книги / Проектирование транспортных сооружений
..pdfРис. 2.14. Схемы поперечного армирования в иадопориой части сборио-моиолит- ных плитных пролетных строений:
/---к а р к а с поперечной арматуры |
в промежутке |
меж ду |
элементами; |
2 — бетон омоноличи- |
||
вання; 3 — сборный элемент; 4 — временная опора; 5 — напрягаемая |
поперечная |
арматура |
||||
в бетоне омоноличнваиия; 6 — то |
ж е в |
каналах |
сборных |
элементов или ригеля; |
7 — выпус |
|
ки хомутов и поперечная арматура над |
опорой; |
8 — ригель с консольными выступами; 9 —» |
||||
|
металлические |
консоли |
|
|
|
лия от изгиба (рис. 2.13, б). Возможно и непосредственное объедине ние сборных элементов напрягаемой арматурой с созданием неразрезности на стадии монтажа, но тогда бетон омоноличивания над опорой необходимо армировать сеткой для предотвращения его растрескива ния (рис. 2.13, в).
На конструкцию и поперечное армирование надонорного узла не разрезных или рамных эстакад влияет способ монтажа сборных эле ментов и способ опирания пролетного строения. Если ширина опоры достаточна, то сборные элементы опирают непосредственно на нее, а омоноличивание осуществляется после устройства стыка продольной арматуры. При этом поперечную арматуру в стыке не устанавливают (см. рис. 2.12, б и 2.13, а).
При возведении плитных пролетных строений, опирающихся на отдельные столбы или стойки, сборные элементы устанавливают на временные опоры. Если при этом между сборными элементами остав ляют широкий зазор, то в нем предусматривают размещение попереч ной арматуры (рис. 2.14, а). Если зазор между сборными элементами практически отсутствует, то возможно натяжение поперечной напря гаемой арматуры в иадопориой зоне (рис. 2.14, б).
В многопролетных рамных конструкциях сборные элементы при возведении эстакады устанавливают на железобетонные (рис. 2.14, в) или металлические консольные выступы (рис. 2.14, г) ригеля опоры с устройством стыка продольной арматуры над ригелем. Поперечную
51
6 )
Рис. 2.15. Схемы размещения сборных элементов в косых и криволинейных плит ных пролетных строениях:
/ — ригель опоры; 2 — каркас надопорной поперечной арматуры; 3 — ригель переменной ши рины; 4 - • стойки опоры
Рис. 2.16. Схема температурио-неразрезного пролетного строения:
/ —пустотелые плитиые |
а — поперечный разрез; 6 — план: |
|
блоки; 2 — асфальтобетонное |
покрытие; 3 — монолитная плита |
|
проезжей части |
из самонапряжениого бетона; |
4 — шарнирное соединение |
арматуру располагают как в самом ригеле, так и в бетоне омоноличивания над опорой.
При возведении косых сборно-монолитных плитных эстакад сбор ные элементы могут иметь нормальные (рис. 2.15, а) или скошенные торцы (рис. 2.15, б). В первом случае требуется большая ширина опо ры б и сложнее устройство стыка, но проще изготовление и армирова ние сборных элементов. Во втором случае торцы сборных элементов требуют применения косых арматурных сеток, но при этом ширина опоры b может быть небольшой.
Криволинейные пролетные строения собирают из сборных элемен тов разной длины при большой кривизне эстакады (рис. 2.15, в) и из элементов одинаковой длины при малой ее кривизне (рис. 2.15, г). Криволинейную поверхность краевым элементам можно обеспечить соответствующей формой опалубки для омоноличиваемого бетона. Воз можно также применение элементов с криволинейной фасадной поверх ностью. Разрезные плитные элементы могут быть объединены в темпера турно-неразрезное пролетное строение. При этом сборные элементы, подходящие к промежуточной опоре из смежных пролетов, могут быть расположены на ее ригеле вразбежку и затем омоноличены плитой про езжей части из самонапряженного бетона (рис. 2.16).
Температурная неразрезность образующейся системы обеспечи вается сваркой закладных деталей, установленных по боковым гра ням плитных блоков. В надопорных сечениях сборные элементы отде ляются от монолитной плиты проезжей части упругими прокладками из битумной мастики или рубероида. Подобные конструкции в сравне нии с рассмотренными выше позволяют сократить число сборных элементов, устанавливаемых в поперечном сечении эстакады.
