RU63367U1

RU63367U1 - STAINLESS STANDING TYPE BRIDGE INTERMEDIATE SHIELD

Info

Publication number: RU63367U1
Application number: RU2007100401/22U
Authority: RU
Inventors: Борис Григорьевич Акимов; Павел Валерьевич Макаревич
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2007-05-27

Abstract

Свая-оболочка промежуточной опоры моста стоячного типа содержит металлическую оболочку, заполненную бетоном с арматурным каркасом. Арматурный каркас образован продольными стержнями, установленными по контуру металлической оболочки и обвитыми спиральной арматурой. Вдоль каждого стержня закреплен канат из пористого материала. В центре сваи-оболочки выполнена труба из упругого материала, заполненная пористым материалом. Упругие и пористые элементы внутри сваи-оболочки выполняют функцию демпфирующих устройств. При отрицательных температурах происходит кристаллизация воды в порах и микротрещинах бетона и, соответственно, расширение водной среды. Расширение водной среды приводит к расширению бетона. Демпфирующие устройства, деформируясь, снижают статическое давление бетона на стенки металлической оболочки. Ослабление давления предотвращает образование трещин в бетоне и появление дефектов в металлической оболочке.The pile casing of the intermediate support of the bridge of the riser type contains a metal shell filled with concrete with a reinforcing cage. The reinforcing cage is formed by longitudinal rods installed along the contour of the metal shell and entwined with spiral reinforcement. A rope of porous material is fixed along each rod. In the center of the pile pile, a pipe made of an elastic material filled with a porous material is made. Elastic and porous elements inside the pile-shell perform the function of damping devices. At low temperatures, water crystallizes in the pores and microcracks of concrete and, accordingly, the expansion of the aquatic environment. The expansion of the aquatic environment leads to the expansion of concrete. Damping devices, deforming, reduce the static pressure of concrete on the walls of the metal shell. The weakening of the pressure prevents the formation of cracks in concrete and the appearance of defects in the metal shell.

Description

Полезная модель относится к области мостостроения, в частности, к промежуточным опорам стоячного типа мостов, и может найти применение при строительстве и ремонте мостов, сооружаемых на реках, преимущественно в районах с холодным климатом.The utility model relates to the field of bridge building, in particular, to intermediate supports of the standing type of bridges, and can be used in the construction and repair of bridges built on rivers, mainly in areas with a cold climate.

Известна мостовая опора по патенту РФ на изобретение №2099467.Known bridge support according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2099467.

Мостовая опора содержит два раздельных ростверка, установленных друг за другом длинными диагоналями вдоль течения реки с зазором по всей высоте и соединенных друг с другом посредством распорки, установленной выше уровня высокого ледохода. Каждый ростверк включает куст свай, объединяющую головы свай плиту и объемлющую их льдозащитную оболочку, повторяющую по внешней форме плиту ростверка. Каждый ростверк выполнен ромбовидным в плане, а в месте их соединения между распоркой и ростверками установлена упругая водостойкая и морозоустойчивая прокладка. Внутренняя полость каждой льдозащитной оболочки разделена на секции сплошными диафрагмами-стяжками таким образом, что в носовой и кормовой секциях оболочки расположены по одной свае, а в промежуточных по две, причем диафрагмы-стяжки установлены с горизонтальным воздушным зазором относительно низа плиты ростверка, а нижний конец их постоянно погружен в воду. За счет ромбовидной формы соседних ростверков в пространстве между ними происходит зависание льда. Оно происходит и в зазоре между ростверками. Зависший лед обеспечивает более теплый микроклимат внутри льдозащитной оболочки и замедляет тем самым рост льда изнутри. Диафрагмы-стяжки воспринимают часть внутреннего давления образованного льда. Все это повышает надежность и долговечность льдозащитной оболочки, а следовательно повышает надежность и долговечность опоры.The bridge support contains two separate grillages installed one after the other with long diagonals along the river with a gap along the entire height and connected to each other by means of a spacer installed above the level of high ice drift. Each grillage includes a pile of piles, a plate that unites the heads of piles and an ice-protective envelope that surrounds them, repeating the grillage plate in appearance. Each grillage is made diamond-shaped in plan, and in the place of their connection between the spacer and grillages an elastic waterproof and frost-resistant gasket is installed. The inner cavity of each ice-protective shell is divided into sections by continuous diaphragms-ties in such a way that one pile is located in the bow and aft sections of the shell and two in the intermediate ones, and the diaphragms are installed with a horizontal air gap relative to the bottom of the grillage plate, and the lower end They are constantly immersed in water. Due to the rhomboid shape of neighboring grillages, ice hangs in the space between them. It occurs in the gap between grillages. Hanging ice provides a warmer microclimate inside the ice sheath and thereby slows down the growth of ice from the inside. The diaphragms-couplers perceive part of the internal pressure of the formed ice. All this increases the reliability and durability of the ice sheath, and therefore increases the reliability and durability of the support.

