Металлические балочные пролетные строения

Обновлено: 02.07.2024

Стальные пролетные строения мостов имеют различные статические схемы и конструкции, способы соединения элементов, виды мостового полотна и другие особенности.

По статистическим расчетным схемам главных несущих элементов стальные пролетные строения бывают:

• балочные (разрезные, консольные, неразрезные) — (рис. 7.8);

• рамные (неразрезные, с наклонными стойками и др.) — (рис. 7.9);

• арочные (трех-, двухшарнирные и бесшарнирные) — (рис. 7.10);

• висячие (с гибким кабелем, шарнирной цепью и др.) — (рис. 7.11);

• комбинированные (балка с аркой, балка с кабелем, вантовые и др.). По виду металла пролетные строения бывают из углеродистой или

низколегированной стали, обычного или северного исполнения.

По способу соединения элементов стальные пролетные строения делятся на клепаные, сварные, болтосварные, клепано-сварные (на заводе элементы изготавливают сварными, а на монтаже соединяют заклепками или болтами).

По уровню расположения проезжей части пролетные строения бывают: с ездой поверху, с ездой понизу, с ездой посередине, а также с двухъярусным расположением проезжей части. Балочные пролетные строения с ездой поверху имеют меньший расход стали, кроме того, применение таких конструкций снижает объем опор.

Рис. 7.8. Виды стальных мостов: а — мост с двухпролетным неразрезным и разрезным однопролетным строением; б — мост с консольными строениями

Рис. 7.9. Схемы рамных мостов:

а — рамный неразрезной трехпролетный мост; б — рамный однопролетный

мост; 1 — стойки; 2 — ригель; l — пролет однопролетного рамного моста;

l₁, l₂, l₃ — пролеты многопролетного рамного моста; h — высота рамы; H — горизонтальная опорная реакция; V — вертикальная опорная реакция

Рис. 7.10. Схемы арочных мостов: а — с ездой посередине; б — с балкой жесткости

Балочно-неразрезные пролетные строения. Главной несущей частью этих пролетных строений являются многопролетные статически неопределимые сплошностенчатые балки или стержневые фермы, опирающи-

Рис. 7.11. Схемы висячих мостов: а — с балкой жесткости; б — с закреплением кабелей в устоях; в — с наклонными подвесками; 1 — кабель; 2 — деформированное состояние кабеля при загрузке левого пролета; 3 — балка жесткости; 4 — деформированное состояние балки жесткости при загрузке полупролета; 5 — вертикальная подвеска; 6 — пилон; 7 — оттяжка; 8 — анкерное закрепление оттяжки; 9 — наклонные подвески

еся на одну шарнирно-неподвижную и две или более шарнирно-подвижные опорные части (рис. 7.12).

Рис. 7.12. Балочно-неразрезное пролетное строение

Преимуществом балочно-неразрезных пролетных строений по сравнению с разрезными являются: меньшая масса стали при больших пролетах, большая вертикальная и горизонтальная жесткость, уменьшение объема кладки опор, возможность навесной сборки без усиления пролетных строений. Экономическая эффективность балочно-неразрезных пролетных строений возрастает с увеличением постоянной нагрузки, т.е. с увеличением длины пролета. Неразрезными фермами перекрываются

пролеты до 300 м, но неразрезные фермы чувствительны к неравномерным осадкам опор, поэтому они, как правило, не применяются при слабых грунтах.

Балочно-консольные пролетные строения. Главной несущей частью этих пролетных строений является многопролетные шарнирные статически определимые сплошные балки или фермы (рис. 7.13). Они состоят из подвесных и анкерных пролетных строений с одной или двумя консолями. Пролет, включающий подвесное пролетное строение и консоли анкерного, называется сборным. В зависимости от числа консолей различаются мосты одноконсольные и двухконсольные. Консольные фермы сохраняют преимущества неразрезных, но, будучи разрезными, менее чувствительны к неравномерным осадкам опор, поэтому могут применяться при любых грунтах основания. Величина пролетов, перекрываемых консольными фермами, достигает 220 м. Недостатком консольных ферм является меньшая жесткость, чем у неразрезных.

Арочные мосты состоят из металлических арочных пролетных строений и массивных опор (рис. 7.14). Арочные мосты бывают со сплошными и сквозными арками. Сплошные арки наиболее просты по конфигурации и удобны для сборки. Сквозные арочные фермы состоят из криволинейных поясов и раскосной решетки. Мостовое полотно и балки проезжей части имеют конструкцию, подобную балочным пролетным строениям. По конструкции арочные фермы могут быть: серповидного очертания, с параллельными поясами, портальные арочные фермы. Стрела подъема арочных ферм составляет от 1/4 до 1/6 пролета, а высота от 1/14 до 1/16 пролета. Элементы арочных ферм имеют коробчатые и Н-образные сечения, как у балочных ферм.

Рис. 7.13. Балочно-консольные пролетные строения

Основными преимуществами арочных пролетных строений по сравнению с балочными являются следующие: меньший расход стали при больших пролетах, большая вертикальная жесткость, лучшие архитек-

Рис. 7.14. Основные системы металлических арочных мостов: а — арочный двухшарнирный однопролетный мост с ездой поверху; б — трех-шарнирный мост с ездой поверху; в — арочный мост с ездой посередине; г — арка с жесткой затяжкой; д — деталь конструкции арки; 1 — конструкция проезжей части; 2 — надарочные стойки; 3 — арка; 4 — подвески; 5 — затяжка; 6 — поперечные балки; 7 — связи в уровне проезжей части; 8 — продолбная балка; 9 — связи вдоль арок (нижние связи)

турные качества. Недостатками являются: сложность унификации и типизации криволинейных арочных конструкций, увеличение объема кладки опор, необходимость устройства более сложных и дорогих фундаментов, воспринимающих, кроме вертикального давления, горизонтальный распор арок.

