Элементы конструкции моста
Основными элементам моста являются его несущие конструкции. К ним относятся опоры, пролетные строения и т.д. Не обходится мостостроение и без ригелей, ростверков, пилонов и аванбеков. Каково предназначение этих элементов? Какие виды их бывают и каковы особенности их установки?
Ригель и ростверк в строении мостов
Мост невозможно возвести без ригеля – несущего линейного элемента, представляющего собой стержень или балку. Обычно он располагается горизонтально и служит шарнирным или жестким соединением вертикальных элементов, например стоек или колонн. Кроме строения мостов ригель используют в качестве опор для прогонов и плит, которые устанавливают в различных перекрытиях, для возведения искусственных сооружений, обеспечивающих безостановочный проезд транспорта, а также при капитальных ремонтах и реконструкциях мостов.
Ростверк представляет собой балку (плиту), объединяющую свайный фундамент. Он принимает и распределяет нагрузку от сооружения, которое расположено над ним, к сваям. Утопленные в грунт конструкции (низкий ростверк) применяют в тех случаях, когда возможен размыв русла реки. Низкие ростверки актуальны также в местах, где наблюдаются галечно-гравийные наносы и усложненный ледовый режим. Конструкции продумывают таким образом, чтобы они выдерживали давление воды и грунта, а котлован делают более углубленным и защищенным. Возведение строения с низким ростверком требует намного больше усилий и затрат, чем с высоким.
Если ростверк высокий, нет необходимости сооружать котлован, а можно использовать перемычки различных типов и шпунтовые ограждения. Необязательным является бетонирование плит на месте сооружения моста. Возможно применять готовые конструкции из сборного железобетона. Преимущества мостов с высоким ростверком – уменьшение степени размывания дна русла. Кроме того, если в его конструкции есть наклонно расположенные элементы, он не будет уступать по жесткости и прочности утопленному в грунте. Целесообразно использовать высокий ростверк и в тех случаях, когда глубина водных потоков превышает три метра, именно поэтому в большинстве случаев мосты строятся с высоким ростверком.
Для чего нужен пилон моста
Опорой висячих или вантовых мостов служит пилон – несущий элемент конструкции в виде рамы. Именно с монтажа пилона начинается строение любого висячего моста. Он необходим для опирания кабелей, цепей, системы вантов и может быть жестким или качающимся, сварным или клепаным. Внутри него могут быть размещены ребра, лестницы или диафрагмы.
Пилоны первых висячих мостов были сделаны из камня. В наше время их делают из металла http://metalloobrabotka.psmetall.com/uslugi/prodolno-poperechnaya-rezka/ или железобетона и при этом используют метод шарнирного или жестко защемленного опирания нижних концов стоек. В сборке участвует специализированная техника – как правило, это ползучий кран, который по мере возведения пилона поднимается выше и выше. В момент нагрузки пилон работает на сжатие и изгиб, как это происходит в безраспорных системах, и выполняет роль упругого основания и упругого отпора.
Аванбек: особенности установки
Вспомогательной направляющей конструкцией, которую во время мостостроения присоединяют к передним частям надвигаемых пролетных строений методом надвижки, является аванбек. Существует два вида надвижки:
1. Продольная. Суть ее заключается в сборке пролетного строения на берегу и в надвигании его в пролет по направлению продольной оси моста тяговыми лебедками и полиспастами.
2. Поперечная. Пролетное строение собирают сбоку моста и затем передвигают его в проектное положение. Используют в тех случаях, когда необходимо заменять пролеты мостов, где невозможно остановить движение транспорта. Чтобы немалое напряжение не спровоцировало потерю устойчивости моста, к передней его части присоединяют аванбек, который является своеобразным продолжением моста. Таким образом, он позволяет осуществлять надвижку без возведения промежуточной опоры.
Аванбеком еще называют передние части быка на опорах, направленные против течения и предназначенные для разрезания надвигающихся льдин. В период половодья такая конструкция очень нужна. Кроме того, аванбек этого типа противостоит ударам суден по мосту.
Основания и фундаменты опор мостов свайные фундаменты (стр. 1 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 |
Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет
ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ
Методические указания к
для студентов специальности 291000 и 291100
1. Типы свайных фундаментов
и область их применениЯ
Свайные фундаменты в современном мостостроении стали одним из основных типов фундаментов. Условия их применения практически не ограничены в силу возможности использования свай различной конструкции и различных технологических приемов для сооружения фундаментов на сваях.
Свайные фундаменты применяют при наличии в верхней зоне грунтов основания слабых грунтов, когда возникает необходимость передачи нагрузки от сооружения на более плотные слои грунта, залегающие на значительной глубине.
Сваями называют погружаемые в грунт или сформированные в грунте в вертикальном или наклонном положении длинные элементы, передающие нагрузку на нижележащие слои грунта основания.
