Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Проектирование деревянных и железобетонных мостов Минимаркер Примеры конструкции пролетных строений со сквозными железобетонными фермами

Примеры конструкции пролетных строений со сквозными железобетонными фермами

Страница 3 из 3

Рассмотрим конструкцию пролетного строения со сквозными фермами пролетом 63 м. под железную дорогу (рис. 8.5), разработанного кафедрой «Мосты и тоннели» НИИЖТа. Опытное пролетное строение такого типа построено в 1975 г.

Главные фермы пролетного строения имеют треугольную решетку и параллельные пояса. Нижний пояс (1) приняли жестким, что позволило отказаться от продольных балок проезжей части, выполнив ее из П–образных поперечных элементов аналогично аркам с жесткими затяжками.

Нижний пояс ферм собран из отдельных блоков двутаврового поперечного сечения длиной, равной двум панелям фермы. Стыки 2 блоков расположены в панели так, что узловые утолщения входят в состав одного из стыкуемых блоков нижнего пояса. Блоки нижнего пояса имеют ребра жесткости, размещенные через 3,40 м. С внутренней стороны ребра жесткости снабжены выступами (5) для опирания элементов проезжей части.

Блоки нижнего пояса армируют пучками из высокопрочной проволоки, расположенными в закрытых каналах. В нижней полке двутавра по всей длине нижнего пояса предусмотрены три, а в верхней полке – два пучка. Кроме того, по условиям работы пояса на изгиб под действием нагрузки, приложенной к нему через элементы проезжей части, дополнительно ставят по два пучка в нижней полке на протяжении полупанели и по одному пучку в каждом узле в верхней полке.

Пролетное строение со сквозными фермами

Рис. 8.5 – Пролетное строение со сквозными фермами

Жесткий нижний пояс стыкуют после установки блоков на временные опоры, расположенные через узел. Стыки между блоками заполняют бетоном, пучки основной арматуры пропускают через закрытые каналы и натягивают домкратами двойного действия.

Верхний пояс (4) главной фермы, а также раскосы (3) имеют прямоугольное поперечное сечение. Блоки верхнего пояса присоединяют к узловым утолщениям сваркой арматуры и омоноличиванием швов. Сжатые раскосы не имеют преднапряженной арматуры и присоединяются в узлах с помощью сварки выпусков арматуры и омоноличивания швов.

Растянутые раскосы имеют предварительно напрягаемую арматуру. Узловые утолщения верхнего пояса входят в состав этих раскосов. Пучки преднапряженнои арматуры заводят в узлы нижнего пояса в закрытые каналы и натягивают (рис. 8.6). По окончании натяжения арматуры пояса каналы инъектируют.

Пример узла нижнего пояса

Рис. 8.6 – Пример узла нижнего пояса

Роль нижних связей между фермами выполняет проезжая часть. Верхние связи запроектированы в виде распорок между верхними поясами ферм; в крайних узлах верхнего пояса распорки поставлены наклонно и вместе с опорными раскосами образуют портальную раму.

Достоинством рассмотренной конструкции пролетного строения является обеспечение трещиностойкости стыков благодаря их преднапряжению и прямая передача усилий от одного блока нижнего пояса к другому через арматуру. Недостаток ее – неприспособленность конструкции к навесному или полунавесному монтажу. Сборку пролетного строения ведут на временных опорах или на берегу с последующей продольной надвижкой пролетного строения или нижних поясов в пролет. Кроме того, инъектирование длинных закрытых каналов – операция нежелательная.

Пролетное строение со сквозными фермами пролетом 55 м (рис. 8.7) построено в 1966 г. по проекту Гипротрансмоста на основе разработок ЦНИИС. Основная особенность этой конструкции – образование элементов главных ферм из центрифугированных железобетонных труб.

Конструкция главных ферм из центрифугированных труб

Рис. 8.7 – Конструкция главных ферм из центрифугированных труб

Главные фермы пролетного строения имеют треугольную решетку без дополнительных стоек и подвесок. В плоскости верхнего пояса фермы соединяют распорками из центрифугированных труб; в плоскости нижнего пояса связями служат балки.

Пролетное строение расчленяют на линейные трубчатые элементы поясов (1), раскосов (2) и распорок (3), узловые блоки (4), поперечные и продольные балки проезжей части. Линейные элементы присоединяют к узловым блокам с помощью металлических фланцев и болтов. Стыки уплотняют эпоксидным клеем.

Растянутые элементы главных ферм (нижние пояса, нисходящие и средние раскосы) получают предварительное напряжение в два приема. При изготовлении центрифугированных труб их стержневую арматуру (5) натягивают на стальную форму и после твердения бетона трубы отпускают, чтобы создать обжатие бетона, необходимое для восприятия усилий, возникающих при транспортировке элементов и монтаже пролетного строения. После окончания монтажа фермы ставят и натягивают пучковую арматуру (6), необходимую для восприятия усилий от временной нагрузки. Эту арматуру располагают в полостях труб. Пучки нижнего пояса пропускают насквозь от одного опорного узла до другого и заанкеривают в опорных узлах. Полости труб заполняют вспененным цементным раствором для защиты пучков от коррозии.

Проезжая часть состоит из продольных и поперечных балок (рис. 8.8). Поперечные балки (1) соединяют с узловыми блоками главных ферм (2) монтажными стыками. Для улучшения передачи через стык по перечной силы плоскости стыков делают наклонными. В узловых блоках и поперечных балках при изготовлении образуют каналы для пропуска верхней и нижней преднапряженной арматуры. Сечение поперечных балок представляет собой тавр с полкой, расположенной внизу. Продольные балки по конструкции аналогичны простым балочным пролетным строениям с продольным членением на два блока двутаврового поперечного сечения. Их опирают на тангенциальные стальные опорные части, установленные на полки таврового сечения поперечных балок.