В висячих мостах главным несущим элементом служат гибкие цепи (или кабели), перекинутые через высокие стойки (пилоны) и закрепленные концами в анкерных опорах. К цепям подвешивается проезжая часть. Эти мосты применяются в основном на автомобильных дорогах. Висячие мосты обладают малой жесткостью, так как при перемещении нагрузки вдоль моста цепь меняет свою геометрическую форму. Для уменьшения деформативности гибких висячих мостов применяются балки жесткости, наклонные оттяжки (ванты), идущие прямо от верха пилонов и поддерживающие крайние панели проезжей части, жесткое крепление цепи (троса) в центре пролета.

Байтовые мосты представляют собой геометрически неизменяемую систему, в которой проезжая часть поддерживается при помощи наклонных вант (стальных канатов), спускающихся с пилона. В вантовых мостах все ванты работают на растяжение. Жесткость вантовых мостов обусловлена предварительным напряжением вант.

Байтовые и висячие мосты бывают с одним или двумя вертикальными или наклонными пилонами в виде П-образных, А-образных и других рам или отдельно стоящих стоек из стали или железобетона.

Достоинствами вантовых и висячих систем являются: рациональное использование высокопрочных сталей в растянутых элементах, способность перекрывать очень большие пролеты, высокая экономичность при больших пролетах, возможность навесной сборки, высокие архитектурные качества.

По способу устройства мостового полотна пролетные строения стальных мостов бывают: на деревянных мостовых брусьях, металлических поперечинах, сплошном железобетоном основании, на балласте, на ортотропной плите.

Основные части пролетных строений. Стальные пролетные строения мостов (рис. 7.15) состоят из следующих основных частей:

• главных несущих элементов (балок, арок, ферм, и др.);

• продольных и поперечных связей между главными несущими элементами.

Главные несущие элементы пролетных строений представляют собой балки, фермы, рамы, арки и другие конструкции различных стати-162

Рис. 7.15. Основные части пролетного строения: 1 — главный несущий элемент-ферма; 2 — распорка верхних продольных и поперечных связей; 3 — диагональ верхних продольных связей; 4 — нижние

ческих схем. Они перекрывают пространство между опорами моста, воспринимают постоянную и временную подвижную нагрузку от проезжей части и передают ее опорам.

Продольные и поперечные связи устраивают между главными несущими элементами. Они располагаются в плоскостях верхнего и нижнего поясов главных элементов. Связи обеспечивают пространственную неизменяемость, жесткость и устойчивость (рис. 7.16, 7.17).

Рис. 7.16. Схемы поперечных связей между фермами

Проезжая часть металлических железнодорожных мостов устраивается на продольных и поперечных балках пролетных строений (рис. 7.18). Высота продольных и поперечных балок в современных конструкциях назначается одинаковой. Продольные балки прикрепляются к поперечным, а поперечные балки — к главным несущим элементам пролетных строений. Таким образом, эти балки проезжей части воспринимают нагрузку от мостового полотна и передают ее главным несущим элементам. Продольные балки двутаврого сечения состоят из вертикального листа, поясных уголков и верхнего горизонтального лис-

Рис. 7.17. Схемы продольных

связей между фермами: а — крестовая; б — с дополнительными распорками; в — ромбическая; г — полураскосная

2 1 '4

Рис. 7.18. Проезжая часть металлической

1 — нижний пояс фермы; 2 — продольные

балки; 3 — поперечные балки;

4 — тормозные связи

та. Поперечные балки имеют двутавровые сечения, состоящие из вертикального листа, поясных уголков и горизонтальных листов.

Смотровые приспособления представляют собой лестницы, трапы с перилами, катучие тележки, подъемные люльки и другие устройства для осмотра, очистки, окраски, ремонта любой части стального пролетного строения.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

Виды металлических пролетных строений со сплошными главными балками, области применения

По статической схеме пролетные строения со сплошными балками могут быть:

Разрезные пролетные строения со сплошными балками (рис. ll.l, а) устраивают редко при пролетах до 42 м. Высота балок у них составляет 1/12. 1/15 пролета. При наличии крана необходимой грузоподъемности установка этих пролетных строений на опоры кранами — наиболее простой способ их монтажа. При установке нескольких балочно-разрезных пролетных строений их можно соединить в неразрезную систему и надвигать по постоянным опорам мостов.

При пролетах более 42 м экономически целесообразнее становятся неразрезные балки (рис. I l.l,б). В настоящее время при пролетах до 147 м неразрезные балки обычно имеют постоянную высоту по длине всех пролетов. Высота неразрезных балок составляет от 1/20 пролета при пролетах 63 м до 1/40 пролета при пролете 147 м. Длины крайних пролетов в неразрезных пролетных строениях следует назначать в пределах 70. 75 % от длины средних пролетов.

