КОНСТРУКЦИИ  НЕРАЗРЕЗНЫХ  ПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАПРЯЖЕННЫХ  ПРОЛЕТНЫХ  СТРОЕНИЙ  СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ  МОСТОВ

Сергеева  Регина  Сергеевна

студент  4  курса,  кафедры  «Мосты,  транспортные  тоннели  и  геодезия»  КГАСУ,  РФ,  г.  Казань

E -mail:  sergioregina@bk.ru

Иванов  Геннадий  Павлович

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент  КГАСУ,  РФ,  г.  Казань

Общеизвестно,  что  в  неразрезных  конструктивных  системах  пролетных  строений  мостов  возникают  отрицательные  изгибающие  моменты  как  над  опорами,  так  и  на  приопорных  участках,  что  вызывает  образование  растягивающих  напряжений  в  бетоне  и,  в  определенных  условиях,  нормальных  трещин.  При  значительных  деформациях  такие  трещины  могут  вызывать  отслоения  и  разрывы  гидроизоляционного  слоя  покрытия,  что  приводит  к  проникновению  агрессивных  поверхностных  вод  в  осенне-весенние  периоды  эксплуатации  мостовых  сооружений  в  железобетонные  плиты  пролетных  строений  (ПС),  вызывая  коррозию  бетона  и  арматуры.  С  этой  целью,  для  повышения  трещиностойкости  плит  ПС,  рекомендуется  применять  предварительное  обжатие  бетона  конструкций  плит  [1,  с.  264].

В  работе  рассматриваются  конструкции  неразрезных  предварительно-напряженных  сталежелезобетонных  пролетных  строений  мостов  минимальной  трудоемкости  их  возведения.  В  качестве  аналогов  конструктивных  решений  рассматриваются  неразрезные  сталежелезобетонные  ПС  с  плитой  проезжей  части  из  монолитного  бетона,  выполненной  с  обжатием  бетона  [1,  с.  264—266]  в  построечных  условиях  на  участках  отрицательных  изгибающих  моментов  над  промежуточными  опорами  моста,  когда  напрягаемая  арматура  размещена  в  каналообразователях  до  ее  натяжения  в  растянутых  зонах  на  приопорных  участках.  Натяжение  проволочной  арматуры  в  виде  канатов  выполняется  в  этом  случае  на  бетон  гидравлическими  домкратами  после  набора  монолитным  бетоном  плиты  необходимой  передаточной  прочности.  Данная  конструкция  может  быть  также  использована  в  качестве  сталежелезобетонных  перекрытий  в  промышленном  и  гражданском  строительстве  под  тяжелые  временные  нагрузки.

Снижение  трудоемкости  работ  в  этом  случае  основано  на  применении  в  качестве  «напрягаемой  арматуры»  предварительно-напряженных  железобетонных  брусков  заводского  изготовления,  или  выполненных  в  условиях  строительной  площадки  с  применением  высокопрочных,  безусадочных,  быстро  твердеющих  мелкозернистых  бетонов  на  основе  сухих  смесей  типа  «Эмако»,  «Ремстрим»  и  др.

В  качестве  аналога  для  разработки  конструктивного  решения  принята  конструкция  железобетонного  перекрытия  зданий  и  сооружений,  выполненная  из  монолитного  железобетона  с  применением  предварительно-напряженных  железобетонных  досок  или  брусков  [2,  с.  385—387].  Основным  недостатком  таких  конструкций  сборно-монолитных  железобетонных  перекрытий  является  ограничение  длины  перекрываемых  пролетов,  что  связано  с  несущей  способностью  сборных  предварительно-напряженных  брусков  или  досок  длиной  на  пролет,  воспринимающих  нагрузки  от  собственного  веса  и  мокрого  бетона  в  строительный  период  до  набора  монолитным  бетоном  проектной  прочности.