2.4.КОНСТРУКЦИЯ РЕБРИСТЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
Конструкция монолитных ребристых пролетных строений эстакад определяется главным образом методом их возведения [19]. При бето нировании на сплошных подмостях пролетное строение состоит из не скольких ребер, объединенных плитой проезжей части (рис. 2.17, а). Поперечная жесткость конструкции обеспечивается устройством опор ных и промежуточных диафрагм. Возможно, особенно в узких пролет ных строениях, предусматривать только опорные поперечные диафраг мы. Сечение ребер из условия простоты распалубливания принимается прямоугольным либо трапецеидальным (рис. 2.17, в). Реже ребра име ют более сложное сечение (см. рис. 2.17, о). Толщина ребер обычно бывает достаточной для размещения в них необходимой напрягаемой арматуры без устройства уширений. Ее принимают равной 0,2—0,6 м. Расстояние между ребрами С назначают в пределах 2—5 м, а иногда и большим. При С < 3 м плита обычно не имеет поперечного предвари тельного напряжения и ее толщина hn тогда составляет 0,15—0,2 м, т. е. около (1/12—1/18) С. В тех случаях, когда С > 3 м, в плите рас полагают напрягаемую арматуру, заанкериваемую по ее боковым граням.
53
При армировании мощными напрягаемыми пучками необходимо увеличить толщину ребер. Толщину ребер в этом случае принимают равной a/h < 2 ~ 3, а расстояние между ними С ж 5,0 -г- 8,0 м (рис. 2.17, б). Толщина плиты составляет Лп = 0,25 — 0,50 м, если поперечные диафрагмы расставлены с шагом более 2С. При более частом расположении диафрагм плита работает на пролете между диафрагмами и толщина ее меньше.
Для уменьшения концентрации напряжений во входящих углах поперечного сечения пролетного строения или в месте его соединения с диафрагмами и опорами можно устраивать плавные закругления, несколько усложняющие опалубку, но обеспечивающие лучшие усло вия для распалубливания и работы сооружения (см. рис. 2.17, в). Такое решение особенно целесообразно в монолитных эстакадах рам ной системы.
Конструкцию ребристых пролетных строений эстакад, возводимых методом попролетного бетонирования, часто выполняют с двумя про дольными ребрами. Такое поперечное сечение обеспечивает ширину проезжей части В = 7-f-10 м при расстоянии между ребрами С — 3-гб м. Между балками поперечных диафрагм не предусматривают, так как они мешают передвижке опалубки.
Рис. 2.17. Типы поперечных сечений и армирование монолитных ребристых про
летных строений:
/-^поперечная неиапрягаемая арматура плиты проезжей части; 2— хомуты ребер; 3 —-про дольная рабочая арматура ребер (балок); 4 —поперечные диафрагмы; 5— поперечная ди афрагма» объединенная со стойкой опоры
54
В случае широких эстакад возводят два или более параллельных пролетных строений, разделенных свободным пространством или про дольным швом под разделительной полосой.
Высоту Л, ребристых пролетных строений монолитных эстакад не
разрезной и рамной систем с узкими ребрами назначают равной (у^-=-
-f- I. В случае широких ребер их высота составляет h2 -- /
Ребристые пролетные строения целесообразны для прямолинейных и криволинейных с незначительной кривизной сооружений. Возможно их применение и для косых пересечений. В узких косых пролетных строениях диафрагмы располагают нормально к продольной оси, а в широких — по косому направлению.
Продольное армирование ребристых монолитных пролетных строе ний при пролетах до 20 м осуществляют ненапрягаемой арматурой, а при больших пролетах — напрягаемой. Натяжение арматуры про изводят после бетонирования. В качестве напрягаемой арматуры принимают высокопрочные стержни и пучки из высокопрочной прово локи. Обычно пучки содержат до 50 проволок. В отдельных случаях, в частности для пролетных строений с широкими ребрами, применяют мощные концентрированные пучки с числом проволок до 200.