Однако если исходить из условия экономного расхода материала, то уже при пролетах 84 и 105 м возникает целесообразность применения пролетных строений с переменной высотой по длине пролета. Над промежуточными опорами высоту целесообразно увеличить (рис. 11.1, в) для восприятия возрастающих отрицательных изгибающих моментов. В этом диапазоне пролетов целесообразно ломаное очертание нижнего пояса, при этом почти на 75 % средней части пролета высота может быть постоянной.

При пролетах 105 м и более высоту неразрезных балок по соображениям экономии материала целесообразно изменять по всей длине (рис. I l.l, г). Обычно высоте придают криволинейное очертание, что усложняет изготовление балок и их монтаж, но улучшает их архитектурные качества.

Высота неразрезных балок с переменной высотой над опорами обычно в 1,5. 2 раза больше высоты в пролете. В середине пролета таких балок их высота может составлять до 1/60 пролета.

Балочно-консольные пролетные строения со сплошными главными балками в настоящее время не применяют, так как они ухудшают эксплуатационные характеристики пролетных строений дополнительным количеством деформационных швов. Кроме того, в настоящее время при любых грунтовых условиях освоена технология возведения фундаментов для опор, исключающих возможность их неравномерных и больших осадок, что исключает основную причину, вызвавшую необходимость применения балочно-консольной системы.

Тип поперечных сечений пролетных строений со сплошными главными балками зависит от конструкции проезжей части, габарита пролетного строения и величины пролета. Основными несущими элементами поперечных сечений являются балки двутаврового или коробчатого сечений (рис. 11.2).

Главные балки чаще выполняют коробчатого сечения с прямоугольным или трапециевидным сечением. Трапециевидная форма сечения коробчатых балок имеет преимущества по архитектурным и аэродинамическим соображениям. Кроме того, она позволяет иметь опору меньшей ширины.

Верхний пояс главных балок может быть стальным или железобетонным. В первом случае получается стальное, а во втором — сталежелезобетонное пролетное строение.

Количество главных балок в поперечном сечении пролетного строения зависит от габарита моста и величины пролета главных балок. При увеличении пролетов имеется тенденция к уменьшению количества главных балок (при больших пролетах выгоднее иметь небольшое количество более мощных балок). В последние десятилетия наметилась тенденция к применению в металлических пролетных строениях как с железобетонной, так и металлической проезжей частью сплошных стальных коробчатых (прямоугольных и трапециевидных) балок, которые хорошо сопротивляются кручению, более равномерно, чем двутавровые, распределяют временную нагрузку. В широких мостах в поперечном сечении возникает необходимость применения большего количество главных балок.

Стальные и сталежелезобетонные мосты

Стальные балочные разрезные пролетные строения балочно-разрезных систем являются типичными индустриальными строительными конструкциями из элементов полной заводской готовности. Пролетные строения длиной 33— 110 м балочно-разрезной системы относятся к наиболее массовым типовым конструкциям, применяемым в мостах под железную дорогу.

Балочное пролетное строение

Наиболее рациональны балочные болтосварные пролетные строения со сварными заводскими соединениями и монтажными соединениями на высокопрочных болтах, что обеспечивает экономию стали и уменьшение трудоемкости монтажа. В железнодорожных мостах с ездой поверху применяют, в основном, типовые сталежелезобетонные пролетные строения с балластным мостовым полотном.

Балочные неразрезные пролетные строения

Стальные пролетные строения балочно-неразрезных систем с решетчатыми фермами получили широкое применение в мостах под железную дорогу. В отечественном мостостроении разработаны и внедрены типовые неразрезные болтосварные пролетные строения с пролетами до 154 м.

Стальные пролетные строения с коробчатыми главными балками неразрезной системы получили большое распространение в мостах под автодорожную нагрузку. Пролет для мостов такого типа — 300 м достигнут при строительстве мостового перехода через бухту Гуанабара между городов и Рио-де-Жанейро и Ниттерой (Бразилия).

Пример балочного неразрезного пролетного строения

Ponte Rio–Niteroi bridge

Схема пролетного строения, перекрывающего судоходную часть бухты, 200 + 300 + 200 м. В поперечном сечении пролетное строение состоит из двух коробчатых балок со стенками переменной высоты и ортотропной плитой проезжей части. Пролетное строение собрано из шести крупных блоков длиной 262,176 и 262 м с подачей их на плаву.

В качестве плашкоута использовали блок среднего пролета длиной 176 м, устанавливаемый в последнюю очередь. К числу наиболее интересных сооружений этой системы, построенных в СССР, относятся мост через канал им. Москвы в Химках, мост через Обь в Новосибирске, эстакадная часть моста через р. Днепр в Киеве, мост через р. Томь в Томске, эстакада у Рижского вокзала в Москве.

Первым в практике мирового мостостроения цельносварным мостом с неразрезными сплошностенчатыми пролетными строениями является мост им. Е. О. Патона через р. Днепр в Киеве.

Консольные стальные мосты

Консольные стальные мосты с решетчатыми фермами ввиду своей огромной стоимости и неэстетичного вида не получили широкого распространения.

К наиболее крупным сооружениям этой системы относятся

Мостовой переход через гавань в Осака (Япония) с пролетом 510 м

Арочные стальные мосты

Арочные стальные мосты применяются относительно редко. Максимальный размер пролета составил 504 м на мосту через залив Кил-ван-Кул в Нью-Йорке (США) и 503 м на мосту в Сиднее (Австралия).