Свайным фундаментом называют группу свай, объединенных сверху конструкцией в виде плиты, называемой ростверком. Ростверк свайного фундамента предназначен для передачи и равномерного распределения нагрузки на сваи. Ростверк является несущей конструкцией и служит для опирания опоры моста.
Различают свайные фундаменты с низким ростверком, промежуточным и высоким (рис. 1). Подошва высокого ростверка возвышается над поверхностью грунта, низкий ростверк заглублен в грунт, а подошва промежуточного ростверка расположена на поверхности грунта. Отличительной особенностью между этими видами конструкций является то, что при воздействии на них горизонтальной нагрузки в низких свайных ростверках по боковым граням возникает отпор грунта, а в промежуточных и высоких свайных ростверках этот отпор отсутствует.
Плита, погруженная в грунт на достаточную глубину, способна воспринимать внешние горизонтальные силы и изгибающие моменты, передавая их окружающему грунту своими боковыми гранями. Этим она разгружает сваи на действие указанных силовых воздействий и позволяет использовать более тонкие и короткие сваи или уменьшать их число в фундаменте.
Свайные фундаменты с высоким ростверком имеют некоторые преимущества перед фундаментами с заглубленной в грунт плитой. К этим преимуществам относятся следующие: при одинаковых несущих способностях и жесткости на их сооружение затрачивается меньше материалов и трудозатрат; отпадает необходимость в устройстве котлованов; вместо монолитной плиты могут использоваться ростверки из сборного железобетона; с большей эффективностью используются оболочки и буровые столбы; уменьшаются местные размывы дна русла; применением наклонно расположенных элементов можно создать свайные фундаменты по жесткости и несущей способности равноценные фундаментам с низким ростверком.
2. Виды свай и их классификациЯ
Основным конструктивным элементом свайного фундамента являются сваи. Классификация свай приведена в табл. 1.
погружения свай в грунт
сваи-оболочки (железобетонные), погружаемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые бетонной смесью (рис. 5)
набивные, устраиваемые путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате обжатия грунта
буровые, устраиваемые путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов
винтовые, погружаемые в грунт с помощью кабестана
взаимо-действия свай с грунтом
сваи-стойки, к которым относятся сваи всех видов, опирающиеся на скальные грунты, а забивные сваи, кроме того, на малосжимаемые грунты (крупнообломочные грунты и твердые глины с модулем деформации E ³ 50 МПа)
продолжение табл. 1
висячие сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на основание боковой поверхностью и нижним концом
Забивные железобе-тонные сваи
Набивные сваи по способу
устраиваемые путем погружения инвентарных труб, нижний конец которых закрыт башмаком, оставляемым в грунте, с последующим извлечением труб по мере заполнения скважин бетонной смесью
виброштампованные, устраиваемые в пробитых скважинах путем их заполнения жесткой бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде трубы с закрепленным на ней вибропогружателем
виброштампованные, устраиваемые путем выштамповки в грунте скважин пирамидальной или конической формы с заполнением их бетонной смесью
Буровые сваи по способу
буронабивные сплошного сечения, бетонируемые в пробуренных скважинах без крепления или с закреплением стенок извлекаемыми обсадными трубами
буронабивные полые круглого сечения, устраиваемые с применением многосекционного сердечника
буронабивные, устраиваемые путем втрамбовывания в скважину щебня
буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые путем бурения скважин с образованием уширения взрывом и заполнения скважин бетонной смесью
сваи-столбы, устраиваемые путем бурения скважин, укладки в них цементно-песчаного раствора и опускания в скважины свайных элементов
буроопускные сваи с камуфлетной пятой
1
Рис. 2. Конструкции забивной непреднапряженной железобетонной сваи
Рис. 3. Конструкция преднапряженной железобетонной сваи
Рис. 4. Конструкция преднапряженной сваи с проволочной арматурой
3. Определение несущей способности свай
Несущая способность одиночной сваи определяется из условий работы материала, из которого она изготавливается, и грунта, в который она погружается. Сопротивление сваи действию вертикальной нагрузки определяется как наименьшее из величин, вычисляемых из условий прочности материала сваи и грунта, удерживающего сваю. Несущую способность свай по грунту и материалу рассчитывают по первой группе предельных состояний.
3.1. Определение несущей способности
железобетонной сваи по материалу
Несущая способность железобетонной сваи по материалу Fd, кН,
Fd = gc×j×(gb×Rb×Ab + Rs×As), (1)
Одиночную сваю по несущей способности грунтов основания рассчитывают, исходя из условия: N £ Fd/gk, (2)
3.2. Определение несущей способности
свай-стоек по грунту
В связи с тем, что грунт под нижним концом сваи-стойки значительно прочнее, чем грунт, который окружает ее боковую поверхность, несущая способность будет зависеть только от прочности грунта под нижним концом сваи.