Однако, в самой свае в зимнее время тоже происходит льдообразование за счет наличия воды из-за смачиваемости сваи.However, ice formation also occurs in the pile itself in winter due to the presence of water due to the wettability of the pile.

Недостаток известной конструкции в том, что она не позволяет защитить сваю от внутреннего воздействия льда, что в свою очередь снижает трещиностойкость и долговечность опоры.A disadvantage of the known design is that it does not protect the pile from internal ice, which in turn reduces the crack resistance and durability of the support.

За прототип заявляемой полезной модели принята свая-оболочка промежуточной опоры мостового перехода через р.Чаю у села Чажемто на автомобильной дороге Томск-Каргала-Колпашево, типовой проект 60-10.00-ИС Минтрансстрой Томгипротранс г.Томск. Конструкция опоры представляет собой куст металлических свай оболочек. Каждая свая выполнена в виде металлической трубы, заполненной бетоном с арматурным каркасом, состоящим из продольных стержней арматуры, расположенных по контуру оболочки и спиральной арматуры, обвитой по внешнему контуру этих стержней. Недостаток этой опоры, а конкретно, свай-оболочек, заключается в отсутствии какой либо защиты от внутреннего воздействия льда, что приводит к снижению трещиностойкости, долговечности и к значительным деформациям в зимний период. Арматурные элементы, вводимые тело бетона повышают трещиностойкость сваи. Однако использование арматурных элементов недостаточно для стойкого и значительного повышения трещиностойкости сваи. Это объясняется следующим.For the prototype of the claimed utility model, a pile sheath of an intermediate support of a bridge over the Chaya River near the village of Chazhemto on the Tomsk-Kargala-Kolpashevo highway, model project 60-10.00-IS of the Ministry of Transport and Construction of Tomgiprotrans in Tomsk, was adopted. The support structure is a bush of metal piles of shells. Each pile is made in the form of a metal pipe filled with concrete with a reinforcing cage, consisting of longitudinal reinforcement rods located along the shell contour and spiral reinforcement entwined along the outer contour of these rods. The disadvantage of this support, and specifically, piles-shells, is the lack of any protection against internal exposure to ice, which leads to a decrease in crack resistance, durability and significant deformations in the winter. Reinforcing elements introduced by the concrete body increase the crack resistance of piles. However, the use of reinforcing elements is not enough for a persistent and significant increase in the crack resistance of piles. This is explained by the following.

При наборе бетоном прочности происходит его естественная усадка и возможное отслаивание от стенок металлической оболочки, при этом возможно появление незначительных микротрещин в теле бетона. Что служит хорошим проводником для водной среды. При смачивании поверхности бетона водой вследствие поверхностного натяжения происходит капиллярное поднятие водной среды и проникновение ее в тело бетона сквозь микротрещины и его относительно пористую структуру. Насыщение бетона водой, химический состав которой достаточно агрессивен к его составляющим, приводит к коррозии бетона, а When concrete sets in strength, it naturally shrinks and possibly peels off the walls of the metal shell, and minor microcracks in the concrete body may appear. What serves as a good conductor for the aquatic environment. When wetting the surface of concrete with water due to surface tension, a capillary rise of the aqueous medium occurs and its penetration into the concrete body through microcracks and its relatively porous structure. Saturation of concrete with water, the chemical composition of which is quite aggressive to its components, leads to corrosion of concrete, and

именно к процессам карбонизации и выщелачивания, а также, как следствие, коррозии арматуры, что приводит к снижению несущей способности конструкции. Заполнение тела оболочки водной средой приводит к появлению значительных дефектов при воздействии отрицательных температур. А именно, вследствие статического давления кристаллизованной воды на стенки металлической оболочки. Так как физические свойства воды обуславливают значительное увеличение ее в объеме при переходе из жидкой фазы в твердую, то это приводит к разрушению не только структуры бетона, но и структуры металлической оболочки.specifically to the processes of carbonization and leaching, as well as, as a result, corrosion of reinforcement, which leads to a decrease in the bearing capacity of the structure. Filling the shell body with an aqueous medium leads to the appearance of significant defects when exposed to negative temperatures. Namely, due to the static pressure of crystallized water on the walls of the metal shell. Since the physical properties of water cause a significant increase in its volume during the transition from the liquid phase to the solid, this leads to the destruction of not only the structure of concrete, but also the structure of the metal shell.