Рамные и комбинированные металлические мосты

В современных металлических автодорожных и городских мостах часто находят применение рамные и комбинированные системы пролетных строений, образованные путем объединения нескольких простых систем. Чаще всего комбинированные системы образуют, сочетая балки или фермы с аркой, дополнительным полигональным поясом, шпренгелем или отдельными дополнительными элементами.

Некоторые виды комбинированных систем имеют существенные технико-экономические преимущества, заключающиеся в меньшей затрате на них металла по сравнению с простыми балочными системами, или в обеспечении большей их жесткости. В большинстве случаев комбинированные системы имеют архитектурные преимущества и поэтому их применяют в городских мостах.

К наиболее интересным мостам рамных и комбинированных систем, построенными мостостроительными организациями, следует отнести

Арочный мост через реку Арпа — stroyone

Большая крутильная жесткость коробчатых главных балок позволила эффективно использовать их для криволинейных в плане мостов и разработать, и внедрить совершенно новую необычную форму пролетных строений С только одной несущей балкой коробчатого сечения по оси проезда (например, эстакада через шлюзы Днепрогэса в Запорожье).

Вантовые металлические мосты

Вантовые системы являются новыми прогрессивными конструкциям и металлических пролетных строений, позволяющими наиболее экономично перекрывать пролеты 600 м и более.

Примеры вантовых мостов

Висячие мосты

В мостах висячей системы применяются рекордно большие пролеты. Например, пролет 1298 м имеет мост через залив Верразано-Нерроуз (США). Строительство висячих мостов больших пролетов является особенностью американского мостостроения.

Это объясняется специфичностью географического расположения многих крупнейших американских городов, которые возникли либо в устьях глубоководных рек, впадающих в океан, либо на берегу океанских заливов.

Большая глубина рек, интенсивное судоходство крупногабаритных океанских судов, тяжелые грунтовые условия делали висячие мосты с уникальными по своей длине пролетами наиболее целесообразными и экономически оправданными.

Примеры висячих мостов :

Общепринятая система висячего моста представляет собой непрерывный гибкий кабель, проходящий по стальным пилонам и закрепленный в анкерах, заложенных на берегах. К кабелю на вертикальных подвесках подвешена балка жесткости, на которую в одном или двух ярусах опирается проезжая часть. Балка жесткости делается разрезной или неразрезной, чаще всего применяется трехпролетная схема, хотя построены и многопролетные мосты.

Пролетные строения со сплошностенчатыми главными балками

В сварном мостостроении нашли распространение пролетные строения со сплошностенчатыми главными балками. Этому способствовали следующие их особенности:

сплошные главные фермы наиболее приспособлены к технологии заводской сварки, при этом эффективно используется автоматическое оборудование, так как швы ферм удобно расположены, непрерывные, прямолинейные и большой протяженности;
существенно сокращается количество монтажных элементов и стыков, что имеет важнейшее значение для цельносварных мостовых конструкций;
монтажные элементы сплошных одностенчатых главных балок наиболее удобны для транспортирования;
пролетные строения наиболее соответствуют современным пространственно работающим системам и позволяют эффективно использовать материал конструкций с соблюдением принципов концентрации металла, совмещения функций и использования материалов с повышенными механическими характеристиками;
мосты в наибольшей степени отвечают требованиям эстетики и позволяют легко вписать сооружение вокружающий ансамбль.

Сталежелезобетонные пролетные строения

Наиболее распространенным типом стальных мостов со сплошностенчатыми балками являются сталежелезобетонные пролетные строения с пролетами в неразрезных системах до 84 м.

В последние годы запроектированы унифицированные типовые проекты сварных сталежелезобетонных пролетных строений с монтажными стыками на сварке и на высокопрочных болтах разрезные и неразрезные.

Для использования несущей способности железобетона проезжей части предусматривается обжатие растянутых опорных участков неразрезных строений пучками предварительно напряженной арматуры, либо домкратами, либо заданием на монтаже предварительного напряжения выгибом стальных главных балок.

Сталежелезобетонные объединенные балки нашли применение также и в комбинированных системах, как их составные элементы:

комбинированные пролетные строения типа балок с подпружными арками;
комбинированные вантовые системы с воспринятым распором, создающим обжатие железобетонной проезжей части и т. п.

Стальная ортотропная плита проезжей части автодорожных мостов

В последнее время все более широкое распространение находит сравнительно новая конструкция для отечественного стального мостостроения — стальная ортотропная плита проезжей части автодорожных мостов.

Главное достоинство этой конструкции — небольшой собственный вес и участие ее в работе пролетного строения в качестве верхнего пояса главных балок. По сравнению с железобетонной проезжей частью стальная ортотропная плита эффективно работает на любом участке пролетного строения как в зоне положительных, так и отрицательных изгибающих моментов главных балок.

Заводская готовность пролетных строений во много раз повышается, что позволяет резко сократить сроки строительства, ликвидировать сезонность монтажных работ. Меньшая масса (почти в два раза) стальных пролетных строений дает им важное технологическое качество — возможность выполнения главных балок неразрезных пролетных строений постоянной, удобной для транспортирования высоты (безгоризонтального членения) для большинства пролетов.

Применение стальной ортотропной плиты позволило создать новые высокоэффективные формы пролетных строений с коробчатыми главными балками, нашедшими широкое применение в балочных разрезных и неразрезных системах, в составе комбинированных конструкций, рамных, вантовых, висячих и др.