Несущую способность Fd, кН, забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой свай, опирающихся на скальный грунт, а также буровой сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт (E ³ 50 МПа) следует определять по формуле: Fd = gc×R×A, (3)
Расчетное сопротивление грунта R, кПа, под нижним концом сваи-стойки следует принимать:
а) для всех видов свай, опирающихся на скальные и малосжимаемые грунты, R = 20000 кПа;
R = (Rc, n/gg)×[(ld/df) + 1,5], (4)
При наличии в основании набивных, буровых свай и свай-оболочек выветрелых, а также размягченных скальных грунтов, их предел прочности на одноосное сжатие следует принимать по результатам испытаний штампами или по результатам испытания свай и свай-оболочек статической нагрузкой.
3.3. Определение несущей способности
по грунту свай трениЯ
Несущая способность свай трения по грунту зависит от его сопротивления погружению сваи, которое развивается как под нижним концом сваи, так и по ее боковой поверхности.
Широкое распространение получили методы определения несущей способности: практический, основывающийся на табличных данных /9/, динамический, метод статического зондирования и испытание свай статической нагрузкой.
Несущую способность Fd, кН, висячей забивной сваи и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле: n
Fd = gc×(gcR×R×A + u×ågcf×fi×hi), (6)
В формуле (6) суммируют сопротивления грунта по всем слоям, пройденным сваей, за исключением случаев, когда проектом предусматривается планировка территории срезкой или возможен размыв грунта. В этих случаях суммируют сопротивления всех слоев грунта, расположенных соответственно ниже уровня планировки (срезки) и дна водоема после его местного размыва при расчетном паводке. Для забивных свай, опирающихся нижним концом на рыхлые песчаные грунты или на пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL > 0,6, несущую способность следует определять по результатам статических испытаний свай.
Несущую способность пирамидальной, трапецеидальной и ромбовидной свай, прорезающих песчаные и пылевато-глинистые грунты Fd, кН, с наклоном боковых граней ip £ 0,025 определяют по формуле: n
Fd = gc×[R×A + å hi×(ui×fi + uo, i×ip×Ei×ki×xr)], (7)
Несущую способность Fdu, кН, висячей забивной сваи и сваи-оболочки, погружаемых без выемки грунта, работающих на выдергивание, определяют по формуле:
Fdu = gc×u×ågcf×fi×hi, (8)
В фундаментах опор мостов не допускается работа свай на выдергивание при действии одних только постоянных нагрузок.
Несущую способность Fd, кН набивной и буровой свай с уширениями и без уширения, а также сваи-оболочки, погружаемой с выемкой грунта и заполняемой бетоном, работающих на сжимающую нагрузку, определяют по формуле: n
Сооружение опор мостов на примерах
Сооружение опор моста через реку Губерля
Впервые пустотелые предварительно напряженные опоры высотой 10.8 м были применены на мосту через р. Губерля. Опору собирали из пустотелых коробчатых блоков, располагая напрягаемую арматуру в закрытых каналах, заполненных цементным раствором.
Конструкция и технология сооружения пустотелых предварительно напряженных сборных железобетонных опор были усовершенствованы на строительстве железнодорожного моста через р. Береш с пролетами по 22.9 м. Нижнюю, цокольную, часть опор в пределах колебания горизонта воды выполнили из монолитного бетона. Сборную часть опоры высотой 18,76 м собирали из 19 блоков четырех типов весом от 6,25 до 11 т.
Сооружение опор моста через реку Днепр в Днепропетровске
Одним из примеров применения опор комбинированной конструкции являются опоры эстакадной части моста через р. Днепр в Днепр ( старое название Днепропретовск). Ширина моста 24 м. Несудоходные участки реки с обоих берегов реки на длине около километра перекрыты предварительно напряженными балочными пролетными строениями длиной по 32,96 м.
Опоры под них приняты двухстолбчатыми, на свайном основании. Столбы из пустотелых сборных железобетонных труб-оболочек наружным диаметром 1,6 м перекрыты двухконсольным ригелем длиной 25,8 м. Внизу колонны — оболочки жестко заделаны в монолитную кладку тела опор (рисунок смотри ниже).
Опора эстакадной части моста через реку Днепр в Днепре
Так как мост расположен па двусторонних симметричных уклонах, длина оболочек принята переменной.
Применение железобетонных оболочек для верхней части опор значительно уменьшило трудоемкость и продолжительность работ (по сравнению с устройством сборных опор из блоков с многорядной разрезкой) и, кроме того, в большей степени отвечает архитектурным требованиям к городским мостам.