Конструкция проезжей части

Рис. 8.8 – Конструкция проезжей части

Полки поперечных балок в месте опирания на них опорных частей усиливают постановкой стальных листов, стянутых через полку болтами. Эти болты служат арматурой полки при работе ее на изгиб и улучшают условия работы бетона полки на срез под действием опорных давлений, передающихся от продольных балок.

Пролетное строение по сравнению с другими имеет определенные достоинства. Центрифугированные трубы, являющиеся основными элементами, изготавливают механизированным путем, что обеспечивает высокое качество бетона. Арматуру труб можно натягивать на форму, для чего имеется необходимое оборудование. Двухстадийное преднапряжение растянутых элементов позволяет уменьшить площадь их поперечного сечения, которая должна быть рассчитана не на полную величину усилия натяжения арматуры, а лишь на усилие одной стадии; перед второй стадией напряжения на ферму передается ее собственный вес и сжимающие напряжения в бетоне падают. Монтажные стыки элементов главных ферм осуществляются на болтах и могут воспринимать нагрузку от собственного веса конструкции. При этом не нужно ждать затвердевания бетона омоноличивания, который укладывается в теплое время года и служит для предохранения фланцев от коррозии.

Недостатком пролетного строения является необходимость заполнения полостей труб для защиты пучковой арматуры от коррозии. Вспененный раствор оседает и верхняя часть полости остается незаполненной, поэтому лучше защищать пучки другим способом. Затруднительно обеспечивать точность изготовления элементов, необходимую для совпадения торцов их на монтаже. В построенном пролетном строении эта точность в отношении главных ферм достигнута тем, что узловые блоки бетонировались при собранной в горизонтальном положении главной ферме, а в присоединении поперечных балок к узловым блокам устраивают мокрые швы.

Одним из крупнейших железобетонных сооружений является мост, построенный в СССР в 1965 г. по проекту Гипротрансмоста. Главные пролеты его перекрыты неразрезным балочным пролетным строением по схеме 106+3×166+106 м. Над опорами, где значительные величины изгибающих моментов требуют большой высоты сечения, пролетное строение запроектировано сквозным; у середин пролетов, где высота может быть сильно уменьшена, расположены сплошные участки (рис. 8.9, а).

При ширине проезжей части 15 м. пролетное строение состоит из четырех главных ферм, сквозная часть которых длиной 120 м. имеет треугольную решетку. Две такие фермы, соединенные распорками, собирали на берегу и подавали целиком на плавучих опорах в пролет. Средний участок длиной 46 м. собирали отдельно и после транспортировки его на место соединяли со сквозной частью стыками, способными воспринимать изгибающие моменты.

Пролетное строение со сквозными неразрезнымн фермами

Рис. 8.9 – Пролетное строение со сквозными неразрезнымн фермами

Нижний пояс фермы и ее раскосы имеют прямоугольное сечение. Высота сечения нижнего пояса изменяется от опоры в пролет с 135 до 95 см, а ширина – с 90 до 65 см.

Верхний пояс фермы имеет двутавровое поперечное сечение, верхней полкой которого служит плита проезжей части (рис. 8.9, б). Фермы соединены попарно распорками двутаврового поперечного сечения в узлах нижнего пояса и диафрагмами между ребрами верхнего пояса. Кроме того, поставлены распорки и между опорными раскосами. Таким образом, созданы рамы опорных поперечных связей.

Присоединение монтажных элементов главных сквозных ферм в узлах было осуществлено с помощью сварки выпусков арматуры и омоноличивания швов шириной 30–50 см. Затем ставили и натягивали предварительно напрягаемую арматуру поясов.

К каждому узлу нижнего пояса примыкает только один растянутый элемент – раскос. Чтобы не делать на монтаже предварительно напрягаемых стыков, узловые утолщения верхнего и нижнего поясов включены в состав растянутых раскосов (рис. 8.9, в). Растянутые раскосы вместе с узловыми утолщениями изготовляли с натяжением арматуры на упоры.

В элементах, образующих сквозную ферму (рис. 8.10), основная напрягаемая арматура (1) состоит из тросов d = 45 мм. Ее располагают в нише плиты верхнего пояса, а также над свесами его нижней полки. В средней части пролета на протяжении одной панели сквозной фермы возможно появление положительных изгибающих моментов от временной нагрузки. Поэтому здесь предусмотрена напрягаемая арматура и в нижнем поясе, находящаяся в закрытых каналах.

Конструкция и армирование сквозного участка фермы

Рис. 8.10 – Конструкция и армирование сквозного участка фермы (0, 1, 2, 3 ... – номера узлов)

В нижнем узле (рис. 8.11) предварительно напряженная арматура раскоса состоит из шести пучков. Остальные элементы, сходящиеся в узле, сжаты и присоединены к узловому утолщению с помощью выпусков арматуры. Эти выпуски соединяли посредством сварки арматуры из сжатого раскоса и поясов, а затем бетонировали стык. Пролетные строения моста имеют хорошие показатели по расходу материалов. Это достигнуто в значительной степени за счет применения сквозных главных ферм: при столь крупных пролетах сплошные конструкции потребовали бы большого объема железобетона стенок. Принятая конструкция пролетных строений позволила создать красивое сооружение, чему способствует криволинейное очертание нижнего пояса и весьма малая высота сечения у середины пролета. Монтаж и перевозка пролетных строений потребовали довольно значительных затрат на временные сооружения (стенды, пирсы, плавучие опоры), но поскольку операции по монтажу и перевозке были повторены 6 раз, это оказалось рациональным.

Армирование растянутого раскоса с утолщением

Рис. 8.11 – Армирование растянутого раскоса с утолщением


© 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