Повышенная и высокопрочная сталь

Новым в сварном мостостроении является применение сталей повышенной и высокой прочности. Стали с высокими прочностными характеристиками открывают большие возможности в области увеличения пролетов балочных мостов и совершенствования конструктивных форм.

В течение последнего десятилетия высокопрочные стали широко применяются за рубежом, что позволило построить высокоэкономичные сооружения с рекордной величиной пролета.

Высокопрочные стали были применены при проектировании и строительстве большого городского моста в Каменец-Подольском. Для пролетных строений моста высокопрочная сталь была использована в комбинации со сталью обычных марок по принципу бистальных конструкций:

для нижних поясов главных балок — высокопрочная сталь
для остальных элементов — сталь с низкими прочностными характеристиками.

При этом допускались пластические деформации вертикальных стенок на участке сопряжения с высокопрочными сталями.

Сталь повышенной прочности была успешно внедрена на мосту через старое русло р. Днепра в Запорожье, на пролетных строениях пойменной части Московского моста через р. Днепр в Киеве, мостах через канал им. Москвы в Химках, р. Томь в Томске.

Монтажа стальных и сталежелезобетонных пролетных строений

Основные методы монтажа стальных и сталежелезобетонных пролетных строений следующие:

установка на опоры готовых пролетных строений кранами;
сборка на подмостях в монтируемом пролете; ;
навесная сборка;
перевозка пролетных строений на плавучих средствах;
надвижка пролетных строений.

Одной из тенденций современного мостостроения является крупноблочный монтаж: сборка пролетных строений из заранее укрупненных элементов. При использовании плавучих средств масса укрупненных блоков достигает 4— 5 тыс. т. Метод крупноблочного монтажа был успешно применен при сооружении железнодорожного моста через р. Дон в Ростове и городского моста через старое русло р. Днепра в Запорожье.

Технология строительства мостов

Фундаменты мелкого заложения в сухих и маловлажных грунтах возводят в открытых котлованах. В подготовительный период завозят необходимое оборудование, проводят геодезические работы и планировку площадки.

Свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях

В строительстве мостов свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях, как правило, применяют железобетонные призматические сваи сечением 35х35 см и 40х40 см, длиной 6…18 м.

Свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях

Фундаменты на забивных железобетонных сваях

Фундаменты опор мостов на буронабивных сваях (БНС)

Фундаменты опор мостов на буронабивных сваях (БНС) сооружают путем устройства в грунте скважин с последующим заполнением их армированным бетоном. В мировой практике строительства БНС нашли широкое применение при больших нагрузках и большой глубине залегания прочных грунтов (до 120 м).

Свайные фундаменты опор на вибропогружаемых железобетонных оболочках

Свайные фундаменты опор на вибропогружаемых железобетонных оболочках диаметром 1 м и более применяют для опор с плитой свайного ростверка и для безростверковых опор.

Глубина погружения оболочек может доходить до 70 м, а несущая способность до 200 тс и более. Сборные железобетонные оболочки заполняют монолитным бетоном или железобетоном.

Фундаменты опор на опускных колодцах

Фундаменты опор на опускных колодцах рименяют, если прочный грунт залегает на относительно небольшой глубине, но фундаменты мелкого заложения при этом будут слишком дорогостоящими, а свайные фундаменты нецелесообразны из-за недостаточной глубины забивки свай.

Строительство устоев и промежуточных опор

Возведение устоев

Устои могут иметь обсыпную (свайные, козловые, безростверковые) или необсыпную (с обратными стенками, с откосными крыльями) конструкцию. Под железобетонные пролетные строения длиной до 33 м и более обычно используют обсыпную козловую конструкцию устоев с фундаментами на забивных и буронабивных сваях.

Щитовая опалубка устоя

Возведение пойменных опор

При отсутствии воды на пойме и маловлажных грунтах сваи забивают с поверхности грунта. Котлован разрабатывают экскаватором с узким ковшом для возможности выемки грунта между сваями. Головы свай срубают и арматуру заводят в тело ростверка.

Возведение русловых опор

Строительство русловых опор является наиболее сложной частью всего процесса возведения моста. Технология возведения русловых опор зависит от множества факторов, таких как природные условия строительной площадки, геологическое строение в русловой части, принятая конструкция фундамента, интенсивность ледохода.

Возведение пролетных строений

Монтаж сборных железобетонных пролетных строений

Балки пролетного строения

Монтаж ребристого пролетного строения

Конструкция сборных балочных пролетных строений

Сборные балочные пролетные строения можно подразделить на ребристые и плитные. Пролетные строения формируются из отдельных монтажных блоков — балок или плит.

Наибольшее распространение в последние годы находят ребристые пролетные строения (ПС) из цельноперевозимых тавровых балок полной длиной до 33 м с монолитными продольными стыками по плитам балок.

Изготовление цельноперевозимых балок и их транспортировка

Изготовление предварительно напряженных цельноперевозимых балок с натяжением арматуры на упоры до бетонирования на заводах МЖБК осуществляется по поточно-агрегатной технологии в специализированных цехах

Особенности изготовления тавровых типовых балок с каркасной арматурой

В настоящее время каркасные балки часто изготавливают стендовым методом на базах мостостроительных организаций, занимающихся строительством и ремонтом мостов. Для формования балок используют металлическую раскрывающуюся опалубку.

Краны, применяемые для монтажа балок

В мостостроении применяют общестроительные и специальные краны для строительства мостов. Общестроительные краны предпочтительнее специальных из-за дефицитности последних и необходимости их перевозки, сборки и разборки, что увеличивает временные затраты и стоимость монтажа.