В принятой конструкции сборно-монолитного ригеля балки пролетных строений длиной 32,90 м опираются не на верхнюю плоскость ребра, а на консольные выступы у нижней грани ребра, при этом ребро ригеля закрывается балками пролетных строений. Такой тип ригеля с длинными консолями и широко расставленными колоннами производит впечатление легкой конструкции.
Ригель через резиново-металлические центрирующие прокладки (РОЧ-3) опирается на оголовки колонн и передает опорную реакцию более 1000 т. Для увеличения жесткости ребра ригеля на кручение и уменьшения изгибающих моментов в консольных выступах, над колоннами и по торцам ригеля предусмотрены треугольные ребра жесткости.
Верхняя часть опор, колонны с наружным диаметром 1,6 м и ригель выполнялись из сборного и сборно-монолитного железобетона. Колонны изготавливались на заводе МЖБК и доставлялись к месту установки автотранспортом и на плашкоутах по воде. Изготовление колонн велось в вертикальной утепленной опалубке с вибросердечником.
В нижнем конце колонны имелись выпуски, которые сваривали с выпусками из тела опор, после чего производилось омоноличивание.
После достижения бетоном 70% прочности возводили оголовки колонн. Опалубкой низа оголовков служили устанавливаемые железобетонные плиты. Жесткие арматурные каркасы ригелей вязали на полигоне и перевозили на прицепах — тяжеловозах и затем на плашкоутах по воде. Установка сборных арматурных каркасов и подача бетона осуществлялись кранами, ДГ грузоподъемностью 12 т и ГМК-12/20, смонтированными на плашкоутах.
Установка арматурного каркаса ригеля опоры
Инвентарные переносные подмости под ригели были собраны из элементов УИКМ-60. Раскружаливание ригеля производилось с помощью 16 песочниц, установленных под рамы подмостей.
Сооружение опор моста через речку Волга в Саратове
На строительстве моста через р. Волгу в Саратове трубы оболочки диаметром 2,4 м для сборных колонн надфундаментной части опор изготовляли в вертикальном положении на полигоне. На этом же полигоне в пропарочных камерах изготовляли скорлупы сборно-монолитных ригелей опор. Монтировали элементы плавучим краном грузоподъемностью 100 т.
Установка блока ригеля плавучим краном грузоподъемностью 100 тонн
Колонны с телом опоры соединяли сваркой выпусков арматуры, которые стыковались на специальной цилиндрической обечайке.
Ригель собирали из двух скорлуп, члененных вдоль моста (шов поперек оси моста). После того как в полость, образуемую скорлупами, вставляли мощный арматурный каркас, ригель омоноличивали. Вес скорлуп около 40 т.
Строительство опор моста через реку Волга в Костроме
Сборные столбчатые железобетонные опоры под балочные пролетные строения длиной 32 м эстакадной части моста через р. Волгу в Костроме (рис. 4) собирали при помощи козлового крана грузоподъемностью 45 т, передвигающегося по специальной подкрановой эстакаде, построенной вдоль оси моста.
Рис.4
Сборная опора эстакадной части моста через р. Волгу в Костроме
Опоры сооружены на монолитных фундаментах, возведенных на основании из железобетонных предварительно напряженных свай сечением 35X35 см.
При ширине моста между перилами 17 м опоры высотой от 10 до 19 м приняты двухстолбчатыми с двухконсольным ригелем. Столбы собраны по высоте из двух-трех пустотелых железобетонных центрифугированных труб-оболочек диаметром 1,6 м со стенками толщиной 12 см, которые после установки столбов утолщаются до 30 см. Внизу колонны-оболочки жестко заделаны в монолитную кладку фундамента за счет сварки и последующего омоноличивания арматурных выпусков из фундамента с обечайкой оболочки.
Для снижения веса до 40 т при монтаже ригель выполнен на заводе с полостью, в которую вставлен арматурный каркас.
До начала сборки опоры секции оболочек укрупняли, сваривая выпуски арматуры, устанавливая дополнительную арматуру в стыки и бетонируя стык с применением наружной металлической и внутренней деревянной опалубки. В укрупненную колонну-оболочку вставляли арматурный каркас, собранный из 28 стержней периодического профиля диаметром 32 мм весом до 2,5 т.
После установки колонны-оболочки с вставленным в нее арматурным каркасом в нишу фундамента глубиной 0,9 м и омоноличпвания ее с фундаментом приступали к утолщению стенок оболочек. При утолщении стенок применяли передвижную металлическую опалубку. Бетонную смесь во внутрь колонны подавали хоботом, состоящим из отдельных рештаков, снимаемых по мере бетонирования. Ригель опоры устанавливали на колонны также при помощи козлового крана грузоподъемностью 45 т и заполняли внутреннюю полость его бетоном (около 29 м 3 ).