При бетонировании на сплошных подмостях арматуру ребер рас полагают в закрытых каналах с плавными отгибами, обрывая ее как на торце ребер, так и в пролете на верхней или нижней грани пролет ного строения в соответствии с эпюрой изгибающих моментов (рис. 2.18, а). В ребрах большой ширины предусматривают небольшое число мощных элементов арматуры, проходящих по всей длине ребра без обрыва в пролете (рис. 2.18, б). Вблизи торцов их можно заканчи вать мощным анкером либо заводить за полукруглый натяжной эле мент или, наконец, разветвлять на отдельные пучки с анкерами по концам. В эстакадах рамной системы в стойках предусматривают на прягаемую арматуру, которую выводят через ребра ригеля или опор ную диафрагму на плиту проезжей части и анкеруют там (см. рис. 2.18, б).
При попролетном бетонировании напрягаемую арматуру ребер располагают также в закрытых каналах, но анкеровку ее производят но концам секции бетонирования. При этом ее анкеры должны допу скать сращивание с арматурными элементами следующей по направле нию бетонирования секции. В большинстве случаев стык бетонирова ния предусматривают в четверти каждого пролета, кроме первого (рис. 2.18, в), где изгибающие моменты от собственного веса имеют ми нимальные значения. Такое расположение стыка позволяет развести анкеровку арматуры по некоторой части высоты сечения с соблюдением условия обжатия, близкого к центральному. Стыки бетонирования можно располагать и вблизи каждой промежуточной опоры, что позво ляет бетонировать в опалубке постоянной длины (рис. 2.18, г). Все арматурные элементы над опорой стремятся приблизить к верхней рас тянутой грани, что затрудняет их одновременную анкеровку. Послебетонирования и твердения каждой последующей секции натягивают на-
55
----------------------------------------------- |
1---- |
------1 |
- Ц |
Ф — |
- "аЩгЩп |
Рис, 2.18. Схема армирования продольной напрягаемой арматурой ребристых монолитных пролетных строений:
/ —элементы напрягаемой арматуры с анкерами на концах; 2 —концентрированный арма турный элемент; 3 — вертикальная напрягаемая арматура стойки рамного пролетного строе
ния; 4 — шов пролетного бетонирования; 5 - стык арматуры в шве бетонирования
ращенную в предыдущем стыке арматуру и анкеруют ее на торце гото вой секции.
Если напрягаемая арматура представляет собой стержни, то по концам их снабжают винтовой нарезкой, а анкером является гайка. Стык такого арматурного элемента осуществляется с помощью соеди нительной муфты с внутренней винтовой нарезкой. В том же случае, когда применяется арматура в виде пучков, ее анкер выполняют с на ружной или внутренней резьбой, обеспечивающей соединение с пере ходным стержнем или муфтой, которые в свою очередь соединяются с анкером пучка следующей секции бетонирования.
Для восприятия крутящих моментов в криволинейных конструк циях можно смещать напрягаемую арматуру от оси ребра в сторону действия этих моментов, отгибая ее вверх в продольном направлении. Тогда поперечная сила, вызванная предварительным напряжением, бу дет смещена относительно оси ребра и создает момент, обратный по знаку, от постоянных и временных нагрузок.
В рамных эстакадах стойки образуют с опорными диафрагмами ри геля одно целое. Свесы опорных диафрагм могут достигать 5—7 м. В этом случае требуется их обжатие напрягаемой арматурой. Ее рас полагают в закрытых криволинейных каналах и анкеруют по торцам диафрагм и их нижних гранях (рис. 2.19).
