Железобетонные пролетные строения

Принципы проектирования мостов, образованных из т-образных рам

Мосты составляются из одной или нескольких Т-образных рам. Консоли одной Т-образной рамы в двухпролетных мостах имеют на береговых опорах шарнирное опирание . Многопролетные мосты образуются несколькими Т-образными рамами, соединенными между собой шарниром, работающим только на перерезывающую силу. Речные пролеты образуются при этом двумя консолями Т-образных рам, а береговые — одной консолью, шарнирно опертой на береговую опору.

Различные по величине пролеты образуются рамами с различной длиной консолей. Пролет моста может быть образован консолями равными и неравными по длине. Во всех случаях каждая рама моста должна иметь консоли одинаковой длины (рис. 7). Величина берегового пролета должна быть равна расстоянию от опоры ближайшей Т-образной рамы до ее шарнира. Каждое большее по величине пролетное строение включает в себя меньшее, плюс дополнительные части, сопрягающие его с опорами (см. рисунки 10, 11, 12, на которых одинаковыми номерами обозначены одинаковые блоки).

Возможность применения одних и тех же элементов безраспорного пролетного строения в мостах самых различных по величине пролетов обусловливает необходимость подбора такого продольного очертания нижней грани ригеля, которое отвечало бы архитектурным и конструктивным соображениям при использовании данного участка ригеля как в виде самостоятельного пролета, так и в виде части пролетного строения большей величины. Опыт проектирования пролетных строений мостов по схемам, в которых (см. рис. 6) криволинейный нижний пояс очерчен по квадратной параболе и имеет прямолинейную вставку L = 20 м посередине пролетного строения, показал, что даже на длине этой вставки невозможно применить блоки одинакового размера без существенного утяжеления конструкции и перерасхода материалов.

По архитектурным соображениям криволинейное очертание нижнего пояса является наиболее приемлемым. Высота сечения ригеля посередине пролета не зависит от пролета моста, а определяется по производственным и конструктивным соображениям с учетом требований эстетики. Она назначается не менее 1,3—1,5 м для пролетов 40—100 м. Возможность назначения малой строительной высоты в середине пролета может благоприятно отразиться на стоимости сооружения подходов. Высота ригеля должна обеспечить удобство ведения работ внутри короба ригеля, если сечение коробчатое, или с подмостей, уложенных по полкам балок ригеля, при двутавровом или П-образном сечении с нижним уширением. В этом случае высота сечения в свету должна быть не менее 1,7—1,9 м.

Высота сечения ригеля у опор принимается равной V16—V22 L, то есть, как и в разрезных балочных пролетных строениях, посередине пролета моста.

В целях обеспечения централизованного изготовления блоков для мостов средних и больших пролетов пролетное строение должно быть разделено на блоки, вес которых должен соответствовать грузоподъемности кранового оборудования, широко применяемого в хозяйствах, а габариты блоков не должны затруднять их перевозку по железной дороге и на автотранспорте.

Основным исходным положением при разбивке пролетного строения на блоки является требование максимального уменьшения количества типоразмеров блоков. Количество типоразмеров блоков в продольном направлении определяется по конструктивным соображениям и зависит в основном от принятого расчетного веса блоков. Для уменьшения количества блоков и ускорения процесса сборки средний вес их должен быть близок к принятому расчетному. Однако стремление к максимальному уменьшению количества типоразмеров блоков не должно вызывать большого разнообразия в размерах блоков по длине.

Разбивка пролетного строения на блоки должна быть такова, чтобы процесс сборки был единообразным и осуществлялся с применением минимального количества различных видов работ и приспособлений. При конструировании различных типов блоков пролетного строения следует стремиться к унификации элементов, составляющих блоки, чтобы путем изменения отдельных элементов опалубки получать различные типоразмеры блоков.

Количество типоразмеров блоков в поперечном направлении зависит в основном от принятой конструкции поперечного сечения пролетного строения. Выбор типа поперечного сечения пролетного строения должен производиться с учетом следующих требований, предъявляемых к сборному пролетному строению с продольным и поперечным членением:

1. Главные балки для уменьшения веса и числа блоков при данной площади сечения должны обладать максимальным осевым и полярным моментом инерции.

2. Форма блоков должна обеспечить простоту и многократную оборачиваемость опалубки.

Этим требованиям не удовлетворяют сечения: тавровое — из-за нерационального распределения материала по сечению и П-образное — из-за необходимости постановки большого количества диафрагм для обеспечения жесткости отдельных блоков при малой их длине и относительно высоких стенках.

Двутавровое сечение, более простое в изготовлении по сравнению с коробчатым, обладает меньшим полярным моментом инерции и для обеспечения пространственной работы пролетного строения требует частого расположения диафрагм.

Принимая во внимание особенность работы рекомендуемой статической схемы, по которой нижний пояс балок пролетного строения сжат почти по всей длине пролета, и необходимость ввиду этого учета продольного изгиба нижнего пояса, становится очевидным преимущество для данного случая коробчатого сечения перед двутавровым и П-образным .

Речные опоры несут всю постоянную нагрузку и работают, как внецентренно сжатые элементы. Для улучшения работы на внецентренное сжатие опоры должны выполняться пустотелыми . До уровня, соответствующего горизонту наивысшего ледостава, опоры заполняются тощим бетоном.

Для исключения возможности выщелачивания бетона опор при высокой воде в их стенках устраиваются отверстия, через которые вода может свободно поступать в опору и выходить из нее.

Сопряжение Т-образных рам с берегом во всех случаях вне зависимости от величины берегового пролета может осуществляться наиболее экономичным способом — с помощью береговых переходных консолей, являющихся продолжением берегового пролетного строения. Благодаря этому береговые опоры могут выполняться свайными или  свайно-рамными   при любой величине берегового пролета. В случае необходимости устройства устоя сопряжение Т-образной рамы с ним может быть выполнено обычным способом. Однако это вызовет необходимость постановки дополнительной нижней арматуры в береговом пролете.

На конце переходной консоли при сопряжении Т-образной рамы с берегом устраивается противовес. При сопряжении с эстакадой роль противовеса может выполнять ее пролетное строение.

Между собой Т-образные рамы соединяются шарниром, работающим только на перерезывающую силу. Конструкция шарнира, работающего только на временную нагрузку, может быть очень проста.

Плавное сопряжение консолей соседних Т-образных рам между собой обеспечивается тем, что концы консолей вместе с закладными частями шарниров бетонируются на месте на длине до 1 м в обе стороны от шарнира.

Основная предварительно напряженная арматура выполняется из пучков высокопрочной проволоки либо из канатов заводского изготовления.

Арматура располагается по верху блоков пролетного строения в соответствии с эпюрой моментов. Пучки арматуры обрываются, как правило, в конце блоков, расположенных симметрично относительно опоры, взаимно скрепляя их в процессе монтажа.

После сборки всех блоков пролетного строения и укладки арматуры она закрывается бетоном, укладываемым по верху плиты блоков пролетного строения. Часть арматуры может быть уложена без оболочек. Количество арматуры, укладываемой в оболочках, определяется расчетом. Нижняя плита пролетного строения армируется конструктивно. Стенки армируются сварной сеткой.

Применение предварительно напряженных хомутов в данной конструкции позволит не только снизить расход бетона и арматуры, но также уменьшить вес блоков или сократить количество типоразмеров в пролетном строении.