Общая трудоемкость работ по сооружению двухстолбчатой опоры, а также затраты труда и времени на выполнение отдельных процессов приведены в табл. 1.
Затраты труда и времени на сооружение двухстолбчатой опоры (на 1 опору)
| Наименование работ | Измери-тель | Кол-тво на опору | Затраты трудачел.-час | Затраты времени на опору, ч | |
| на измеритель | на опору | ||||
| Укрупнительная сборка колонны из двух секций оболочек | Колонна | 2 | 29 | 58 | 28 |
| Сборка арматурного каркаса дляутолщения стенок оболочек | Каркас | 2 | 63 | 126 | 28 |
| Транспортировка колонн оболочек к месту монтажа | Колонна | 2 | 7 | 14 | 5 |
| Установка арматурного каркасавнутрь колонны | Каркас | 2 | 3,3 | 6,6 | 2,2 |
| Установка колонн оболочек впроектное положение | Колонна | 2 | 9 | 18 | 8,8 |
| Электросварка арматурных выпусков из фундамента с обечайкой колонны | Колонна | 2 | 25,2 | 50,4 | 25,2 |
| Омоноличивание колонн с фундаментом | м 3 бетона | 7,3 | 4,1 | 29,8 | 7,5 |
| Утолщение стенок колонн до30 см | м 3 бетона | 28 | 13,8 | 386 | 64,3 |
| Установка ригеля | ригель | — | 14,4 | 14,4 | 4,8 |
| Заполнение внутренней полостиригеля бетоном | м 3 бетона | 29 | 2,9 | 84,1 | 14 |
| Прочие работы | опора | — | 6,6 | 6,6 | 2,2 |
| Итого | — | — | — | 794 | 190 |
Опоры автодорожного моста через горную реку Бзыбь
На строительстве автодорожного моста через горную реку Бзыбь была успешно применена сборно-монолитная конструкция опор под балочные пролетные строения длиной 32,3 м. Опоры возведены на железобетонных опускных колодцах.
Надфундаментную часть промежуточных опор (рис. 5), в зависимости от их высоты, собирали из 4 – 6 пустотелых железобетонных блоков, наружное очертание которых соответствовало контуру опоры в плане
Рис.5
Сборная опора моста через реку Бзыбь
Каждый блок был изготовлен в виде бездонного ящика с гладкими вертикальными стенками, разделенного тремя диафрагмами на четыре секции для обеспечения неизменяемости в плане.
Блоки устанавливали краном по пневмоходу K-161 или козловым краном и крепили между собой болтами-фиксаторами. При заполнении внутренней полости опускного колодца бетоном в верхней ее части устраивали углубление, величина которого изменялась в зависимости от высоты опоры и доходила до 0,9 м. Устройство углубления в верхней части фундамента — оригинальное конструктивное решение, позволяющее собирать опоры различной высоты из блоков одного типа.
Первые блоки устанавливали на раствор в углубление фундамента на металлические подкладки, которые располагали в четырех местах по контуру блока. После установки первого блока заполняли бетонной смесью оставшееся свободным пространство в нише фундамента.
Последующие блоки укладывали друг на друга насухо, а не, как обычно, на цементный раствор. Для обеспечения возможности устройства плотного сухого стыка контурные блоки опор изготовляли по специально разработанной технологии. Монтаж контурных блоков на плотных сухих стыках позволил примерно на 20% сократить затраты времени и труда по сравнению с затратами при сборке таких блоков на мокрых стыках.
При монтаже блок поднимали за 4 строповочные петли на высоту 1 м. и очищали его торцы с помощью металлических щеток. При установке блока положение его регулировали двумя расчалками. Наводку блока осуществляли с двух приставных лестниц. Точность установки проверяли совпадением отверстий в уголках-фиксаторах и контролировали с помощью отвеса.
В каждом стыке устанавливали по 4 болта диаметром 22 мм; скрепляемые закладные детали фиксаторов выступали во внутреннюю полость блоков. Работу выполняли с дощатых подмостей, размещенных внутри опоры. Эти простейшие подмости устанавливали в проем между диафрагмами блоков и переставляли по мере наращивания опоры.
В опытном порядке при монтаже двух опор плотные горизонтальные стыки блоков устраивали с применением эпоксидного клея, которым покрывали горизонтальную поверхность нижележащего контурного блока.
После установки верхнего контурного блока внутри смонтированной опоры из отдельных стержней вязали арматурный каркас, который кренили к выпускам арматуры фундамента при помощи проволочных скруток.
Арматурный каркас весом 470 кг состоит из 6 сеток из арматуры периодического профиля диаметром 16 мм и распределительной диаметром 10 мм.