Предлагаемая полезная модель решает задачу повышения трещиностойкости свай оболочек, их надежности и долговечности.The proposed utility model solves the problem of increasing the crack resistance of piles of shells, their reliability and durability.

Технический результат, благодаря которому решается эта задача, заключается в снижении статического давления кристаллизованной воды на стенки металлической оболочки изнутри путем внедрения демпфирующих устройств.The technical result, due to which this problem is solved, is to reduce the static pressure of crystallized water on the walls of the metal shell from the inside by introducing damping devices.

Для достижения технического результата свая-оболочка, содержащая металлическую оболочку в виде трубы, заполненную бетоном с арматурным каркасом, выполненным из продольных стержней арматуры, расположенных по контуру оболочки и спиральной арматуры, обвитой вокруг них, дополнительно содержит канаты из пористого материала, расположенные внутри арматурного каркаса и прикрепленные к продольным стержням арматуры вдоль каждого стержня, и центральную трубу из упругого материала, заполненную пористым материалом. Центральная труба армирована металлической проволокой и заполнена монтажной пеной. Центральная труба выполнена из прорезиненного капрона. Канаты закреплены по всей длине стержней.To achieve a technical result, a pile-sheath containing a metal sheath in the form of a pipe filled with concrete with a reinforcing cage made of longitudinal reinforcement rods located along the contour of the casing and spiral reinforcement entwined around them, additionally contains ropes of porous material located inside the reinforcing cage and reinforcing bars attached to the longitudinal rods along each rod, and a central pipe of elastic material filled with porous material. The central pipe is reinforced with metal wire and filled with foam. The central pipe is made of rubberized nylon. Ropes are fixed along the entire length of the rods.

Отличие от прототипа заключается в том, что свая-оболочка дополнительно содержит канаты из пористого материала, The difference from the prototype is that the pile-sheath additionally contains ropes made of porous material,

расположенные внутри арматурного каркаса и прикрепленные к продольным стержням арматуры вдоль каждого стержня, и центральную трубу из упругого материала, заполненную пористым материалом. Центральная труба армирована металлической проволокой и заполнена монтажной пеной. Центральная труба выполнена из прорезиненного капрона. Канаты закреплены по всей длине стержней.located inside the reinforcing cage and attached to the longitudinal bars of the reinforcement along each bar, and a central pipe of elastic material filled with porous material. The central pipe is reinforced with metal wire and filled with foam. The central pipe is made of rubberized nylon. Ropes are fixed along the entire length of the rods.

Эти отличия подтверждают новизну заявляемой полезной модели.These differences confirm the novelty of the claimed utility model.

При наборе бетоном прочности происходит его естественная усадка и возможное отслаивание от стенок металлической оболочки, при этом возможно появление незначительных микротрещин в теле бетона. Что служит хорошим проводником для водной среды. При смачивании поверхности бетона водой вследствие поверхностного натяжения происходит капиллярное поднятие водной среды и проникновение ее в тело бетона сквозь микротрещины и его относительно пористую структуру.When concrete sets in strength, it naturally shrinks and possibly peels off the walls of the metal shell, and minor microcracks in the concrete body may appear. What serves as a good conductor for the aquatic environment. When wetting the surface of concrete with water due to surface tension, a capillary rise of the aqueous medium occurs and its penetration into the concrete body through microcracks and its relatively porous structure.