Сталежелезобетонное  ПС  неразрезного  моста  включает  металлические  главные  балки  и  плиту  проезжей  части  из  сборно-монолитного  предварительно-напряженного  железобетона,  жестко  соединенной  с  полками  верхних  поясов  металлических  балок.  Сборные  элементы  выполнены  в  виде  брусков,  с  контурными  размерами  поперечного  сечения  15х15  см,  из  предварительно-напряженного  железобетона,  которые  располагаются  над  опорами  для  восприятия  совместно  с  монолитным  бетоном  плиты  растягивающих  усилий  в  опорных  сечениях.  Длина  сборных  элементов  определяется  длиной  перекрываемых  пролетов,  которые  могут  выполняться  цельными  или  составными  из  отдельных  модульных  элементов,  которые  собираются  в  опалубке  на  проектных  отметках  до  проектной  длины  0.5  L,  где  L  —  длина  перекрываемых  пролетов.  Крайние  модульные  элементы  снабжены  выпусками  напрягаемой  арматуры  с  анкерами  на  концах.  Промежуточные  рядовые  модульные  элементы  по  торцам  снабжены  стальными  колпаками,  пластины  которых  заанкерены  в  теле  бетона  бруска.  Соединение  сборных  модульных  элементов  между  собой  выполняется  стальными  накладками  с  применением  сварных  и  болтовых  соединений  согласно  расчетного  растягивающего  усилия  в  сечении.  Поперечные  сечения  сборных  напрягаемых  элементов  могут  выполняться  квадратного  или  прямоугольного  профилей  с  созданием  шпонок  глубиной  3-5см  на  боковых  поверхностях  и  петлевых  арматурных  выпусков  для  обеспечения  совместности  деформаций  с  монолитным  бетоном  плиты  ПС.

Сборные  элементы  устанавливаются  на  фиксаторы  и  располагаются  над  нижними  сетками  армирования  плиты  и  фиксируются  к  арматурным  стержням  верхней  сетки.

Известная  конструкция  ПС  неразрезного  моста  из  монолитного  предварительно-напряженного  железобетона,  армированного  ненапряженной  арматурой  и  продольной  напрягаемой  арматурой  с  натяжением  арматуры  на  бетон  в  построечных  условиях,  когда  напрягаемая  арматура  размещена  по  синусоиде  в  каналообразователях  до  ее  натяжения  в  растянутых  зонах  как  в  средней  части  пролетов,  так  и  на  приопорных  участках  путем  отгиба  напрягаемой  арматуры  [2,  с.  247,  рис.  ХП.18,г)  не  применима  для  сталежелезобетонных  ПС  мостов  в  виду  особенностей  конструктивного  решения.  Конструкция  ПС  неразрезного  сталежелезобетонного  моста  с  монолитной  железобетонной  плитой  проезжей  части,  выполненной  с  обжатием  бетона  на  приопорных  участках  для  восприятия  бетоном  растягивающих  напряжений  [1,  с.  264—266]  должна  предусматривать  раздельное  бетонирование  плиты,  когда  на  первом  этапе  выполняются  бетонирование  и  обжатие  плиты  на  приопорных  участках,  а  на  втором  этапе  производится  бетонирование  плиты  в  средней  части  пролетов.  Недостатками  известных  конструкций  ПС  являются  их  сложность  и  высокая  трудоемкость  работ  по  созданию  предварительного  обжатия  бетона  участков  плиты  ПС  в  построечных  условиях  на  проектных  отметках  способом  натяжения  арматуры  на  бетон.

