книги / Проектирование транспортных сооружений

Рис. 2.14. Схемы поперечного армирования в иадопориой части сборио-моиолит- ных плитных пролетных строений:

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:

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

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

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;

57

Рис. 2.21. Поперечные сечения сборно-монолитных ребристых пролетных стро­ ений:

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:

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