Ригели промежуточных опор расчленены продольным швом, их собирали из двух блоков весом до 27 тонн каждый. Пространство между блоками заполняли арматурным каркасом, который крепили к выпускам арматуры из опоры и блоков и затем омоноличивали бетонной смесью.
Затраты труда и продолжительность работ на сборку 1-ой опоры
| Наименование работ | Измери-тель | Количество на опору | Затраты трудачел.-час | Продолжитель-ность |
| Установка контурного блока краном К-161 с очисткой блокаи установкой болтов фиксаторов | 1 блок | 5 | 25 | 5 |
| Вязка арматурного каркаса заполнения опоры | 1 т арматуры | 0,47 | 18,4 | 4,6 |
| Заполнение полости опоры бетоном | м 3 бетона | 12,1 | 21,2 | 5,3 |
| Укладка сборных блоков заполнения полости опоры | 1м 3 блока | 12,4 | 19 | 4,8 |
| Установка блоков ригеля весом до 27 т при помощи кранов К-161и К-124 | 1 блок | 2 | 30 | 5 |
| Омоноличивание блоков ригелей с вязкой каркаса арматуры весом 0,24 т | м 3 бетона | 2,4 | 14,5 | 3,7 |
Затраты труда на монтаж и омоноличивание надфундаментной части опоры составили 2,2 чел.-часа па 1 м 3 бетона. Контурные блоки изготовляли в жесткой металлической опалубке-обойме высотой 6 м, внутреннее очертание которой соответствовало наружному очертанию блоков.
Высота опалубки-обоймы рассчитана на последовательное изготовление блоков, бетонирование которых производится в пять ярусов друг на друга в порядке их монтажа. Поскольку блоки имеют по три диафрагмы, комплект внутренней опалубки блока состоял из четырех инвентарных жестких деревянных коробов, из которых два выполнены в виде прямоугольных призм, а два — в виде полуцилиндров.
Изготовление блоков вели в такой последовательности. На днище в металлическую опалубку-обойму устанавливали готовый арматурный каркас блока, а затем внутрь каркаса — короба внутренней опалубки и бетонировали блок. Спустя несколько часов после укладки бетона внутреннюю опалубку разбирали.
После достижения бетоном необходимой прочности на верхнюю торцевую поверхность блока устанавливали арматурный каркас следующего блока. Фиксаторы изготавливаемого блока соединяли с фиксаторами забетонированного. После установки коробов внутренней опалубки блоки бетонировали.
Чтобы не было сцепления между блоками при изготовлении, торцы их смазывали известковым раствором. Внутреннюю поверхность металлической опалубки смазывали отработанным соляровым маслом.
Принятый порядок изготовления блоков, при котором верхний торец ранее забетонированного блока служит опалубкой нижнего торца следующего блока, обеспечил плотность стыков при монтаже опоры.
Для изготовления 51 блока на полигоне были использованы две вертикально установленные металлические опалубки-обоймы. Для размещения рабочих, материалов и инструмента в верхней части обоймы были устроены площадки балконного типа размером 1,2X3 м.
Все процессы, связанные с изготовлением контурных блоков на полигоне, обслуживались козловым краном грузоподъемностью 10 т. Затраты на изготовление одного контурного блока составили 43 чел.-часа, или 18,4 чел.-часа на 1 м 3 бетона.
Строительство опор моста через реку Южный Буг у села Ивановка
На строительстве автодорожного моста через р. Южный Буг у села Ивановка высокие массивно-столбчатые железобетонные опоры под балочные пролетные строения длиной 32,96 м. (рис. 6) собирали при помощи ползучего крана оригинальной конструкции.
Рис.6
Массивно-столбчатые опоры моста через реку Южный Буг у с. Ивановка
Массивно-столбчатая опора комбинированной конструкции высотой около 33 м в пределах горизонта высоких вод выполнена в виде двух железобетонных массивов, связанных в верхней части распоркой.
Верхняя часть опоры принята рамной сквозной конструкции в виде четырех сборных железобетонных столбов. Каждый из столбов по высоте состоит из трех секций сборных центрифугированных железобетонных трубоболочек диаметром 420 см длиной по 585 см. В местах стыковки секций каждая пара труб-оболочек объединена монолитной диафрагмой. Кроме того, в месте стыка второй и третьей секций все четыре столба объединены железобетонной распоркой двутаврового сечения.
По верху каждая пара столбов увенчана канителями, на которые опирается железобетонный ригель рамы, состоящий из двух блоков.
Трубы-оболочки имеют толщину стенок 12 см, которую в процессе посекционной сборки утолщают до 52 см путем заполнения внутренней полости трубы бетоном с использованием пустотообразователя диаметром 16 см. Монтаж верхней части опор вели в такой последовательности. Нижний ярус столбов собирали из секций труб-оболочек диаметром 120 см при помощи крана на гусеничном ходу марки Э-1258 грузоподъемностью 12 т.
