Сталежелезобетонные пролетные строения
Особенностью сталежелезобетонных пролетных строений является жесткое объединение железобетонной плиты проезжей части со стальными главными балками, которое обеспечивает их совместную работу. Эффект заключается в том, что при жестком их объединении возникает сжатие железобетонной плиты при изгибе балок. Это приводит к уменьшению сжатой зоны сечения верхних поясов стальных балок, повышению горизонтальной жесткости пролетных строений, снижению расхода стали на 12–18 % [11] (рис. 6.8).
Применяют два типа сталежелезобетонных пролетных строений – с ездой на балласте и по железобетонной плите. Железобетонную плиту выполняют монолитной и сборной. В современных железнодорожных сталежелезобетонных пролетных строениях широкое распространение получили сборные железобетонные плиты с поперечными швами.
Рис. 6.8. Конструкция сталежелезобетонного пролетного строения: а – план;
б – фасад пролетного строения; в – план нижних продольных связей; г, д – поперечный разрез на опоре и в пролете
Мостовое полотно с ездой на балласте сталежелезобетонных пролетных строений имеет преимущество, заключающееся в том, что обеспечивает благоприятные условия при движении поездов при однородности пути на мосту и подходах, а также упрощает содержание и ремонт пути. К числу недостатков данного пролетного строения относят большой собственный вес; сложность устройства, ремонта гидроизоляции и водоотвода.
Железобетонную плиту объединяют со стальными балками с помощью упоров различной конструкции и гибких анкеров, прикрепляемых к поясам балок преимущественно сваркой, что вызывает концентрацию напряжений (рис. 6.9).
Рис. 6.9. Упоры и анкеры сталежелезобетонных пролетных строений: а, б – гибкие анкеры; в, г, д, е – жесткие анкеры из уголка, тавра, кольца и подковы; ж – закладная деталь с гибкими анкерами и горизонтальным листом для прикрепления высокопрочными болтами (на плане анкеры не показаны); 1 – верхний лист стальной балки; 2 – гибкий петлевой анкер; 3, 4 – вертикальный, горизонтальный листы; 5 – отверстия для высокопрочных болтов
Анкеры и упоры воспринимают сдвигающие силы, возникающие при изгибе сталежелезобетонных балок, от разницы температур балки и плиты, от усадки ползучести бетона.
В современных железнодорожных пролетных строениях железобетонные плиты прикрепляют к стальным балкам высокопрочными болтами с помощью закладных деталей (рис. 6.10) [23].
Рис. 6.10. Объединение сборной железобетонной плиты со стальной балкой закладными деталями упоров, прикрепляемых высокопрочными болтами: ВОТ – водоотводная трубка
В железнодорожных мостах находит применение объединение сборной железобетонной плиты и верхнего пояса балки высокопрочными болтами, обжимающими плиту (рис. 6.11) [23].
Блоки железобетонных плит соединяют между собой сваркой выпусков арматуры с заполнением швов бетоном и последующим устройством гидроизоляции и защитного слоя, а также эпоксидным клеем с обжатием стыков домкратами.
Главные балки сталежелезобетонных пролетных строений имеют составное двутавровое сечение с высотой (1/13¸1/15)lр, толщиной стенок 12–14 мм. Для устойчивости стенки балок укрепляют вертикальными ребрами жесткости, а при пролетах 45 м и более еще и продольными ребрами жесткости в сжатой зоне (см. рис. 6.8). Верхние пояса балок состоят из одного горизонтального листа, а нижние – из одного или двух листов разной толщины и ширины для уменьшения площади сечения поясов от середины пролета к опорам. Балки объединяют продольными и поперечными связями с крестовой решеткой (см. рис. 6.8).
Балки типовых сталежелезобетонных пролетных строений (типовой проект серии 3.501-49, инв. № 739, ГТМ,1976 г.) изготовляют из сталей марок 10Г2С1Д и 15ХСНД, плиты – из бетона классов В40 и F300. Проект разработан под один железнодорожный путь с ездой на балласте полной длиной пролетов 18,8; 23,6; 27,6; 34,2; 45,8; 55,8 м.
В 1989 г. разработаны конструкции сталежелезобетонных пролетных строений высокой заводской готовности с полной длиной 18,2; 23,0;27,0; 33,6 и 45 м (типовой проект серии 3.501.9-151, ГТМ, 1989 г. для однопутных и многопутных железнодорожных мостов, на прямых и кривых участках радиусом 300 м, а также в сейсмических районах с расчетной сейсмичностью до 9 баллов). Сплошные балки пролетных строений изготовляют из стали марок 15ХСНД-2 (обычное и северное исполнение А) и 10ХСНД-3 (северное исполнение Б), а железобетонные плиты – из бетона классов В35 и В40 (рис. 6.12) [23].
Рис. 6.12. Конструкция сталежелезобетонного пролетного строения высокой заводской готовности: а – поперечное сечение в пролете; б – то же на опоре; t – толщина элемента; H – высота балки
Применение сталежелезобетонных конструкций в железнодорожных мостах приводит к существенной экономии стали, особенно в пролетных строениях высокой заводской готовности. Однако применение данных типовых решений в настоящее время имеет ограничения.
Источник
Монтаж сталежелезобетонных пролетных строений
Сталежелезобетонное пролетное строение состоит из стальных балок и железобетонной плиты, объединенных для совместной работы. Поэтому монтаж сталежелезобетонных пролетных строений состоит фактически из двух самостоятельных процессов – сборки стальной части пролетного строения и сборки железобетонной плиты.
Монтаж стальной части пролетного строения. При монтаже стальной части наибольшее применение находят три основных способа: сборка конструкций на подходах к мосту и установка в пролет консольными кранами в полностью собранном виде или укрупненными блоками; монтаж пролетных строений в пролете стреловыми кранами из отдельных элементов или укрупненных блоков; продольная надвижка стальной части пролетных строений, собранных на подходе.
На выбор способа монтажа влияет длина пролетного строения, высота моста, рельеф местности в районе мостового перехода и возможности строительной организации.
С помощью консольных кранов ГЭК-80 и ГЭПК-130 устанавливают стальную часть длиной до 55,8 м. Пролетное строение длиной 18,8 м можно установить консольным краном ГЭК‑80 с полностью смонтированной железобетонной плитой (рисунок 6.30). Пролетное строение подвешивают к стреле крана с помощью продольной строповочной балки, траверсы, нижней балки и стальных тросов. Нагрузка на главный и вспомогательный полиспасты, расположенные на расстоянии 6,3 м один от другого, распределяется равномерно по 43,2 т.
Размеры в метрах
Рисунок 6.30 — Установка сталежелезобетонного пролетного строения длиной 18,8 м краном ГЭК-80
Краном ГЭПК-130У можно устанавливать стальную часть пролетного строения длиной до 45,8 м. Причем, пролетные строения длиной до 27,6 м можно устанавливать с полностью смонтированной и омоноличенной плитой, длиной 34,2 м — с частично уложенной плитой (без четырех передних секций) (рисунок 6.31, а).
Пролетные строения длиной 23,6…34,2 м подвешивают к стреле крана ГЭПК-130У с помощью продольной балки, траверсы, нижней балки и стального каната (рисунок 6.31, б). Кран для установки этих пролетных строений приводят в IV рабочее положение. Место строповки выбирают так, чтобы обеспечить равномерные усилия в строповочных устройствах.
Стальную часть пролетного строения длиной 45,8 м устанавливают в пролет без продольной строповочной балки. Ее подвешивают к стреле непосредственно за главный и дополнительный полиспаст крана, приведенного в III рабочее положение. Для того чтобы обеспечить размещение центра тяжести груза между полиспастами, на устанавливаемую балку укладывают четыре крайних плиты балластного корыта.