Предлагаемая  конструкция  ПС  неразрезного  сталежелезобетонного  моста  из  сборно-монолитной  предварительно-напряженной  железобетонной  плиты  включает  рабочую  арматуру  сеток  и  продольную  «арматуру»  из  сборных  предварительно-напряженных  железобетонных  брусков.  На  рис.  1÷рис.  4  приведены  варианты  конструкций  сталежелезобетонных  ПС  и  их  поперечных  сечений  в  пролете  и  на  опоре,  которые  рассматриваются  в  настоящей  работе.  Поперечные  сечения  предлагаемых  конструкций  неразрезных  монолитных  плит  сталежелезобетонных  ПС  и  принципы  их  конструирования  в  работе  предлагается  рассматривать  исходя  из  критерия  минимизации  трудоемкости  работ  по  созданию  предварительного  напряжения  бетона,  рассматривая  применение  заранее  изготовленных  предварительно-напряженных  железобетонных  брусков  из  высокопрочного  бетона  классов  по  прочности  на  сжатие  не  менее  В50.  В  этом  случае,  в  зависимости  от  длины  перекрываемых  пролетов,  предварительно  назначается  толщина  плиты,  например,  240  мм  и  длина  предварительно-напряженных  брусков,  которая  принимается  равной  половине  длины  перекрываемых  пролетов.  Учитывая  незначительные  размеры  поперечного  сечения  железобетонных  брусков  их  предварительное  обжатие  рекомендуется  производить  отдельными  семипроволочными  канатами  К-7  при  механическом  способе  натяжения  или  высокопрочной  стержневой  арматурой  при  электротермическом  способе  натяжения  арматуры  в  условиях  строительной  площадки  на  специальных  стендах.  В  целях  повышения  эффективности  предварительного  обжатия  брусков  их  конструктивное  армирование  выполняется  в  пределах  ядра  сечения  отдельными  пространственными  каркасами  длиной  2—3  м,  которые  установлены  в  опалубку  с  зазором  3—5  мм  без  установки  связевой  арматуры.  Каркасы  выполняются  из  проволочной  арматуры  класса  Вр-I  диаметром  4—5  мм.  Для  обеспечения  трещиностойкости  брусков  на  концевых  участках  применяется  сетчатое  армирование  с  ячейкой  30х30  мм.  Демонтаж  брусков  из  опалубки  и  их  монтаж  в  проектное  положение  до  монтажа  верхних  сеток  армирования  плиты  выполняется  с  помощью  специальной  траверсы  с  шагом  строп  2—3  м.  Бруски  выполняются  модульной  длины  3  и  6  м.

Рисунок  1.  Фрагмент  продольного  сечения  сталежелезобетонного  моста  с  предварительно-напряженной  плитой  ПС

Рисунок  2.  Сталежелезобетонное  ПС  с  плитой  без  предварительного  обжатия  1-верхняя  сетка  армирования  плиты  ПС;  2-нижняя  сетка  армирования  плиты  ПС

Рисунок  3.  Сталежелезобетонное  ПС  с  натяжением  арматуры  на  бетон  1  —  верхняя  сетка  армирования  плиты  ПС;  2  —  нижняя  сетка  армирования  плиты  ПС;  3  —  напрягаемая  арматура;  4  —  высокомарочный  цементный  раствор;  5  —  металлическая  гофрированная  труба

Рисунок  4.  Сталежелезобетонное  ПС  с  предварительно  напряженными  железобетонными  брусками.  1  —  верхняя  сетка  армирования  плиты  ПС;  2  —  нижняя  сетка  армирования  плиты  ПС;  3  —  напрягаемая  арматура;  4  —  предварительно  напряженный  железобетонный  брус

Предлагаемая  конструкция  сборно-монолитной  плиты  сталежелезобетонного  ПС  рекомендуется  для  ее  применения  при  строительстве  средних  и  больших  мостов  при  пролетах  18  м  и  более,  где  в  качестве  главных  балок  могут  применяться  прокатные  и  сварные  двутавровые  балки.  Такое  конструктивное  решение  ПС  позволит  значительно  снизить  трудоемкость  возведения  моста  и  сократить  сроки  его  строительства.

Список  литературы:

1.Инженерные  сооружения  в  транспортном  строительстве.  Кн.  1:  учебник  для  студ.  высш.  учебн.  заведений/  П.М.  Саламахин,  Л.В.  Маковский,  В.И.  Попов  и  др./  под  ред  П.М.  Саламахина.  М.:  Издательский  центр  «Академия»,  2007.  —  352  с.

2.Мурашев  В.И.,  Сигалов  Э.Е.,  Байков  В.Н.  Железобетонные  конструкции.  Общий  курс.  /Под  редакцией  д.т.н,  проф.  Пастернака  П.Л.,  Государственное  издательство  литературы  по  строительству,  архитектуре  и  строительным  материалам.  М.,  1962.  —  660  с.