Неразрезные, консольные и рамные мосты

Распространенный тип пролетных строений — разрезные балочные конструкции:плитные (нормальной строительной высоты)—для пролетов до 5 м (а с низкой высотой — до 16,8 м), ребристые — для пролетов до 15,8 м из обычного железобетона и до 33 м из предварительно напряженного железобетона.

При большей длине экономичнее неразрезные и консольныебалочные пролетные строения, более легкие и меньшей

строительной высоты. Размещение на промежуточной опоре только одного комплекта опорных частей под консольным и неразрезным пролетными строениями, а не двух, как это требуется при разрезных, сокращает толщину быков. Эта особенность, как и меньшая строительная высота, важна при стесненном подмостовом габарите.

Армирование неразрезных и консольных балокхарактерно тем, что над промежуточными опорами растянутая арматура помещается вверху и по мере удаления от опор в пролете переводится в нижний пояс балки (рис. 168, а). Такое расположение арматуры соответствует размещению растянутых зон в балках. Над промежуточными опорами неразрезные и консольные балки изгибаются выпуклостью вверх, в то время как в пролете изгиб происходит выпуклостью вниз (см. рис. 111).И как всегда выпуклая зона растянута, а вогнутая — сжата. Причем над промежуточной опорой усилия (изгибающие моменты) в пролетном строении значительны ввиду неразрезности конструкции. Поэтому для уменьшения растяжения сечение балок в этих местах обычно более высокое с постепенным его сокращением в направлениях от промежуточной опоры. Образующийся здесь прямолинейный скос в нижнем поясе (вут) армируют самостоятельными гнутыми стержнями, а растянутую арматуру нижнего пояса пропускают через вут без выгиба вниз. Иначе она могла бы выкалывать бетон в месте перегиба. Перегиб растянутой арматуры в направлении таких входящих углов недопустим и во всех других железобетонных конструкциях.

В остальном арматура неразрезной и консольной балок та же, что и в разрезных. С увеличением пролетов увеличивается лишь мощность армирования. В консольных балках своеобразно армирование консоли и шарнирное опирание на нее подвесного пролетного строения (рис. 168, б). Вертикальный стержень, вставленный по оси шарнира, не допускает смещения соединенных им частей, не препятствуя, однако, их взаимному повороту при прогибах под нагрузкой и при осадке опор.

В противоположность шарнирному опиранию балки на консоль, а равно всех балочных пролетных строений на опоры, в рамных мостах (рис. 169, а) устраивают жесткое монолитное сопряжение ригеля со стойками. Благодаря этому строительная высота ригеля сокращается еще больше, чем при неразрезной балке (см. стр. 116). Здесь свободному прогибу ригеля под нагрузкой дополнительно сопротивляются стойки опор.

Для жесткости сопряжения ригеля со стойками арматуру стоек заводят в армированные балки ригеля

(рис. 169, б). Арматура ригеля принципиально такая же, как и в неразрезных балках.

Железобетонная конструкция опори тем более стоек рамных мостов, отличающихся монолитностью всего сооружения, позволяет выполнять опоры предельно легкими с минимальными размерами поперечного сечения. Для дальнейшего облегчения и в то же время обеспечения необходимой жесткости поперек моста каждую опору рамного моста выполняют, также в виде рамы из двух стоек, связанных мощными распорками (см. рис. 169,б). Надежную заделку в сопряжении стоек с распорками создают устройством вутов по концам распорок и постановкой перекрестных стержней арматуры. Стойки рам внизу заделывают в опорной плите продольной арматурой, Плиту уширяют в виде консолей в стороны для распределения опорного давления на требуемую площадь грунта под подошвой фундамента. Этому давлению противодействуют силы реакции грунта. Во избежание излома от реактивтивных сил каждая консоль усилена косыми арматурными стержнями.

Надежное опирание, исключающее неравномерные осадки опор, для рамных мостов еще важнее, чем для неразрезных балок. Вследствие объединения ригеля с опорами неравномерные осадки, искажая положение рамного моста, вызывают значительное перенапряжение его.

Рамы в виде готовых блоков нередко используют в качестве различных частей конструкции, в частности, надарочного строения больших мостов. Из рам, подобных показанным на рис. 170, выполнены опоры одного из вариантов эстакадных мостов (рис. 171) при возведении их на хороших и не подверженных размыву грунтах. Здесь ноги рамы заделаны бетоном в башмаках, опертых через плиты на грунт.

Рамные мосты осуществимы при относительно небольших пролетах. С увеличением длины ригеля и уменьшением высоты стоек существенно возрастают напряжения от температурных деформаций. Объясняется это тем, что свободному удлинению и укорочению ригеля при изменениях температуры препятствует объединение его со стойками, причем в большей мере при ко-ротких и жестких стойках. Другим концом те же стойки, как опоры моста, в той или иной мере связаны с грунтом, как основанием, и не рассчитаны на свободное перемещение их. Самый ригель как изгибаемый элемент с увеличением пролета становится громоздким и неэкономичным.

На железных дорогах рамные мосты строили главным образом в качестве путепроводов, подобных приведенному на рис. 169. Выполняли их обычно в монолитном виде на месте постройки.

Современные путепроводы сборные, нерамной конструкции (рис. 171). В них применены разрезные пролетные строения и лишь опоры выполнены в виде рам, плоскостных — для промежуточных опор и пространственных—для устоев. Но и они собраны из готовых, элементов (стоек, насадок и фундаментных блоков), омоноличенных при монтаже в сопряжениях между собой. При необходимости могут быть поставлены пролетные строения с пониженной высотой (например, по рис. 152), недостижимой даже в рамных мостах. Перерасход в материалах при этом по сравнению с рамной системой компенсируется удешевлением

Рис, 171. Сборный балочный железобетонный путепровод

и ускорением работ благодаря упрощению конструкции и ее возведения.

С сокращением применения рамных мостов малых пролетов (ввиду нецелесообразности), индустриализацией мостостроения, усовершенствованием конструкций и монтажа, в частности с предварительным напряжением, расширилось использование рамной системыдля больших автодорожных мостов. Так, в последние годы осуществлены различные виды рамно-консольных, рамноподвесных и рамно-неразрезных, а также неразрезных и консольных автодорожных мостов с пролетами до 100 м, и более. Некоторые из них возведены прогрессивным отечественным способом навесной уравновешенной сборки.

Арочные мосты

Большие, а нередко и средней величины пролеты в железобетонных мостах перекрывают арочными пролетными строениями с ездой понизу (рис. 172), поверху я посередине (см. рис. 18, в и 147, д, ж).

Основные частиарочных пролетных строении —арки (со связями между ними), балки проезжей части с балластным корытом стойки или подвески, удерживающие проезжую часть на арках. Во внешне безраспорных арках (см. стр. 28) важную роль выполняют еще затяжки. Они поддерживаются в пролете подвесками (см. рис. 172).

Поперечное сечение аркипри пролетах средней величины сплошное прямоугольное (рис. 173, а) или в виде двутавра (рис 173 б) при больших пролетах — коробчатое пустотелое для экономии материалов и облегчения (рис. 173, в). При езде поверху арки больших пролетов выполняют в виде одного свода коробчатого сечения. В нем верхняя и нижняя плиты соединены вертикальными продольными сплошными стенками (рис. 173, г). От перекоса коробчатый свод укрепляют диафрагмами. В них

как и во внутренних продольных стенах, оставляют проемы для осмотра свода изнутри.

Армированиеарочных мостов, как и всяких других железо-бетонных конструкций, соответствует действующим в них усилием в первую очередь растягивающим, разрывающим бетон в направлении длины элемента, а также перерезывающим усилиям, оплывающим бетон в поперечном направлении. При необходимости усиления армируют и сжатую зону элементов.

Арки при равномерном загружении всего пролета всегда жаты. Но одностороннее загружение той же арки поездом (см. рис 137, б) вызывает несимметричный ее прогиб. Участок арки, расположенный под поездом, прогибается вниз, а симметричный ему в незагруженной части —вверх. При переходе нагрузки на вторую половину пролета те же участки арки изгибаются в противоположном направлении.

Рис. 174, Армирование элементов арочного пролетного строения: а — арки, стоек и подвесок; б — поперечной балки в месте сопряжения с подвеской; 1 — арка; 2 — стойка; 3—подвеска

Поэтому растяжению подвергается то верхняя, то нижняя зона арки. В связи с этим арматура размещена вверху и внизу поперечного сечения арки (рис. 174). Вертикальные стенки армированы продольными стержнями, как и высокие балки. Арматура объединена хомутами, воспринимающими скалывающие напряжения.

В подвесках и стойках арматура состоит из продольных стержней и хомутов. Для передачи усилий с проезжей части на арку стержни подвесок и стоек заведены в арки и балки проезжей части. Короткие стойки средней части пролета как более жесткие прикреплены шарнирно (вторая стойка слева на рис. 174). Иначе неизбежны трещины в местах сопряжений.

Особо мощно армирована затяжка против разрыва действием распора, достигающего нескольких сотен и тысяч тонн. Поэтому и заделка арматуры затяжки в пятах арки (рис.. 175, а) отличается большой мощностью.

Чтобы увеличить трещиностойкостьрастянутых затяжек и подвесок, их бетонируют в последнюю очередь, после того как из-под готовой арки ипроезжей части освободят кружала (подмости, на которых изготовляют арочное пролетное строение). Тогда распор от арки и проезжей части будет воспринят арматурой затяжки, а масса проезжей части — арматурой подвесок. Забетонированная с таким натяжением арматура затяжки и подвесок в дальнейшем при эксплуатации дополнительно будет растягиваться только усилиями от поезда. Этим снижают развитие трещин в бетоне.

В связи с большим опорным давлением бетон в пятах арки над опорными частями во избежание раздавливания усиливают несколькими рядами арматурных сеток (рис. 175, б).

Опорные частиустраивают стальные (гл. V), но нередко для подвижных опорных частей применяют железобетонные валки (см. рис. 175, б). Арматура валков в виде часто расположенных сеток укрепляет бетон от разрушения сосредоточенным опорным давлением.

Армирование балок проезжей части и балластного корыта в основном такое же, как и в балочных мостах.

Арочные пролетные строения прежних лет постройки(подобные приведеным на рис. 174) изготовляли в монолитном виде с армированием и бетонированием на самом мостовом переходе. Современные сборныеарочные пролетные строения изготовляют на заводах с расчленением на доступные для транспортирования элементы: подвески,стойки, '\блоки арок, затяжек, связей, проезжей части. В них оставляют выпуски арматуры или приваренных к ней и заделанных в бетоне закладных частей для последующего объединения с другими элементами, а также каналы и сквозные отверстия для натягиваемой при сборке арматуры. При монтаже остается объединить элементы в общую конструкцию арматурой (иногда с применением сварки, натяжения, болтов), омонолитить сопряжения бетоном и заполнить раствором каналы и отверстия.

В сборных арочных пролетных строениях для пролетов 43,5 и 53,0 м по рис. 176 все элементы, работающие главным образом на сжатие, — из обычного железобетона. Стойки в виде рам шарнирно заделаны внизу в узловых стыках прямолинейных элементов арок. На рамы надарочного строения установлены блоки проезжей части.

В арочном пролетном строении пролетом 150 м моста по рис. 177 сборными являются даже самые элементы арок (см. рис. 173, г). Их мощное коробчатое сечение составлено из четырех плоских плит длиной около 10 м, омоноличенных на месте. В таком пролетном строении 21 тип различных элементов длиной до 25 м и монтажной массой до 22 т каждый.

В отличие от распорных систем (по рис. 176 и 177) в послед-

ние годы применены сборные пролетные строения с затяжкой пролетом до 66 м(рис. 178). Здесь элементы затяжки (балки жесткости), подвески и блоки проезжей части предварительно напряжены, изготовлены по стендовой технологии (см. стр. 166). Элементы арок омоноличены в узлах с подвесками и распорка-

ми связей. Балка жесткости составлена по длине из двух блоков длиной по 33 м. В монтажном стыке арматура блоков соединена болтами, вставленными в проушины смежных петель арматурных пучков, натянута домкратами, упертыми в торцы блоков, и в таком состоянии забетонирована в пределах поясов балки. После твердения бетона удалены домкраты, а освободившийся от них проем в стенке балки заполнен бетоном. Подвески прикреплены к балке высокопрочными болтами с обетонированием стыков. П-образные блоки проезжей части 1 оперты на уширенные нижние полки балок жесткости и последние взаимно стянуты тремя пучками высокопрочной арматуры, расположенными в каждом просвете между блоками проезжей части. Все зазоры в сопряжениях заполнены бетоном.