Каждую трубу-оболочку крепили к монолитной части опоры путем сварки всех 24 выпусков арматуры диаметром 25 мм с обечайкой толщиной 12 мм, заанкеренной в железобетонные надфундаментные массивы.
Положение труб-оболочек в процессе установки регулировали двумя реечными домкратами и контролировали двумя теодолитами, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Ползучий кран для монтажа опор различной высоты
После установки четырех столбов первого яруса на их верх устанавливали подмости в виде жесткой рамы размером 7X3 м из металлических уголков с настилом из досок. С этого настила заполняли внутреннюю полость труб-оболочек бетоном марки 200. Внутри трубы по всей ее высоте оставляли незаполненную полость диаметром 160 мм, используя для этой цели извлекаемый пустотообразователь из металлической трубы.
Монтаж второго и третьего ярусов столбчатой опоры, а также распорки капителей и ригеля выполняли с помощью ползучего крана оригинальной конструкции (рис. 7).
Рис.7
Монтаж тела опоры с помощью ползучего крана
Ползучий кран изготовлен для монтажа опор различной высоты из оболочек диаметром 1,2 м.
Кран состоит из следующих пяти основных узлов:
Вылет каждой стрелы ползучего крана 8 м, грузоподъемность б т. Общая грузоподъемность крана 12 т. Скорость подъема и опускания гака 2,5 м/мин.
Кран собирали в горизонтальном положении и затем поворотом вокруг нижнего шарнира в базе крана устанавливали в вертикальное положение. Ползучий кран опирался через специальный опорный пакет на выступ фундамента опоры и удерживался от опрокидывания с помощью хомутов, закрепляемых к колоннам первого яруса. Монтаж элементов опоры ползучим краном выполняли в такой последовательности.
Оболочку стропили и поднимали на высоту второго яруса опоры. В проектном положении колонна-оболочка фиксировалась двумя 5-тонными реечными домкратами, установленными под нижним торцом монтируемой оболочки, которую удерживали на весу краном. С оболочки, установленной в строго отвесном положении, снимали стропы после прихватки не менее 10 выпусков арматуры, после чего сваривали все 24 выпуска арматуры диаметром 25 мм каждой оболочки. В каждом стыке приваривали по две накладки диаметром 18 мм длиной 250 мм.
Стык колонн армировали дополнительной вертикальной и горизонтальной арматурой. Вертикальная арматура представляет собой заранее изготовленный арматурный каркас, который устанавливается во внутреннюю полость колонны краном. Горизонтальную арматуру устанавливали по месту из отдельных стержней. Эта арматура объединяет в одну конструкцию две рядом стоящие колонны. В стыке устанавливали металлическую щитовую опалубку, поддон между оболочками делали деревянным. Стык бетонировали при заполнении внутренней полости бетонной смесью.
На голову колонн второго яруса устанавливали связь в виде железобетонного блока двутаврового сечения длиной 420 см, шириной 130 см. Связь поднимали одновременно двумя гаками крана с помощью траверсы. Перед подъемом связи кран поднимали по опоре на два шага, т. е. па 5,4 м.
Конструкция крана такова, что он может сам себя поднимать и опускать на необходимую высоту. При необходимости подъема крапа на высоту, большую, чем длина направляющих, по которым скользит рабочая часть крана, их наращивают специальными секциями длиной 275 см. Наращивание направляющих производится этим же краном.
После установки подмостей монтировали конструкцию третьего яруса опоры. В колоннах-оболочках устраивали отверстие, имеющее размеры, соответствующие поперечному сечению связи.
Узел связи с колоннами армировали горизонтальной и вертикальной арматурой. После установки сборной металлической опалубки узел бетонировали при заполнении полости третьего яруса.
На голову колонн третьего яруса устанавливали капители. Каждую капитель устанавливали на две оболочки. Стык капителей с оболочками армировали заранее заготовленным арматурным каркасом. Последний устанавливался на бетон заполнения оболочки и выходил за пределы капители вверх па 115 см. С помощью этой части каркаса ригель опоры анкерили к капителям.
Для монтажа блоков ригеля ползучий кран поднимали еще на один шаг, т. е. на 2,7 м. Каждый блок весом 12 т устанавливали одновременно двумя стрелами ползучего крана. Первый блок закрепляли в проектном положении временными деревянными подмостями, которые устанавливали на канители, второй блок крепили к первому. Блоки ригеля омополичивали приваркой металлических пластин по плите блока и по его диафрагмам, а затем бетонированием стыков.
