимость специальных работ по созданию систем охлаждения опор и дорожного полотна. Применение сборных железобетонных элементов и комплектующих позволяет обеспечить высокий темп строительства эстакад и мостовых переходов по предлагаемому изобретению, значительно снизит трудозатраты и стоимость строительства.

Железобетон является надежным и долговечным материалом со сроком эксплуатации в десятки лет. Наиболее целесообразно изготовление долговечных сборных железобетонных элементов в виде трубобетонных опор и коробчатых блоков на основе наноцементов, разработанных и реализуемых в промышленности Открытым акционерным обществом «Московский ИМЭТ» (см. статью М.Я. Бикбау «Бетоны на наноцементах: свойства и перспективы». - ж-л «Строител. матералы, оборуд. и технологии XXI века. Технологии бетонов» - 2011. - №11 - 12. - С.20-24).

Применение по предлагаемому изобретению изолирующих емкостей с сжатым воздухом позволяет обеспечить сохранение несущей способности мерзлых грунтов в основании эстакад или мостовых переходов вне зависимости от изменений климатических условий с одновременной компенсацией значительных знакопеременных нагрузок при прохождении тяжелого транспорта, что существенно повысит безопасность движения и снизит стоимость эксплуатационных затрат.

Таким образом, достигаются все поставленные цели изобретения.

Claims (2)

1. Способ строительства эстакад и мостовых переходов для автомобильных и железных дорог в условиях вечной мерзлоты, включающий бурение скважин, возведение круглых трубобетонных опор и монтаж на них неразрезного железобетонного пролетного строения, собранного из коробчатых блоков, стянутых и напряженных стальными канатами или их пучками из расчета от 5 до 20 т на каждый канат в длинномерную конструкцию - балку, с сечением поперек полотна в виде обратной трапеции, с проезжей частью в виде поверхности верхнего основания, удлиненной консолями, отличающийся тем, что трубобетонные опоры устанавливают в слой вечной мерзлоты на глубину не менее 1 м от поверхности стабильного слоя вечной мерзлоты с изоляцией верхних и нижних частей трубобетонных опор упругими герметичными емкостями, наполненными сжатым до давления не менее 2 атм воздухом, причем блоки пролетного строения стягивают и напрягают стальными канатами или их пучками попарно и симметрично между надопорными блоками, а все пролетное строение устанавливают с зазором-продухом между нижней поверхностью балки и поверхностью грунта не менее 1 м.

2. Конструкция эстакад для автомобильных и железных дорог в условиях вечной мерзлоты согласно способу по п.1, включающая трубобетонные опоры и неразрезное стянутое и напряженное стальными канатами пролетное строение, выполненное в виде составной по длине балки из коробчатых железобетонных преднапряженных блоков с плитой проезжей части на поверхности, отличающаяся тем, что верхняя и нижняя части трубобетонных опор снабжены упругими герметичными емкостями сжатого воздуха, выполненными в верхней части в виде автомобильных шин с внешним диаметром, совпадающим с наружным диаметром трубобетонных опор, а в нижней части - в виде цилиндрической емкости с углублением для ввода нижних торцов трубобетонных опор, и соединенными с компрессором стальными трубками, заложенными в бетоне трубобетонной опоры, при этом шины, расположенные в верхней части трубобетонных опор, размещены между верхним торцом трубобетонных опор, введенным в цилиндрические отверстия блоков снизу, и дном цилиндрических отверстий нижнего утолщенного основания надопорных блоков; цилиндрические отверстия выполнены диаметром, на 10-20 мм превышающим диаметр трубобетонных опор, причем верхние торцы трубобетонных опор введены на высоту, выбранную в пределах от 0,1 до 0,2 диаметра опор, и закреплены 2-4-мя стальными стержнями диаметром от 20 до 40 мм; стержни своей нижней частью заглублены в тело бетона трубобетонной опоры и соединены друг с другом на уровне от верхнего торца трубобетонных опор, выбранном в пределах от 1 до 2 диаметров трубобетонных опор, а в верхней части выполнены с резьбой на концах, проходят через сквозные отверстия в основании надопорных блоков и прикреплены к основанию блоков пластинами с шайбами и гайками; надопорные и пролетные коробчатые блоки пролетного строения выполнены с размером плиты проезжей части вдоль дорожного полотна от 0,5 до 2,0 его ширин и утолщенным основанием в нижней части, при этом сопрягаемые торцовые поверхности блоков выполнены с попеременными симметрично расположенными пирамидальными выступами и углублениями совпадающей формы высотой или глубиной от 0,3 до 0,7 толщины соответствующей стенки блока и суммарной площадью сопряжения от 0,3 до 0,4 площади каждой стенки; надопорные блоки строения снабжены расположенной в средней части блока поперек полотна вертикальной стенкой с размещенными симметрично с обеих сторон стенки анкерными гнездами с возможностью крепления в них анкеров, при этом стягивающие и напрягаемые стальные канаты или пучки канатов расположены попарно в отверстиях выступов-ригелей симметричных пролетных блоков, исключая средний, а анкеры на концах напрягаемых стальных канатов или их пучков расположены в крепежных пустотах с двух сторон стенок надопорных блоков; на боковых стенках надопорных коробчатых блоков размещены люки с возможностью монтажа и обслуживания анкерных креплений внутри блоков; пролетные блоки строения выполнены с размещенными внутри, в средней части, поперек дорожного полотна, стенками с выступами высотой над поверхностью основания блоков от 1,0 до 2,0 и шириной - от 2,0 до 4,0 толщин основания блоков со сквозными горизонтальными отверстиями и стальными гильзами вдоль дорожного полотна в выступах с возможностью ввода в них стягивающих и напрягаемых стальных канатов или их пучков в попарно и симметрично расположенные по длине дорожного полотна пролетные блоки, исключая средний.

Images