а — общий вид (размеры в метрах); б — схема строповки; 1 — продольная балка; 2 — траверса; 3 – стальной канат; 4 — нижняя балка
Рисунок 6.31 — Установка сталежелезобетонного пролетного строения длиной 34,2 м краном ГЭПК-130У
Строповка стальной части пролетного строения осуществляется с помощью балки подхвата и продольных балок, прикрепляемых к ребрам жесткости конструкции (рисунок 6.32).
1 — строповочная петля; 2 — продольная балка; 3 — уголок крепления продольной балки; 4 — балка подхвата; 5 — строповочный палец
Рисунок 6.32 — Строповка стальной части сталежелезобетонного пролетного строения длиной 45,8 м главным полиспастом ГЭПК‑130У
Стальную часть пролетного строения длиной 55,8 м устанавливают краном ГЭК-80 поблочно с устройством временной промежуточной опоры. Стальную конструкцию расчленяют на два укрупненных блока, длиной 17,4 м и 38,4 м. Первым устанавливают короткий блок с опиранием на опорные части капитальной опоры и металлические клетки на временной опоре. На установленном блоке стреловым краном монтируют плиту балластного корыта без омоноличивания стыков между железобетонными блоками и устраивают временное мостовое полотно. После этого краном ГЭК‑80 устанавливают второй блок длиной 38,4 м, который на временной опоре опирают на деревянные клинья, а на капитальной опоре — на опорные части (рисунок 6.33). После соединения двух блоков с постановкой и затяжкой на полное расчетное усилие высокопрочных болтов деревянные клинья заменяют рельсовым пакетом и металлическими прокладками. Пропуск консольного крана ГЭК-80 с грузом возможен только при опирании пролетного строения с неомоноличенными блоками железобетонной плиты на временную опору.
Размеры в метрах
Рисунок 6.33 — Схема установки блоков пролетного строения длиной 55,8 м краном ГЭК-80
Стреловыми кранами стальные конструкции пролетных строений в зависимости от их длины монтируют с железнодорожного пути или с земли.
При монтаже конструкции с железнодорожного пути грузоподъемность крана используется не эффективно. Поэтому более рациональным является монтаж сталежелезобетонных пролетных строений стреловыми кранами, расположенными внизу и перемещающимися по грунту, льду или по построечному мостику.
Монтаж пролетных строений с земли может осуществляться плоскими элементами или пространственными блоками с временными промежуточными опорами или без них, а также установкой полностью собранной конструкции. На рисунке 6.34 показана схема монтажа стальной части пролетного строения длиной 55 м кранами СКГ-63А (N 1) и РДК-250-1 (N 2).
Временные опоры монтируют из элементов МИК-С или ИМИ-60 на спланированном основании. Краном СКГ-63А грузоподъёмностью 63 т со стрелой 30 м монтируют главные балки пролетного строения из отдельных элементов. Установленную первую балку закрепляют растяжками. Вторую балку объединяют с первой поперечными связями и монтажной рамкой. Монтажная рамка обеспечивает точное расположение балок относительно друг друга и совпадение отверстий верхнего пояса и закладных деталей плиты проезжей части. Монтажную рамку изготавливают на заводе вместе с металлоконструкциями пролетного строения.
1 — низовой блок (К-1); 2 — временная опора; 3 — смотровая тележка; 4 — низовой блок (К-2); 5 — монтажная люлька; 6 — низовой блок (К-5); 7 – капитальная опора; 8 — растяжка; 9 — монтажный кран N 1; 10 — монтажная тележка; 11 — монтажный кран N 2; 12 — монтажная рамка. Размеры в метрах
Рисунок 6.34 — Схема монтажа стальной балки пролетного строения длиной 55,8 м
При сборке пролетного строения стыковые накладки главных балок, поперечные связи и монтажную рамку устанавливают на пробки и высокопрочные болты. В первую очередь должно быть установлено не менее 20 % пробок и 10 % высокопрочных болтов.