Схемы и правила строповки балок

При погрузке-разгрузке балок и их монтаже необходимо строго соблюдать правила строповки (захвата) балок. Для строповки балок крюками и стропами при длине – до 15 м в их конструкциях предусматриваются петли.

Разновидности технологических схем монтажа

Для выбора оптимальных схем сооружения пойменных и русловых пролетных строений разрабатываются варианты технологических схем и проводится их сравнение по технико-экономическим показателям.

Укрупнительная сборка разрезных составных железобетонных балок

При длине балки 42 м и весе 90 тс укрупненные таким образом балки устанавливают в проектное положение с помощью шлюзового крана грузоподъемностью 100 т или двух козловых кранов.

Монтаж сборных неразрезных пролетных строений

Неразрезные пролетные строения из ребристых балок широко использовали в мостах и путепроводах. В основу конструкции легло использование типовых преднапряженных балок длиной 33 и 24 м.

Монтаж железобетонных предварительно напряженных составных пролетных строений

Конструкция сборных балочно-неразрезных предварительно напряженных пролетных строений

Пролетные строения с пролетами до 150 м собирают из отдельных блоков длиной до 4 м и массой до 60 т. Блоки изготавливаются на заводах МЖБК или полигонах. Составные по длине железобетонные пролетные строения успешно применяются как для балочных, так и для рамных систем.

Монтаж железобетонных предварительно напряженных пролетных строений

Для возведения неразрезных балочных пролетных строений применяются следующие методы монтажа:

Возведение монолитных балочных предварительно напряженных пролетных строений

Конструкция балочных пролетных строений

Монолитные балочные предварительно напряженные пролетные строения могут быть неразрезными, в том числе криволинейными в плане, при этом количество деформационных швов значительно сокращается, что важно для нормальной эксплуатации сооружений.

Варианты технологических схем

Бетонирование балочных неразрезных предварительно напряженных пролетных строений на сплошных подмостях

В настоящее время бетонирование пролетных строений секциями на сплошных подмостях широко применяется. Длина секций, как правило, включает 2-3 пролета.

Навесное бетонирование

Пролетные строения, бетонируемые навесным способом, имеют обычно коробчатое поперечное сечение с вертикальными стенками, с постоянной или переменной по длине высотой

Циклическая продольная надвижка

Суть метода циклической продольной надвижки или, точнее, конвейерно-тылового бетонирования с продольной надвижкой, заключается в том, что секции пролетного строения длиной 20 и более метров бетонируют на стапеле, и после натяжения арматуры конструкция надвигается в пролет

Сооружение сталежелезобетонных балочных пролетных строений

Конструкция сталежелезобетонных пролетных строений

Строительство сталежелезобетонных пролетных строений за рубежом началось в конце 1940-х годов. Применяют сталежелезобетонные мосты разных систем: балочные, рамные, комбинированные. Сталежелезобетонные балки жесткости используют в вантовых и висячих мостах малых пролетов.

Монтаж типовых сталежелезобетонных пролетных строений со сборной железобетонной плитой

Возведение сталежелезобетонных пролетных строений производится в два этапа. На первом устанавливают в проектное положение стальные конструкции, на втором монтируют железобетонную плиту.

Основные схемы установки стальных балочных конструкций в проектное положение

Возведение сталежелезобетонных пролетных строений с монолитной плитой

При бетонировании плиты необходимо стремиться к максимальному устранению вредного влияния на продольный профиль прогибов стальных балок от веса укладываемого бетона. Для этого плиту бетонируют в несколько стадий и устанавливают временные опоры в серединах пролетов

Монтаж балочных неразрезных коробчатых стальных пролетных строений с ортотропной плитой проезжей части

Конструкция коробчатых пролетных строений

Коробчатые пролетные строения с ортотропной плитой проезжей части значительно легче сталежелезобетонных. При этом они обладают достаточной жесткостью на кручение, а также имеют существенные технологические преимущества

Конвейерно-тыловая сборка с циклической продольной надвижкой с аванбеком

Продольная надвижка с аванбеком применяется наиболее часто для мостов и путепроводов с коробчатой ортотропной конструкцией. Сборка пролетного строения осуществляется на насыпи подхода, на специальном стапеле, который располагается по оси надвигаемого пролетного строения.

Монтаж стальных пролетных строений сквозной системы

Конструкция сквозных пролетных строений

Для пролетов до 84 м возможно устраивать классическую конструкцию проезжей части с балочной клеткой из поперечных и продольных балок и железобетонной плитой проезжей части. Для больших пролетов целесообразно облегчать проезжую часть за счет применения ортотропной плиты проезжей части

Сборка сквозных пролетных строений разрезной системы с гибкими поясами на сплошных подмостях

Сборка пролетных строений на сплошных подмостях отличается от других способов простотой и безопасностью производства работ, а также высокой точностью.

Полунавесная сборка балочных сквозных пролетных строений

При полунавесной сборке пролетных строений подмости устраивают не сплошными, а в виде отдельных опор (рам), расположенных под узлами ферм с гибкими поясами

Навесная сборка сквозных пролетных строений

Навесной монтаж металлического пролетного строения способом навесной сборки основан на принципе постепенного наращивания пролетного строения в пределах между постоянными опорами без подмостей или временных промежуточных опор.

