книги / Проектирование транспортных сооружений

Рис. 2.3. Поперечные сечения эстакад с монолитными плитными пролетными строениями переменной высоты по ширине сооружений

Для облегчения веса в монолитных пролетных строениях устраива­ ют пустоты различного вида. Чаще всего пустоты делают круглыми (см. рис. 2.3, а), овальными или прямоугольными. Такие конструк­ ции по характеру работы близки к многоконтурным коробчатым про­ летным строениям.

Условно можно принять, что пролетное строение относится к плит­ ным, если B/h > 8 ^ - 1 0 и общая площадь пустот составляет менее половины площади брутто поперечного сечения. При пролетах / = = 304-40 м нерационально оставлять высоту пролетного строения постоянной вдоль направления движения. Применяемые при таких пролетах конструкции имеют плавно изменяющуюся высоту. Опоры чаще всего выполняют одностолбчатыми, заделанными в пролетное строение и фундамент. Пролетные строения такого типа называют «гри­ бовидными» (рис. 2.4). При заделывании столбов большого диаметра (3,0—4,0 м) в пролетное строение удается значительно уменьшить его

Недостаток таких конструкций — сложность бетонирования плиты с переменной высотой во всех направлениях. Часто их сооружают в стандартной опалубке методом попролетного бетонирования. При боль­ шой длине и жестких опорах в грибовидных эстакадах могут разви­ ваться значительные напряжения, вызванные температурным расши­ рением или сжатием, поэтому не более чем через 50—60 м рекоменду­ ется устраивать деформационные швы.

Армирование пролетных строений монолитных эстакад осуществля­ ется ненапрягаемой или предварительно напрягаемой арматурой. Возможно и их сочетание. Количество арматуры и расстояние между ее элементами определяют расчетом при соблюдении требований дей­ ствующих норм. Разрезные плитные пролетные строения, опирающиеся по всей ширине, имеют продольную рабочую и поперечную конструк­ тивную арматуру. У опор устраивают отгибы, переводя часть арматуры в верхнюю зону. Вблизи середины пролета устанавливают более часто нижнюю и верхнюю поперечную арматуру (рис. 2.5, а, б), которая, кроме поддержания рабочих продольных стержней, воспринимает по­ перечные положительные и отрицательные изгибающие моменты.

41

В неразрезных пролетных строениях у промежуточных опор также устраивают отгибы, а при необходимости устанавливают допол­ нительную верхнюю продольную арматуру, работающую на отрица­ тельный изгибающий момент. В поперечном сечении сплошной или пустотелой плиты можно не устраивать замкнутых хомутов, распреде­ ляя рабочие стержни равномерно по ширине плиты.

В том случае, когда пролетное строение опирается на стойки в от­ дельных точках, поперечная арматура вблизи опор воспринимает зна­ чительные положительные и отрицательные моменты и должна рас­ полагаться более часто, чем в пролете. Отгибы поперечной арматуры располагают вблизи точек опирания (рис. 2.5, в).

Сложнее армируются косые и криволинейные плитные пролетные строения. Продольную рабочую и поперечную конструктивную ниж­ нюю арматуру косой, разрезной конструкции размещают параллельно граням пролетного строения в плане (рис. 2.6, а). К середине пролета число продольных стержней увеличивается. Верхнюю поперечную ар­ матуру таких плит лучше располагать перпендикулярно продольной эстакаде оси, увеличивая ее количество у тупых углов, так как в этой области возможно развитие поперечных отрицательных изгибающих моментов (см. рис. 2.6, а).