Продольная надвижка металлических конструкций сталежелезобетонных пролетных строений целесообразна в многопролетных высоких мостах и невозможности применения других способов. Схема надвижки пролетных строений показана на рисунке 6.35.
1 — накаточный путь; 2 — перекаточная тележка; 3 — второе пролетное строение; 4 — водило промежуточное; 5 — монтажный стык; 6 — первое пролетное строение; 7 — тяга; 8 — тяговое устройство; 9 — домкратный столик. Размеры в метрах
Рисунок 6.35 — Схема продольной надвижки стальных балок длиной 45,8 м
Балки объединяют в плеть и надвигают в уровне подферменных площадок опор. Перемещение осуществляют горизонтально расположенными гидравлическими домкратами с большим ходом поршня. Домкраты соединяют с надвигаемыми пролетными строениями при помощи тяги и водил. Продольную надвижку производят по рельсовым путям на перекаточных тележках и по устройствам скольжения, которые монтируют на опорах. Для приема конца надвигаемой плети на опорах предусматривают приспособления для выбора прогиба.
Работы по монтажу пролетных строений организуют конвейерно-тыловым способом, при котором каждому этапу надвижки предшествует этап сборки.
Монтаж железобетонной плиты производят после сборки стальной части пролетного строения. Плиту балластного корыта монтируют из отдельных блоков, которые объединяют с верхними поясами стальных балок высокопрочными болтами, а между собой — устройством стыков на эпоксидном клее или сваркой выпусков арматуры и омоноличиванием бетоном. Способ монтажа плиты балластного корыта принимают с учетом конструкции моста, температуры наружного воздуха и наличия кранового оборудования.
При наличии железнодорожного подъезда плиты балластного корыта монтируют железнодорожными кранами грузоподъёмностью 16…25 т, перемещающимися по временному железнодорожному проезду, а при отсутствии железнодорожного пути колесными или гусеничными кранами, передвигающимися по временному настилу проезжей части или по грунту.
Пропуск консольного крана с грузом по уложенным плитам возможен только после омоноличивания стыков плит и после набора бетоном омоноличивания 100 % прочности. Подача на монтаж по проезду монтируемых стреловым краном плит и омоноличивание стыков в следующем пролете осуществляется после набора бетоном омоноличивания стыков на предшествующем пролетном строении прочности не менее 70 % проектной. Омоноличивание плит пролетного строения длиной 55,8 м, монтируемого с временной промежуточной опорой, производят после её демонтажа.
Технология монтажа плиты балластного корыта с омоноличиванием стыков бетоном включает следующие операции: очистка блоков железобетонной плиты от грязи; устройство насечки на торцевых поверхностях; выправка выпусков арматуры; устройство переставных подмостей; пескоструйная очистка поясов балок пролетного строения, поверхностей закладных частей соединений плит с балками; установка крана в первое рабочее положение и укладка первых трех плит, закрепление каждой четырьмя высокопрочными болтами и четырьмя калиброванными пробками; затяжка болтов до проектного усилия; установка последующих плит (рисунок 6.36); замена всех пробок на болты, постановка полного количества болтов, их затяжка, окраска головок болтов, шпаклевка швов стыков; электросварка выпусков арматуры; установка опалубки стыков и их бетонирование; устройство гидроизоляции и защитного слоя; устройство проезда или железнодорожного пути.
а — краном с проезда; б — то же, с земли
Рисунок 6.36 — Монтаж плиты балластного корыта с монолитными стыками
Для ускорения набора бетоном омоноличивания проектной прочности даже при положительной температуре рекомендуется применять электроподогрев (рисунок 6.37). При низких температурах бетонирование стыка выполняют в передвижных тепляках.