Затраты труда и времени на сооружение сборной части опоры
| Наименование работ | Измери-тель | Кол-во на опору | Затраты труда чел.-час | Затраты времени на опору, ч | |
| на измеритель | на опору | ||||
| Подача секций труб — оболочек к опоре автопогрузчиком | Секция | 12 | 0,75 | 9 | 3 |
| Установка 1-го яруса колонн-оболочек краном Э-1258 | Секция | 4 | 6,08 | 24,3 | 6,1 |
| Сварка выпусков арматуры колонн 1-го яруса к металлической обечайкеи монолитной части опоры | Секция | 4 | 8,03 | 32,1 | 32,1 |
| Заполнение колонн-оболочек 1-го яруса бетонной смесью с устройством подмостей | м 3 | 18 | 3,22 | 58 | 11,7 |
| Монтаж ползучего крана | Кран | 1 | 294 | 294 | 42 |
| Подъем ползучего крана для монтажа колонн 2-го яруса | м | 5,5 | 7,35 | 40,5 | 8,1 |
| Установка 2-го яруса колонн — оболочек | Секция | 4 | 25,2 | 101 | 16,8 |
| Устройство стыка 1 и 2-го ярусов колонн — оболочек | Стык | 2 | 73,5 | 147 | 74,6 |
| Заполнение колонн 2-го яруса бетонной смесью с устройством подмостей | м 3 | 18 | 11,1 | 201 | 40 |
| Подъем ползучего крана для монтажа колонн 3-го яруса | м | 5,5 | 7,35 | 40,5 | 8,1 |
| Установка железобетонной распорки | Распор | 1 | 17 | 17 | 3,4 |
| Установка колонн 3-го яруса | Секция | 4 | 27,6 | 110 | 18,4 |
| Устройство стыка 2 и 3-го яруса колонн оболочек | Стык | 2 | 108 | 216 | 154 |
| Монтаж капители с устройством подмостей | Капитель | 2 | 16,9 | 33,8 | 5,7 |
| Заполнение колонн 3-го яруса бетонной смесью | м 3 | 20 | 11 | 220 | 44 |
| Наращивание направляющих ползучего крана и его подъем на 2,75 м для монтажа ригеля | м | 2,75 | 17,6 | 48,5 | 9,7 |
| Армирование стыков колонн с капителями | Стык | 2 | 9,6 | 19,2 | 4,8 |
| Монтаж и омонолпчивание ригеля | Ригель | 1 | 45,4 | 45,4 | 16,3 |
| Демонтаж ползучего крана | Кран | 1 | 110 | 110 | 18,4 |
| Затраты на опору | м 3 бетона | 97 | 18,2 | 1767 | 479 |
При сооружении сборных железобетонных эстакадных частей мостов обычно применяют два комплекта механизмов: один для сооружения опор и второй для монтажа пролетных строений.
В условиях крутого профиля трассы эстакадной части мостового перехода и большой высоты моста сборка опор из блоков весом по 15—25 г стреловым краном на гусеничном или пневмоколесном ходу становится невозможной.
В этих случаях дизельные стреловые краны используют лишь для монтажа нижних частей опор, а для монтажа опор на всю высоту применяют различные нетиповые краны, например, в виде монтажных мачт, устройство которых требует больших затрат труда.
Строительство опор моста через реку Смотрич в Каменец-Подольске
Одним из путей сокращения трудоемкости работ и уменьшения числа кранов при сооружении высоких эстакад является метод монтажа опор и пролетных строений одним краном, передвигающимся поверху. Этот метод был успешно применен при сооружении эстакадной части моста.
Эстакадная часть моста имеет опоры высотой до 27 м при очень крутом профиле местности. Пролеты перекрываются железобетонными предварительно напряженными пролетными строениями длиной 22,16 м из 10 балок по ширине.
Опоры высокой части эстакады состоят из двух колонн-оболочек диаметром 1,6 м, опирающихся на фундамент через сборные железобетонные стаканы весом по 18 т. Оболочки по высоте собирали из двух монтажных элементов весом по 19 т, укрупненных из секций длиной по 6 м. На оголовки колонн опирается сборный ригель, имеющий два монтажных элемента весом по 18 т.
На прирельсовой площадке секции колонн соединяли мокрыми стыками, а укрупненные элементы при монтаже — фланцевыми.
Опоры с элементами весом до 20 т и пролетные строения из балок весом по 26 т монтировали стреловым краном ДК-45, последовательно передвигаемым по верху из пролета в пролет после соединения балок по диафрагмам сваркой.
Установка блока ригеля опоры краном ДК-45
Замоноличивание стыков плит вели вслед за монтажным краном. Кран в рабочем положении закрепляли за ригель опоры натяжением пучков из высокопрочной проволоки. Ригель опоры при этом был загружен ранее установленными пролетными строениями.