Продольная надвижка сквозных пролетных строений

Общая схема организации работ аналогична применяемой для сплошностенчатых пролетных строений. Сначала пролетное строение возводится на берегу поэтажным, секционным или комбинированным методом. Затем производится его продольная надвижка.

Установка сквозных пролетных строений на опоры с помощью плавучих средств

Установка сквозных пролетных строений с помощью плавучих средств применяется довольно часто на больших реках для многопролетных мостов при наличии парка понтонов или барж.

Строительство арочных, висячих и вантовых мостов

Постройка арочных мостов

Монолитные арки бетонируют при пролетах до 20…30 м без деления на секции с интенсивной укладкой смеси слоями с обеих сторон от пят к замку. Кроме бетонирования на подмостях и кружалах, возможно использование метода навесного бетонирования и навесной сборки.

Строительство вантовых мостов

Основные схемы сборки вантовых пролетных строений со стальными балками жесткости:

Строительство висячих мостов

Устройство мостового полотна

Мостовое полотно является наиболее нагруженным в процессе эксплуатации элементом моста. Оно находится под воздействием силовых и природных факторов (динамическое воздействие транспорта, дождевая вода и снег, противогололедные реагенты, нагрузки от механизмов, используемых при эксплуатации мостов и дорог, температурные воздействия и проч.).

Устройство дорожной одежды, гидроизоляции, дренажа, ограждений проезжей части

Дорожная одежда включает в общем случае при железобетонной плите проезжей части: выравнивающий бетонный слой толщиной не менее 30 мм из бетона (при монолитной плите отсутствует), гидроизоляцию, защитный слой толщиной не менее 60 мм, асфальтобетонное покрытие.

Тема 7.4. Конструкция пролетных строений со сквозными балочными фермами.

Для перекрытия пролетов, превышающих 50-60 м, сквозные фермы обычно требуют меньшей затраты металла, чем балки со сплошной стенкой, однако изготовление и сборка сквозных ферм сложнее и дороже, чем сплошных балок, поэтому пролетные строения со сквозными фермами экономически целесообразны для пролетов более 60-80 м, преимущественно в мостах с ездой понизу.

В автодорожных мостах металлические пролетные строения со сквозными фермами в большинстве случаев устраивают балочно-разрезной или балочно-неразрезной системы. Реже применяют консольные пролетные строения.

Рис.149. Схемы пролетных строений с балочными фермами

1 - жесткий нижний пояс; 2 - поперечные балки проезжей части.

Главные фермы мостов с ездой поверху, как правило, делают с параллельными поясами и треугольной решеткой. Фермы с параллельными поясами просты по конструкции, имеют одинаковые длины элементы поясов и решетки, а также однотипные узловые соединения. Высоту h разрезных ферм (рис.149, а) автодорожных мостов с ездой поверху принимают в пределах , а неразрезных (рис.149, б) до от пролета . Лишь при пролетах более 80-100 м в неразрезных пролетных строениях целесообразно увеличивать высоту ферм над промежуточными опорами на 20-50% по отношению к их высоте в пролетах.

Рис.150. Схемы пролетных строений с балочными фермами

1 - жесткий нижний пояс; 2 - поперечные балки проезжей части; 3 - усилия, передаваемые поперечными балками главным фермам.

Главные фермы пролетных строений с ездой понизу при пролетах до 80-100 м имеют параллельные пояса (рис.149, в, г). При больших пролетах для экономии металла выгоднее увеличивать высоту главных ферм к середине пролета, придавая верхнему поясу полигональное очертание (рис.150, а). Если при этом расположить узлы верхнего пояса по круговой кривой, то его элементы можно сделать равными по длине S с одинаковыми углами перелома в узлах, что упрощает изготовление конструкции.

Решетка главных ферм в современных автодорожных мостах обычно треугольная, которая, как правило, экономичнее ранее применявшейся раскосной. Треугольная решетка может иметь дополнительные стойки (см. рис.149, в). Стойки, примыкающие к верхнему поясу, служат для уменьшения свободной длины его элементов, работающих на сжатие, а примыкающие к нижнему поясу (подвески) уменьшают длину панели проезжей части. Нагрузку на сквозные фермы обычно передают в их узлах. В этом случае все элементы работают на продольные усилия. Тогда для поддержания конструкции проезжей части устраивают поперечные балки, опирающиеся в узлах главных ферм (см. рис.149, в, и 150, б), и панель проезжей части оказывается равной панели главных ферм. Однако наивыгоднейшая длина панели проезжей части обычно значительно меньше панели главных ферм. Если расположить поперечные балки проезжей части с наивыгоднейшим для нее шагом (см. рис.150, а), то опорные давления поперечных балок, попадая в пределы длины панелей главных ферм, вызовут поперечный изгиб пояса. В этом случае необходимо значительное увеличение момента инерции его сечения в вертикальной плоскости и пояс тогда будет жестким (см. рис.149, г и 150 а-в). Фермы с жестким поясом дают возможность применять как в главных фермах, так и в проезжей части наивыгоднейшие длины панелей. Наличие жесткого нижнего пояса облегчает установку пролетного строения продольной надвижкой при строительстве моста.

Схему решетки главных ферм пролетных строений выбирают по соображениям экономическим (наименьшие масса и стоимость), производственным (удобство изготовления и монтажа) и архитектурным (внешний вид моста).