Плитные конструкции с точечным косым опиранием целесообраз­ нее армировать продольными и поперечными стержнями по косому на­ правлению (рис. 2.6, б). Над стойками опор число поперечных стерж­ ней увеличивают и устраивают отгибы, так же как в прямых пролет­ ных строениях. Если ширина косого пролетного строения невелика по сравнению с пролетом, то армирование надопорных зон можно осу-

Рис. 2.4. Плитное пролетное строение переменной высоты (грибовидное):

/ -деформационный шов; 2 - пролетное строение

42

Рнс. 2.5. Армирование прямолинейных плитных пролетных строений ненапрягаемой арматурой:

/ — точки опирания; Н —- нижняя арматура; В —верхняя арматура

ществить часто расположенными поперечными стержнями, перпендикулярными оси сооружения (рис. 2.6, в).

Криволинейные неразрезиые пролетные строения армируют ана­ логично прямолинейным продольной и поперечной арматурой. Одна­ ко из-за различной жесткости зон пролетного строения, примыкаю­ щих к наружной и внутренней граням, усилия в них будут также раз­ ными. Это требует неравномерного размещения продольной нижней и верхней арматуры в плане пролетного строения (рис. 2.7, а).

Пролетные строения, заделанные в одиночные столбы, подвержены действию отрицательных изгибающих моментов вблизи опоры как в продольном, так и в поперечном направлениях. В соответствии с этим верхнюю арматуру над столбом устанавливают в виде перекрестной сетки стержней с наибольшим сгущением над ним (рис. 2.7.6). Если пролетное строение имеет у опоры увеличенную толщину, то часть про­ дольных и поперечных стержней может быть выполнена с отгибами.

Плитные пролетные строения переменной высоты в продольном и поперечном направлениях можно армировать радиально расположен­ ной над столбом опоры верхней арматурой (рис. 2.8, а). Нижнюю арма­ туру можно располагать так же, как в пролетном строении с постоян­ ной высотой (см. рис. 2.7, б).

Вместо пролетных строений с переменной высотой в продольном и поперечном направлениях возможно использование плитной конструк­ ции постоянной высоты, но со столбчатыми опорами, снабженными раДиально расходящимися консолями. Эти консоли армируют верхней

43

арматурой, отгибами и хомутами. Пролетное строение у опоры на уча­ стках между консольными выступами работает на местный положи­ тельный и отрицательный моменты как защемленная по концам плита с пролетом, равным расстоянию между консолями. Кроме того, в плите в надопорной зоне действуют продольные и поперечные отрица­ тельные моменты, возникающие от работы пролетного строения в це­ лом (рис. 2.8, б).

Плитные пролетные строения с предварительно напряженной ар­ матурой конструируют такими же методами. Продольные элементы ар­ матуры располагают на всей длине пролетного строения, плавно пере­ водя из нижней зоны в пролете в верхнюю над опорами. В протяжен­ ных эстакадах часть продольных элементов арматуры обрывают в про­ летах, отгибая их к верхней или нижней грани. В поперечном направ­ лении армируют в зависимости от способа опирания на опоры и работы плитной конструкции над опорами как неразрезной или консольной балки.

В косых пролетных строениях поперечная арматура в надопор­ ной зоне может располагаться по направлению косины, а в остальной части — перпендикулярно оси моста. Вблизи опоры для предотвра-

Рис. 2.6. Схема армирования косых плитных пролетных строений ненапрягаемой арматурой:

Н — иижияя арматура; В — верхняя арматура

44

А-А (дариант)

иш г

1

Рис. 2.7, Схемы армирования ненапрягаемой арматурой криволинейных плит­ ных пролетных строений с точечным опираиием и на столбчатых опорах:

Н — нижняя арматура; В — верхняя арматура гшмдртртгпта

Рис. 2.8. Схемы армирования ненапрягаемой арматурой пролетных строений переменной толщины:

Н — нижняя арматура; В — верхняя арматура

Рис. 2.9. Схемы армирования плитных пролетных строений иенапрягаемой ар­ матурой

щения пересечения арматурных элементов устраивают петлевые пучки (рис. 2.9, а). В пролетных строениях с небольшой косиной всю поперечную арматуру целесообразно располагать параллельно косо направленным граням (рис. 2.9, б).

В пролетных строениях, опирающихся на одиночные в поперечном направлении столбы, поперечную арматуру следует концентрировать к оси опоры в месте наибольших отрицательных изгибающих момен­ тов (рис. 2.9, е).

Криволинейные пролетные строения могут иметь нижнюю продоль­ ную арматуру, проходящую по всей их длине,но сгущающуюся в пла­ не к внутренней грани (рис. 2.9,г ). Нижняя арматура может быть так­ же изогнутой в плане с анкеровкой на внутренних гранях конструк­ ции (рис. 2.9, д). Верхнюю продольную арматуру располагают над опорами на длине, определяемой протяженностью зоны отрицатель­ ных моментов. Размер этой зоны изменяется по ширине плиты (рис. 2,9, е).

Поперечную напрягаемую арматуру криволинейных пролетных строений располагают обычно радиально с большей концентрацией вблизи опор. Для поддержания предварительно напрягаемой армату­ ры в проектном положении устанавливают каркасы из иенапрягаемой арматуры.

2.3.КОНСТРУКЦИЯ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ ПЛИТНЫХ ПРОЛЕТНЫХ

СТРОЕНИЯ

Сборно-монолитные плитные пролетные строения различаются прежде всего по типу сборных элементов. Могут быть элементы в виде досок (рис. 2.10, а), корытообразных плит (рис. 2.10,6), перевернутых тавров с пустотами (рис. 2.10, в) нли без ннх (рис. 2.10, г, д), а так­

46

же коробчатых брусьев (рис. 2.10, е). В элементах длиной до 10—15 м арматура может быть ненапрягаемой и состоять из отдельных стержней, плетей или сварных каркасов. В последнее

туры используют отдельную высокопрочную проволоку, пряди из не­ скольких таких проволок и стержни периодического профиля. Реже применяют пучковую напрягаемую арматуру, которую располагают прямолинейно и криволинейно с отгибами в приопорных участках.

Для включения сборных элементов в совместную работу их объе­ диняют путем омоноличивания бетоном, соединения выпусков по­ перечной ненапрягаемой арматуры, натяжения поперечной напрягае­ мой арматуры. Возможно одновременное использование нескольких из этих способов.

При возведении пролетных строений сборные элементы устанавли­ вают с небольшим (10—20 мм) зазором друг от друга. Бетон омоноли­ чивания заполняет пространство между элементами. Его укладывают выше этих элементов, обеспечивая на поверхности необходимый по­ перечный уклон.

Сборные плиты (струнодоски) с омоноличиванием их поверху при­ меняют при пролетах 6—10 м (рис. 2.11, а). Для лучшего сцепления с монолитным бетоном их верхнюю поверхность делают неровной (см. рис. 2.10, а). При пролетах 10—15 м можно использовать плиты ко­ рытообразного профиля (рис. 2.11, б), а при больших пролетах — элементы перевернутого таврового или коробчатого сечения. Для улучшения пространственной работы пролетного строения над сбор­ ными элементами в монолитном бетоне укладывают сетку арматуры. Выпуски арматуры в сборных элементах перекрещивают (рис. 2.11,в), или образуют из них петлевой стык (рис. 2.11, г), или, наконец, свари­ вают (рис. 2.11, д).

47

Д л я уменьшения веса пролетного строения омоиоличиват^ тавро­ вые или коробчатые элементы можно только на некоторой части их высоты. В бетоне омоноличивания тогда располагают поперечную ненапрягаемую или напрягаемую арматуру, для которой предусматри­ вают отверстия в стенках сборных элементов (рис. 2.11, в). Сверху по стенкам элементов укладывают короткие сборные железобетонные пли­

Иногда между сборными элементами по их верхним поясам перед омоноличиванием укладывают сводчатые элементы из листовой стали,

хие. 2.11. Поперечные сечения сборно-монолитных пролетных строений эстакад:

/ - бетон омонолнчнвання; 2 — арматурная сетка; 3 — петлевой стык выпусков арматуры; 4 - сборные плнтЫ'ОПалубка бетона омонолнчнвання; 5 — продольные стержни стыка; в — сварной стык выпусков арматуры; 7 — арматурные стержни, проходящие через каналы в блоках; 8 - сборная плита; 9 — поперечный канал для арматуры; 10 — сводчатая метал­ лическая опалубка, оставляемая в конструкции; // —напрягаемая арматура; 12 — элементы

складчатой железобетонной плиты

48

5

Рис. 2.12. Конструкция надопорных стыков с ненапрягаемом арматурой сборно­ монолитных пролетных строений:

скими или складчатыми плитами в уровне нижних поясов элементов (рис. 2.11, з, и). Поперечная напрягаемая арматура проходит в по­ перечных каналах сборных элементов и натягивается до укладки и затвердения монолитного бетона или после (см. рис. 2.11, ж).

Ответственным участком неразрезных плитных пролетных строений является надопорный узел. В неразрезную систему конструкцию объ­ единяют, устанавливая или стыкуя продольную арматуру в бетоне омо­ ноличивания, в сборных элементах (блоках), а также одновременно в бетоне омоноличивания и сборных элементах. Создавать неразрезную систему передачей усилий только через бетон омоноличивания можно для пролетных строений с пролетами 6,0— 10,0 м. В этом случае над промежуточной опорой устанавливают в верхней зоне арматурную сетку, которая воспринимает растягивающие усилия от продольных отрицательных изгибающих моментов (рис. 2.12, а). Сборные элементы могут быть при этом предварительно напряженными, но конструкция в опорном сечении будет работать как армированная ненапрягаемой арматурой.

При больших пролетах целесообразно передавать усилия со сбор­ ных элементов на бетон омоноличивания и обратно. Для этого по всей длине пролетного строения, кроме верхней арматурной сетки, можно устраивать выпуски хомутов и уступы в верхней грани сборных эле­ ментов (рис. 2.12, б). Более совершенным можно считать сварной (рис. 2.12, в) или петлевой стык выпусков арматуры сборных элемен­ тов. Такой стык одновременно обеспечивает передачу усилия между сборными элементами и армирование верхней зоны монолитного бето­ на. Можно вначале выполнить сварной стык сборных элементов, а за-

49

тем уложить бетонную смесь омоноличивания с установкой верхней арматурной сетки (рис. 2.12, г).

Расположение стыков арматуры над сборными элементами позво­ ляет устраивать между ними небольшие зазоры (см. рис. 2.12, в). При устройстве стыков в пределах высоты сборных элементов (см. рис. 2.12, г) зазоры должны быть не менее 0,3—0,5 м. Однако по срав­ нению с предыдущим случаем лучше обеспечивается передача усилий с одного пролета на другой, и сборные элементы включаются в работу на вес бетона омоноличивания в неразрезной системе.

Сборные элементы с предварительно напрягаемой арматурой мо­ гут объединяться в неразрезные соединением дополнительной ненапрягаемой арматуры. В некоторых случаях стремятся их объединить с ис­ пользованием напрягаемой арматуры, чтобы не создавать конструкцию, разнородную по способу армирования. Тогда арматурные элементы пропускают через закрытые каналы бетона омоноличивания и заанкеривают после натяжения на верхней или нижней грани пролетного строения (рис. 2.13, а). Протаскивание арматуры через криволиней­ ные каналы и натяжения снизу оказывается затруднительным, однако при этом достигается более надежная работа конструкции. Натяже­ ние арматуры сверху удобнее, но в этом случае требуется дополни­ тельно армировать бетон омоноличивания против его выкалывания.

Целесообразно применять армоэлементы, заранее изготовленные на стендах и обжатые расположенной в них арматурой. После уклад­ ки армоэлементов в бетон омоноличивания верхней надопорной зоны не требуется натяжение арматуры, а бетон армоэлементов работает как предварительно напряженный, воспринимая растягивающие уси-

5

50