Сборно-монолитные ребристые пролетные строения составляют из сборных элементов — ребер, представляющих собой разрезные балки,
56
и монолитной |
плиты проезжей ча |
|
|
п,ю |
|
|||||
сти. В качестве сборных элементов |
|
|
|
|
||||||
могут |
быть |
и |
поперечные диаф |
|
|
|
|
|||
рагмы. |
Иногда |
их выполняют мо |
|
|
|
|
||||
нолитными. |
балки |
изготавливают |
|
|
|
|
||||
|
Сборные |
|
|
|
|
|||||
прямолинейными длиной / |
= 10ч- |
|
|
|
|
|||||
— 40 м и |
высотой |
Л = |
(1/15 ч- |
Рис. 2.19. Схема армирования опор |
||||||
Ч-1/20) /. Поперечные сечения таких |
ной |
диафрагмы |
рамиой |
эстакады с |
||||||
балок |
принимают |
прямоугольны |
ребристым монолитным ригелем: |
|||||||
ми |
(рис. 2.20, |
а), |
двутавровыми |
I — напрягаемая |
арматура плиты проез |
|||||
жей |
части; 2 — криволинейная напрягае |
|||||||||
с |
симметричными |
утолщениями |
мая |
арматура |
диафрагмы; |
3 — анкеры |
||||
в |
верхнем |
и |
нижнем |
поясах |
|
|
верхней |
широкой |
||
(рис. 2.20, |
б), |
несимметричными двутавровыми с |
полкой и нижним уширением (рис. 2.20, в) или наоборот (рис. 2.20, г). Применяют также балки перевернутого таврового сечения (рис. 2.20,6). В поперечном сечении эстакад сборные балки устанавливают с шагом 1—-3 м. Балки армируют ненапрягаемой и напрягаемой арматурой в виде отдельных проволок, прядей, пучков и высокопрочных стержней, натягиваемых до бетонирования. Поперечную арматуру (хомуты), как правило, выполняют из ненапрягаемой арматуры с выпусками в монолитную плиту проезжей части (см. рис. 2.20, а, б, г, д). В балках с широкими верхними полками выпуски хомутов не делают (см. рис. 2.20, в).
Часто в качестве опалубки верхней монолитной плиты применяют тонкие железобетонные плиты толщиной 30—50 мм, укладываемые по верхним поясам балок (рис. 2.21, а). Такая опалубка остается в про летном строении.
Балки перевернутого таврового или двутаврового сечения с раз витым нижним поясом устанавливаются на монтаже практически вплот ную. В нижней части ребер таких балок иногда предусматривают по перечные каналы, через которые пропускают на всю ширину пролет ного строения арматуру. После укладки по нижним поясам балок мо-
Рис. 2.20. Типы поперечных сечеиий сборных элементов (балок) сборно-монолит ных ребристых пролетных строений;
/ выпуски хомутов в монолитную плиту; 2 •—ненапрягаемвя продольная |
арматура; 3 ■ |
пучки или пряди напрягаемой арматуры; 4 — высокопрочные проволоки или |
пряди; 5 — вы |
сокопрочные стержни |
|
57
Рис. 2.21. Поперечные сечения сборно-монолитных ребристых пролетных стро ений:
/ — сборный элемент (ребро); |
2 — оставляемая |
в конструкции опалубка |
плиты проезжей |
части; 3 — монолитный бетон; |
4 — монолитная |
или сборная диафрагма; |
5 — напрягаемая |
|
арматура диафрагмы |
|
нолитного бетона образуется пролетное строение с многоконтурным коробчатым сечением (рис. 2.21, б). В верхней части ребер сборных ба лок иногда устраивают выступы, позволяющие опирать на них эле менты оставляемой опалубки плиты на разных уровнях (рис. 2.21, в).
Монолитные диафрагмы можно армировать ненапрягаемой арма турой, привариваемой к выпускам, предусмотренным из сборных ба лок, однако чаще как в монолитных, так и в сборных диафрагмах, а также в балках устраивают каналы для пропуска поперечной напряга емой арматуры (рис. 2.21, г). Сборные диафрагмы могут также присое диняться к балкам сваркой закладных деталей.
Сборно-монолитные пролетные строения с прямолинейными бал ками удобны н для косых пересечений. При этом необходимо лишь за бетонировать плиту проезжей части нужной формы в плане. Балки оди наковой длины устанавливают также в’криволинейных эстакадах при небольшой их кривизне. При значительной кривизне можно применять прямолинейные балки разной длины или переходить на криволиней ные балки.
В продольном направлении сборно-монолитные пролетные строе ния имеют балочно-неразрезную или рамную статическую схему в за висимости от способа сопряжения балок с промежуточными опорами. Принципиально решения по объединению сборных балок в неразрез ную или рамную систему не отличаются от рассматриваемых ранее для плитных пролетных строений.
Достаточно просто устроить непрерывную плиту проезжей части без объединения ребер балок между собой в надопорных сечениях. Между плитой и верхней кромкой балок вблизи опоры целесообразно
58
устраивать прокладку для отделения плиты от балок и уменьшения температурных напряжений. Для этого в плите над опорой устанавли вают продольную арматуру (рис. 2.22, а).
При образовании неразрезной системы пролетного строения бето нируется не только плита проезжей части, но и пространство между балками над опорами. При этом осуществляют сварку выпусков ненапрягаемой продольной арматуры балок (рис. 2.22, б).