При воздействии отрицательных температур происходит кристаллизация и, как следствие, расширение водной среды, что приводит к увеличению статического давления на стенки металлической оболочки и в теле бетона, которое компенсируется введенными в конструкцию канатами из упругого пористого материала и центральной трубой из упругого материала заполненной пористым материалом. При расширении кристализированной воды соответственно будет происходить расширение бетона, но за счет введенных компонентов из пористого материала, бетон, заполняя пространство, освобождаемое при деформации этих компонентов, ослабит давление на стенки металлической оболочки, что предотвратит появление значительных дефектов как в оболочке, так и в теле бетона, что в свою очередь повысит надежность и долговечность сваи, и опоры в целом. Армированная проволокой центральная труба еще более повышает трещиностойкость, поскольку часть статического давления компенсируется этой проволокой. Длина канатов возможна Under the influence of negative temperatures, crystallization occurs and, as a consequence, the expansion of the aqueous medium leads to an increase in static pressure on the walls of the metal shell and in the concrete body, which is compensated by ropes made of elastic porous material introduced into the structure and a central pipe of elastic material filled with porous material. With the expansion of crystallized water, concrete will expand accordingly, but due to the introduced components from the porous material, concrete, filling the space released during the deformation of these components, will ease the pressure on the walls of the metal shell, which will prevent the appearance of significant defects both in the shell and in the body concrete, which in turn will increase the reliability and durability of piles, and supports in general. A reinforced central pipe increases crack resistance even more, since part of the static pressure is compensated by this wire. Rope length possible

различной, но оптимальный вариант их расположения по всей длине продольных стержней.different, but the best option for their location along the entire length of the longitudinal rods.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре 1. изображен поперечный разрез металлической сваи-оболочки, на фигуре 2 - арматурный каркас.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in figure 1. shows a cross section of a metal pile-shell, figure 2 - reinforcing frame.

На фигуре 1 позициями обозначены: 1 - металлическая оболочка, 2 - продольные стержни арматурного каркаса, 3 - канаты из пористого материала, 4 - труба из упругого материала заполненная пористым материалом, 5 - бетон.In the figure, 1 denotes the positions: 1 — metal sheath, 2 — longitudinal rods of the reinforcing cage, 3 — ropes of porous material, 4 — pipe of elastic material filled with porous material, 5 — concrete.

На фигуре 2 позициями обозначены: 2 - продольные стержни арматурного каркаса, 6 - спиральная арматура.In the figure, 2 positions denote: 2 - longitudinal rods of the reinforcing cage, 6 - spiral reinforcement.

Свая-оболочка содержит металлическую оболочку 1, заполненную бетоном 5 с арматурным каркасом, состоящим из продольных стержней арматуры 2 и обвитой вокруг них спиральной арматуры 6. К каждому стержню 2 продольной арматуры прикреплены канаты из пористого материала 3 и в центр помещена труба из упругого материала 4, заполненная пористым материалом.The pile-sheath contains a metal sheath 1 filled with concrete 5 with a reinforcing cage, consisting of longitudinal rods of reinforcement 2 and spiral reinforcement 6 entwined around them. Ropes of porous material 3 are attached to each rod 2 of longitudinal reinforcement and a pipe of elastic material 4 is placed in the center filled with porous material.

При возведении сваи-оболочки соблюдается следующая последовательность: погружается металлическая оболочка 1, вынимается грунт, устраивается грунтовая пробка, устраивается слой тампонажного бетона, после чего опускается заранее смонтированный арматурный каркас 2, 6 с прикрепленными канатами из упругого пористого материала 3. В центр опускается труба из упругого материала заполненная пористым материалом 4 и происходит заполнение сваи оболочки бетоном 5.When erecting a pile-sheath, the following sequence is observed: the metal sheath 1 is immersed, the soil is removed, the soil cork is arranged, the cement concrete layer is laid, after which the pre-mounted reinforcing cage 2, 6 with the attached ropes of elastic porous material 3 is lowered. A pipe from elastic material is filled with porous material 4 and the pile piles are filled with concrete 5.

Claims

1. A pile-sheath of an intermediate support of a bridge of a standing type, containing a metal sheath in the form of a pipe, filled with concrete with a reinforcing cage made of longitudinal reinforcement rods located along the contour of the sheath and spiral reinforcement entwined around them, characterized in that it further comprises ropes made of porous material located inside the reinforcing cage and attached to the longitudinal bars of the reinforcement along each bar, and a central pipe of elastic material filled with porous material.

2. Pile sheath according to claim 1, characterized in that the central pipe is reinforced with metal wire.

3. Pile sheath according to claim 1, characterized in that the central pipe is filled with polyurethane foam.

4. Pile sheath according to claim 1, characterized in that the central pipe is made of rubberized nylon.

5. Pile sheath according to claim 1, characterized in that the ropes are attached along the entire length of the reinforcing bars.