1 — брезент; 2 — опилки; 3 — клица; 4 — верхние электроды; 5 — плита балластного корыта; 6 — доски опалубки; 7 — нижние электроды; 8 — бетон замоноличивания
Рисунок 6.37 — Схема электропрогрева бетона замоноличивания
Блоки плиты устанавливают краном с использованием инвентарного строповочного обустройства грузоподъёмностью 12 т (рисунок 6.38).
1 — строп; 2 — распорки (4 ë 100´100´7); 3 — упорный лист
Рисунок 6.38 — Строповочные устройства
Все работы по монтажу железобетонной плиты, установке высокопрочных болтов производят с переставных подмостей, устраиваемых в уровне горизонтальных ребер жесткости и смотровой тележки, подвешенной к нижним поясам стальных балок. Подачу бетона осуществляют самосвалами по проезду или бортовыми автомобилями с бадьями. При омоноличивании стыков в тепляках бетон для подачи в тепляк с автотранспорта перегружают в вагонетки.
При устройстве клеевых стыков после выполнения подготовительных работ и пескоструйной очистки контактных поверхностей пролетного строения и железобетонных плит монтируют концевой блок с затягиванием высокопрочных болтов на расчетное усилие. Затем устанавливают два последующих блока балластного корыта, при монтаже плиты с земли, или один при установке их с проезда. Торцевые поверхности блоков подлежат пескоструйной очистке. Проверяют сходимость отверстий верхних поясов балки и закладных деталей блока, а также размер шва между блоками. При величине шва более 3 мм между блоками устанавливают металлические прокладки. После этого железобетонные блоки раздвигают на 30…40 см вдоль пролетного строения, на верхних поясах монтируют домкратные установки для обжатия стыков плит, а на торцы блоков вручную наносят клей, составленный на основе эпоксидной смолы ЭД-16 или ЭД-20.
После нанесения клея блоки сдвигаются в проектное положение, между блоком и домкратами устанавливают металлические вставки (рисунок 6.39). Производят прижатие блоков к ранее установленному двумя гидравлическими домкратами грузоподъемностью по 100 т каждый. Время обжатия 20…30 минут. Усилие с домкратов снимают после затяжки всех болтов на проектное усилие и контрольной проверки.
1 — железобетонная плита; 2 — стальная вставка; 3 — гидравлический домкрат; 4 — упор; 5 – высокопрочные болты; 6 — деревянные подкладки; 7 — фанерные прокладки
Рисунок 6.39 — Устройство обжатия плит балластного корыта на клеевых стыках
Работы по установке и обжатию последующих плит повторяют в той же последовательности.
Качество клеевых стыков контролируют внешним осмотром и испытанием контрольных образцов. Размеры кубиков для испытания принимают 10´10´10 см. Стык считается качественным, если через сутки два из трех образцов показали требуемую прочность.
Для ускорения полимеризации клея при низких температурах рекомендуется пользоваться сетчатыми электрическими нагревателями, выполненными в виде полосы шириной 10…30 см и толщиной 0,5 см. Сетчатый нагреватель наклеивают по всей длине шва и пропускают электрический ток напряжением 12 В в течение 20…30 минут. В зимнее время рекомендуется торцевые поверхности блоков перед нанесением клея прогревать до положительной температуры.
По окончании полимеризации клея в месте стыкования блоков устраивают гидроизоляцию (рисунок 6.40).
1 — защитный слой; 2 — битумная мастика; 3 – сборная плита защитного слоя; 4 — пластбетон; 5 — герметизирующая лента; 6 — бетон сточных треугольников; 7 — клеевой стык; 8 — плита балластного корыта
Рисунок 6.40 — Конструкция изоляции в стыке плит
Работы по монтажу плит, включая изоляцию клеевых стыков, производят под непосредственным руководством главного инженера или начальника технического отдела строительной организации с последующим оформлением актов на скрытые работы.
Глава 7. ПОСТРОЙКА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МОСТОВ МАЛЫХ ПРОЛЕТОВ
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