При образовании рамной системы отогнутую арматуру выводят из примыкающих к опоре балок и ее выпуски сваривают в уровне плиты проезжей части (рис. 2.22, в). В случае стоечных опор объединение их с балками в рамную систему обеспечивается устройством широкого ри геля, бетонируемого одновременно с плитой проезжей части. Ригель при этом армируют значительным количеством стержней, расположен ных вдоль его пролета (рис. 2.22, г).
Для сборно-монолитных неразрезных пролетных строений со стоеч ными или столбчатыми опорами может оказаться целесообразным при-
Рис. 2.22. Конструкция иадопорных стыков сборно-монолитных ребристых про летных строений:
/ — сборный |
элемент (ребро); |
2 - монолитный бетон; |
3 — упругая |
прокладка; |
4 — арма |
|||||
турная |
сетка; 5 — сварной стык |
выпусков |
рабочей |
арматуры ребра; |
( — сварной |
стык ото |
||||
гнутой |
арматуры; |
7 — монолитный ригель |
опоры; |
8 — напрягаемая арматура; |
9 — стальная |
|||||
поперечная |
балка; |
/0 — обетонированный |
иижннй |
пояс |
поперечной |
балки; |
/ / — спорная |
часть
59
менение сборной сталежелезобетонной поперечной диафрагмы. Такая сборная диафрагма состоит из стальной двутавровой балки с обетони рованным ннжним поясом (рис. 2.22, д). При возведении эстакады вна чале устанавливается на опору диафрагма с опиранием на опорные части. Затем устанавливают сборные балки пролетного строения, опи рая их на выступы нижнего пояса диафрагмы. В последующем уклады вается арматура плиты проезжей части и производится ее бетонирова ние с одновременной укладкой бетонной смеси в промежуток между торцами балок и стенкой диафрагмы.
Эффективным является также способ, при котором объединение над промежуточными опорами производится соединением или натяжением продольной арматуры балок частично до укладки бетонной смеси в плиту, а частично после, что позволяет передать вес плиты на неразрез ные сборные балки (рис. 2.22, е).
Во всех приведенных случаях объединяемая арматура может быть как ненапрягаемой, так и напрягаемой.
2.5.КОНСТРУКЦИЯ КОРОБЧАТЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
Монолитными коробчатыми пролетными строениями балочно-не разрезной и рамной систем перекрывают эстакады пролетами 20—70 м.
Большие по длине пролеты перекрывают вантово-балочные эста кады с монолитной коробчатой балкой жесткости. Эстакады с пролета ми более 70 м возводят обычно на подходах к крупным городским мостам.
Высоту пролетных строений назначают обычно постоянной вдоль пролета и реже переменной, что характерно при их возведении методом уравновешенного навесного бетонирования. Ширина коробчатого про летного строения В в зависимости от заданного габарита проезда состав ляет 7—20 м. При большей ширине возводят рядом несколько раздель ных коробчатых пролетных строений.
По типу поперечных сечений коробчатые пролетные строения моно литных эстакад можно разделить на одноконтурные (рис. 2.23, а) и многоконтурные (рис. 2.23, б, в). Многоконтурные коробчатые пролет ные строения при ширине поверху В > 20 м и при отношении высоты к ширине h/B < 1/8 -f- 1/10 по условиям работы приближаются к мно гопустотным плитным конструкциям (рис. 2.23, г). В одноконтурных сечениях расстояние b между стенками, а также вылет консольных све сов верхней плиты принимают в пределах 4—7 м. Стенки коробчатых пролетных строений могут быть вертикальными (см. рис. 2.23, а) или наклонными (см. рис. 2.23,6). Обычно угол наклона стенок к верти кали составляет менее 30—40°. Высоту одноконтурных сечений назна чают равной h = (1/15—1/20) /. При этом толщина стеиок обычно со ставляет Ьс = 0,20-гО,50 м, толщина нижней плиты — не менее 0,12 м, а толщину плиты проезжей части принимают в зависимости от расстоя ния между стенками h n = (1/12 ■— 1/15) b. При увеличении толщи ны стеиок до 0,5—2 м высота пролетного строения эстакады может быть
уменьшена и составляет ^ -f- I. Пролетные строения с такими
сечениями позволяют сократить общую длину эстакады и ее подхо-
60