К основным размерам ферм, влияющим на технические и экономические характеристики пролетных строений, относятся пролет, высота, длина панели, угол наклона раскосов, расстояние между осями ферм.

Типовые проекты металлических пролетных строений должны отвечать следующим основным требованиям:

· Минимальный расход металла;

· Минимальная трудоемкость изготовления;

· Минимальные трудоемкость и продолжительность монтажа;

· Минимальные эксплуатационные расходы при полном обеспечении прочности, устойчивости, выносливости, жесткости, надежности и долговечности конструкции.

7.4.2 Крепление элементов в узловом соединении.

Сквозные металлические фермы в недалеком прошлом были целиком клепаными. В настоящее время их изготавливают, как правило, из сварных элементов с монтажными стыковыми соединениями и прикреплениями на заклепках или высокопрочных болтах. Применение сварки для монтажных соединений в сквозных фермах сильно затруднено из-за сложности прикреплений элементов в узлах и сопряжений, делающей практически невозможной сварку автоматами и обеспечение высокого качества швов.

Требования к креплению элементов в узловом соединении заключаются в следующем:

1.Оси элементов, сходящихся в узле, должны пересекаться в одной точке-центре узла;

2.Каждый элемент прикрепляется достаточным по расчету числом заклепок или фрикционных болтов;

3.Прочность прикрепления элемента или его стыка должна превышать прочность самого элемента (по его расчетному поперечному сечению) не менее чем на 11%;

4.Заклепки и фрикционные болты следует размещать так, чтобы центр тяжести площадей поперечных сечений группы заклепок (фрикционных болтов) в центре прикрепления был по возможности на оси элемента;

5.Прочность узловых фасонных листов и накладок по любому разрезу должна превышать прочность присоединяемых элементов не менее чем на 11%;

6.В конструкциях узлов не следует допускать мест, где могли бы скапливаться вода и грязь, узких щелей, замкнутых пространств, а также трудно окрашивающих мест:

7.Фасонным листам надо придавать возможно меньшие размеры и возможно более простое очертание, в частности следует избегать входящих > 180º углов в фасонках;

8.Конструкция узла должна быть удобна для изготовления пролетного строения на заводе, для его перевозки, сборки и клепки (или постановки фрикционных узлов).

7.4.3 Виды и назначение связей.

Главные фермы при езде по низу соединяют, как правило, верхними и нижними продольными связями. В пролетных строениях с ездой поверху верхние продольные связи можно не устраивать, если они не нужны по условиям монтажа, ограничившись лишь постановкой между фермами распорок, входящих в состав поперечных связей. Варианты решеток продольных связей между фермами следующие: крестовая, треугольная, ромбическая, полураскосная, крестовая на две панели.

Для пространственной неизменяемости балочного металлического пролетного строения достаточно устроить продольные связи поверху и понизу вдоль поясов главных балок (ферм) и поперечные на обоих торцах пролетного строения (рис.151, а).

Рис.151. Схемы расположения связей в балочных пролетных строениях

1 - главная балка или ферма; 2 - верхние продольные связи; 3 - нижние продольные связи; 4 - опорные поперечные связи; 5 - промежуточные поперечные связи.

В пролетных строениях, имеющих несколько главных балок (ферм), их обычно соединяют продольными связями попарно (рис.151, б), а чтобы улучшить распределение временной нагрузки между главными балками (фермами), устраивают еще промежуточные поперечные связи. Продольные связи можно сделать только в уровне одного из поясов, но тогда необходимы часто расположенные поперечные связи, способные закрепить в боковом направлении узлы другого пояса, не имеющие продольных связей (см. рис.151, б). Если пролетное строение имеет железобетонную плиту проезжей части, объединенную с главными балками, то верхних связей можно не делать, если только они не требуются при монтаже конструкции.

Поперечные связи применяются в основном для увеличения поперечной (крутильной) жесткости пролетных строений. Для них применяют геометрически неизменяемую решетку.

Опорные рамы или порталы устраивают в пролетных строениях для обеспечения пространственной неизменяемости пролетного строения и передачи ветровых усилий с верхних продольных связей на опоры. По схемам расположения опорные рамы (рис.152) подразделяются на: 1- в плоскости первого восходящего раскоса, 2- в плоскости опорных стоек, 3- в плоскости первой подвески:

Рис.152. Опорные рамы.

Тормозные рамы передают тормозные усилия от проезжей части на узлы ферм и далее на опоры. Их лучше устраивать посередине пролета, а при наличии разрывов продольных балок – посередине участка пролетного строения между разрывами продольных балок.

7.4.4 Типы опорных частей.

Опорная часть - элемент моста, передающий опорные давления пролетного строения на опоры и обеспечивающий угловые и линейные либо только угловые перемещения пролетного строения.

Опорная часть устанавливается на подферменную площадку, устраиваемую на насадке (ригеле) или оголовке массивной опоры.

Опорные части должны обеспечивать закрепление пролетного строения на опорах и, вместе с тем, позволять ему свободно деформироваться при действии временной нагрузки и изменениях температуры.

Для этого разрезные и неразрезные пролетные строения опирают следующим образом:

Плоская опорная часть

Для плитных, ребристых пролетных строений с пролетом до 12 м

Валковая опорная часть

При пролетах 9-18 м. При установке балок на опорные части необходимо следить за тем, чтобы положение валков (катков) (наклон их относительно вертикальной оси) соответствовал температуре наружного воздуха на момент установки

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Читайте также: