Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Проектирование деревянных и железобетонных мостов Минимаркер Армирование и стыки элементов арочных пролетных строений

Армирование и стыки элементов арочных пролетных строений

Страница 3 из 4

Жесткие арки работают в основном на сжатие и изгиб в вертикальной плоскости. Для восприятия растягивающих усилий, возникающих при изгибе, они должны иметь рабочую арматуру, расположенную в верхней и нижней зонах сечения. Двойное армирование необходимо потому, что в сечениях арок при различных положениях временной нагрузки возникают изгибающие моменты разных знаков. Разница между величинами этих моментов обычно невелика, поэтому часто арки армируют двойной симметричной арматурой. Количество арматуры, назначаемое по расчету, изменяется по длине арки в соответствии с изменением изгибающих моментов.

Применение предварительно напряженной арматуры в арках нецелесообразно, так как не вызывается необходимостью погашать растягивающие напряжения и понижает сопротивление сечений сжимающим усилиям.

В сечениях арки и коробчатого свода (рис. 10.12) стержни рабочей арматуры (2) размещают в основном в поясах сечения. При действии максимального изгибающего момента один из поясов растянут, а арматура другого пояса сжата. Во избежание потери устойчивости сжатые стержни арматуры поддерживают хомутами (6), охватывающими в одном ряду не более трех стержней рабочей арматуры и имеющими диаметр не менее 8 мм. Расстояние между ними должно быть не более 40 см, 15d рабочей арматуры или наименьшего размера сечения арки. В стенках двутаврового и коробчатого сечения ставят хомуты (3), количество которых проверяют расчетом на поперечные силы, действующие в арке. Кроме того, арки работают на изгиб в горизонтальной плоскости совместно со связями в составе ферм; при этом растягивающие усилия воспринимаются рабочей арматурой (1), расположенной у боковых граней сечения. Достаточность этой арматуры должна быть проверена расчетом.

Расположение арматуры в сечениях арок и сводов

Рис. 10.12 – Расположение арматуры в сечениях арок и сводов

Для создания жесткого арматурного каркаса в арках ставят монтажную арматуру (5), например, во внутренних углах поясов при двутавровом сечении арок, в местах пересечения хомутов поясов и стенок. В коробчатых сводах в верхней и нижней плитах предусматривают распределительную арматуру (7), перпендикулярную рабочей арматуре. У замка коробчатых сводов верхняя плита свода часто служит и плитой проезжей части; в этом случае распределительная арматура верхней плиты является одновременно и рабочей арматурой при изгибе плиты проезжей части в поперечном направлении. В стенках коробчатого и двутаврового сечения ставят продольную арматуру (4) как и в стенках балок.

При больших сжимающих напряжениях в арках (например, очень пологих или гибких) целесообразно применение косвенного армирования спиралями или поперечными сетками.

В сборных арках удобно совмещать стыки элементов арки с присоединением распорок. В этом случае стык арки делают такой ширины, чтобы в него могла быть заведена арматура распорки. После установки в проектное положение на подмости монтажных элементов арки и распорки сваривают стержни арматуры арки (обычно ванным способом с постановкой вставок) и укладывают бетон омоноличивания узла (рис. 10.13), в который входят стержни рабочей арматуры распорки, выпущенные за ее торец на необходимую длину. Недостатком такого стыка является большой объем бетона омоноличивания.

Стык элементов сборных арок и распорок

Рис. 10.13 – Стык элементов сборных арок и распорок

Уменьшения объема бетона, укладываемого на месте, можно добиться, если швы между монтажными элементами арки вывести за пределы узла присоединения распорок (рис. 10.14). Толщина шва здесь должна быть не менее 40 см, чтобы можно было сварить выпуски рабочей арматуры из монтажных элементов арки. Указанный размер швов исключает перегрев бетона, а также возникновение больших реактивных напряжений в арматуре при охлаждении сваренных стыков. Распорки при такой конструкции присоединяют к аркам также с помощью сварки арматуры, для чего в монтажные элементы арок при их изготовлении должны быть заложены арматурные выпуски.

Стаканный стык стойки с аркой

Рис. 10.14 – Стаканный стык стойки с аркой

Стойки в сборных арочных мостах наиболее просто присоединять к аркам с устройством так называемого стаканного стыка. Для этого в монтажном элементе арки при его изготовлении предусматривают выпуск с углублением, в которое по окончании монтажа арок ставят стойку. Выверив положение стойки и закрепив ее с помощью клиньев, заполняют углубление цементным раствором. Такое закрепление стойки  (см. рис. 10.14) вполне надежно для восприятия изгибающих моментов при условии достаточного армирования выступа горизонтальными хомутами и вертикальными стержнями, заведенными в арку. Недостатком является сравнительно сложная форма монтажного элемента арки с выступом. Чтобы избежать этого, выступ совмещают со стыком элементов арки и бетонируют одновременно с омоноличиванием стыка, но при этом усложняются монтажные работы.

Армирование и стыки сборных элементов проезжей части при езде поверху, а также сопряжение проезжей части со стойками аналогичны балочным и рамным пролетным строениям.

В арочных пролетных строениях с ездой посередине и понизу проезжую часть поддерживают подвесками, работающими в основном на растяжение. Эти подвески могут быть выполнены в виде гибких стальных тяжей, защищаемых от коррозии различного рода покрытиями, или из предварительно напряженного железобетона. Недостатком стальных подвесок является необходимость в периодическом обновлении защитного покрытия; кроме того, в стальных подвесках имеют место резкие температурные деформации за счет быстрого нагрева и охлаждения.

Растягивающее усилие, действующее в подвесках, при расчете на прочность во всех случаях считается передающимся только на арматуру. Особое внимание при конструировании подвесок должно быть обращено на тщательное закрепление арматуры в арках и затяжках или элементах проезжей части.

Подвески из предварительно напряженного железобетона в сборных конструкциях арочных мостов обычно имеют простейшее прямоугольное поперечное сечение. Основная арматура состоит из предварительно напрягаемых пучков высокопрочной проволоки или стержней. Подвески изготовляют целиком, каждая из них представляет собой монтажный элемент.

Прикрепление подвески наиболее просто можно осуществить, заведя ее в монтажный стык арки или затяжки. В этом случае усилие подвески будет передаваться на арку или затяжку за счет сил сцепления. Такое соединение недостаточно надежно; сцепление можно увеличить, выпустив из подвески арматурные стержни.

Особенно удачно решается монтажный стык арки, подвески и распорки, если предусмотреть стальные закладные части, прикрепленные к подвеске, монтажным элементам арки и распорке и соединяемые при монтаже болтами (рис. 10.15). Такая конструкция стыка требует дополнительного расхода металла, не используемого при действии расчетных усилий, но очень удобна для монтажа, так как позволяет собирать арки и распорки без устройства подмостей, поддерживающих арки. Для обеспечения точного проектного положения собираемых элементов отверстия в закладных частях для болтов необходимо сверлить после окончания изготовления монтажного элемента по специальным шаблонам–кондукторам.

Узел сопряжения преднапряженной подвески с аркой

Рис. 10.15 – Узел сопряжения преднапряженной подвески с аркой (выпуски арматуры не показаны)

Для прикрепления подвесок к элементу, не имеющему в данном месте стыка, можно использовать арматуру подвески, выпущенную за ее торец, или специальные короткие стальные элементы. В обоих случаях для сохранения трещиностойкости стыка необходимо создавать в нем предварительное напряжение.

Конструкция стыка упрощается, если на концах подвески сделать утолщения с отверстиями, через которые пропускают высокопрочные болты, создавая их натяжением предварительное напряжение в стыке (рис. 10.16, а). Недостатком этого стыка является передача растягивающего усилия с основной арматуры подвески на болты через бетон подвески, работающей на непосредственный срез.

Прикрепление подвески с помощью коротких болтов

Рис. 10.16 – Прикрепление подвески с помощью коротких болтов

Для улучшения передачи усилия с основной арматуры на болты применяют конструкцию стыка со стальными башмаками (рис. 10.16, б). Пучки арматуры здесь заканчиваются петлями.

В арочных мостах из сборного железобетона применяют, как правило, жесткие затяжки с предварительным напряжением железобетона двух типов: с членением на мелкие монтажные блоки и с членением на крупные монтажные блоки.

При членении на мелкие блоки вес их не превышает грузоподъемности монтажного крана, предусматриваемого для сборки проезжей части, арок и других конструкций моста. При изготовлении в блоках оставляют каналы для пучков арматуры. Затяжки монтируют на сплошных подмостях; по окончании монтажа и омоноличивания стыков в каналы заводят арматуру и натягивают ее с торца затяжки одновременно на всей длине. Конструкция затяжки аналогична балкам с поперечным членением.

В конструкции с членением затяжки на крупные блоки длина их определяется грузоподъемностью специальных консольных кранов, применяемых для установки на опоры балочных пролетных строений (до 120 т). Блоки изготовляют на заводе или полигоне с натяжением арматуры на упоры и устанавливают на опоры консольным краном. Для этого необходимо иметь в пролете временные опоры под стыки затяжки. В пролетах до 66 м, как показала практика проектирования, достаточно иметь одну временную опору. Уложенные монтажные элементы затяжки могут быть использованы вместо сплошных подмостей для монтажа проезжей части, прохода консольного крана и сборки арок и подвесок. В этом состоит основное преимущество жестких затяжек из крупных блоков.

Блоки затяжки соединяют между собой предварительно напряженным стыком, располагая, как правило, стык не в сечении, где возникают наибольшие изгибающие моменты. Поэтому стыковать можно не всю арматуру. Кроме того, у стыка двутавровое сечение затяжки можно заменить на прямоугольное, тем самым увеличив площадь сечения затяжки в стыке. Тем не менее выполнение стыка, обладающего необходимой трещиностойкостью и прочностью, встречает определенные трудности.

Если проезжая часть пролетного строения с жесткой затяжкой состоит из поперечного настила в виде блоков П–образного сечения, то армирование таких блоков аналогично армированию балочных пролетных строений из П–образных блоков. Блоки целесообразно делать предварительно напряженными. Основную рабочую арматуру располагают в нижних частях ребер.

Блоки работают на изгиб в поперечном направлении, причем у опор за счет упругого защемления их в затяжках возникают отрицательные изгибающие моменты. Для успешной работы на эти моменты предварительно напряженную арматуру ставят в верхних зонах опорных сечений. Такая арматура, натяжение которой должно обжимать стык между элементом поперечного настила и затяжкой, может быть поставлена после установки блока настила на место. Арматуру удобно размещать в углублении между соседними блоками поперечного настила.

Ввиду значительной ширины элементов настила и нежелательности установки их на место с поворотом целесообразно устраивать уширения нижнего пояса затяжки с внутренней стороны пролетного строения, чтобы можно было поставить блок настила на это уширение простым опусканием (рис. 10.17). После установки настила и омоноличивания шва между настилом и затяжкой натягивают пучки поперечной арматуры, обжимая швы, а затем омоноличивают швы между блоками настила, включая углубление, где расположены поперечные пучки. Для лучшего соединения настила с затяжкой поперечные пучки ставят не только в верхней, но и в нижней части стыка.

Прикрепление поперечного настила к жесткой затяжке

Рис. 10.17 – Прикрепление поперечного настила к жесткой затяжке

Если к затяжке присоединяют поперечные балки, на которые опирают продольные балки или плиты проезжей части, то стык также следует обжать путем натяжения арматуры. При этом можно либо поставить эту арматуру в каналы или ниши после установки поперечной балки на место, либо предусмотреть в месте стыка специальные короткие пучки или высокопрочные болты, либо, наконец, нарастить арматуру поперечной балки, выпущенную за торец, короткими пучками или болтами. При этом могут быть использованы петлевые стыки или стаканные анкеры, к которым на резьбе прикрепляют болты.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика