Тема 5.5. Конструкция разрезных, балочно-ребристых пролетных строений с ненапрягаемой арматурой.

Конструкция пролетных строений в большой степени зависит от вида арматуры и способа ее размещения. В качестве ненапрягаемои арматуры применяют отдельные стержни гладкие или периодиче­ского профиля, сварные сетки и арматурные каркасы.

Если мост строят в условиях, требующих бетонирования конст­рукции на месте без устройства подмостей, то может быть примене­на несущая арматура. Несущую арматуру делают либо в виде свар­ных каркасов из круглых стержней, либо в виде жесткой арматуры из прокатных балок или решетчатых ферм из профильной стали. Арматуру в железобетонных мостах располагают так, чтобы она имела хорошую связь с окружающим бетоном, была надежно пре­дохранена от проникновения влаги и воздуха и не мешала укладке бетонной смеси при изготовлении конструкции.

Все рабочие стержни круглой (гладкой) растянутой арматуры должны иметь на концах полукруглые крюки с внутренним диа­метром не менее 2,5 диаметров стержня. Свободные концы гладких стержней в сжатой зоне, а также концы стержней периодического профиля в растянутой зоне заканчивают прямыми крюками (рис.11.6, а).

Сварные сетки (рис. 11.6,6) изготавливают заранее на заводах "или полигонах, связывая пересекающиеся стержни контактной свар­кой, и в готовом виде устанавливают в конструкцию. В местах сты­кования соседние сетки укладывают внахлестку друг на друга с пе­рекрытием на длину не менее 30 диаметров стержней сетки и не менее 25 см.

Отдельные стержни арматурной стали меньше длины всей конст­рукции (плиты, балки), поэтому их приходится сваривать. Стержни растянутой арматуры стыкуют контактной электросваркой встык методом оглавления. При этом в месте стыка получается неболь­шое утолщение (рис. 11.6, в). Стыки, выполняемые в монтажных условиях сваривают ванным способом с применением выгнутой под­кладки из полосовой стали (рис. 11.6,г). Эта подкладка образует «ванну» удерживающую наплавляемый металл от отекания и спо­собствующую более глубокому проплавлению концов свариваемых стержней. В отдельных случаях допускается стыкование арматуры при помощи дуговой сварки встык с накладками (рис. 11.6,).

Обычно армируют раздельно плиту проезжей части, главные балки и диафрагмы (поперечные балки).

Основным несущим элементом конструкции проезжей части же­лезобетонных мостов служит плита. В монолитных мостах она упру­го защемлена в поддерживающих ее главных балках и поперечных диафрагмах (рис. 11.6, е). От временной нагрузки в середине ее пролета возникают положительные, а у поддерживающих плиту ба­лок отрицательные изгибающие моменты. В соответствии с этим на опорах плиты арматуру располагают в верхней ее зоне, а в сере­дине пролета — в нижней. При этом предпочтительна арматура в виде готовых сварных сеток.

Из производственных соображений толщину плиты проезжей части назначают не менее 12 см, или ¹/₂₅ расчетного пролета для ба­лочных плит и ¹/₃₀ —Для плит, опертых по контуру. Стержни ра­бочей арматуры плиты располагают так, чтобы защитный слой бетона (расстояние в свету между поверхностью бетона и краем стержня) был не менее 2 см. Их диаметр должен быть не менее 10 см, а расстояние между соседними параллельными стержнями может составлять от 20 до 5 см. Стержни распределительной арма­туры, располагаемой конструктивно в направлении, перпендикуляр­ном -к рабочей арматуре, должны иметь диаметр не менее 6 мм к устанавливаться в количестве не менее 4 шт. на 1 м ширины пли­ты. Кроме того, распределительную арматуру надо ставить во всех, местах перегиба рабочей арматуры. На участках действия отрица­тельных изгибающих моментов рабочую арматуру вверху плиты устанавливают на длине ¹/₄—¹/₆ пролета плиты, а нижнюю рабочую арматуру обязательно доводят до опоры в количестве не менее трех стержней на 1 м ширины плиты или '/4 (по площади сечения) ниж­ней арматуры в середине пролета.

Сходно с плитой проезжей части монолитных мостов работает плита сборных П-образных балок (рис. 11.6,ж). Она упруго защем­лена в ребрах балки. Соответственно вблизи ребер арматура долж­на располагаться в верхней зоне и заходить в ребра, а в середине пролета плиты — в нижней зоне. Встречаются конструкции, в кото­рых плиту проезжей части монтируют из сборных элементов, рас­положенных между балками и неомоноличенных с ними. Такая пли­та работает как разрезная на положительные изгибающие моменты, и ее армируют только в нижней зоне (рис. 11.6, з).

В сборных мостах плита проезжей части обычно составляет од­но целое с балками и работает по-разному в зависимости от их кон­струкция.

В тавровых балках с диафрагмами (рис. 11.7) плиту обычно не стыкуют с плитой соседних балок; она работает как консоль, защем­ленная в ребре, и ее армируют только в растянутой верхней зоне. Толщина на конце такой консольной плиты должна быть не менее 8—10 см.

Главные балки пролетных строений (рис. 11.8) можно армиро­вать отдельными стержнями или сварными каркасами: Диаметр» рабочей арматуры балок принимают не менее 12 мм, защитный слой бетона для нее не менее 3 и не более 5 см от боковой или нижней поверхности балок. Если монолитные балки армируют отдельными стержнями, то расстояния между ними (в свету) должны быть не менее 5 см в вертикальном и в горизонтальном направлениях. Стержни рабочей арматуры можно отгибать в верхнюю зону. Диаметр хомутов — не менее 8 мм. Защитный слой бетона между хомутами и боковой или нижней поверхностями балок должен быть же менее 2 см. Каждый хомут должен охватывать в одном ряду не более пяти растянутых и не более трех сжатых стержней. Расстоя­ние между соседними хомутами вдоль балки назначают не более 20 диаметров хомута или 20 см.

Наибольшее распространение ненапрягаемая арматура в сборных балках получила в виде многорядных сварных каркасов (см рис. 11.8 и 11.9). Они индустриальны в изготовлении, удобны в мон­таже, их применяют в балках длиной до 20 м.

Сварной каркас состоит из ряда стержней продольной рабочей арматуры уложенных друг на друга без промежутков и сваренных между собой продольными швами толщиной не менее 4 мм. Если в одном вертикальном ряду поставлено более трех-четырех стержней, то над ними устанавливают прокладки того же диаметра и длиной не менее шести диаметров, а далее вновь ставят три-четыре стержня без разрыва. Просветы, образованные прокладками, обес­печивают лучшее сцепление с окружающим бетоном. Расстояние между соседними вертикальными каркасами должно быть не менее 5 см или двух диаметров рабочей арматуры. Защитный слой бето­на тот же, что и для отдельных стержней. Рабочие стержни про­дольной арматуры каркаса можно отгибать под углом 30—60°, но не менее двух стержней от всех каркасов должны быть доведены до опоры. Радиус отгиба должен быть не менее 12 диаметров отгибае­мого стержня периодического профиля или 10 диаметров для глад­кого стержня (см. рис. 11.9).

Допускается приварка дополнительных отогнутых стержней к стержням основной арматуры. В этом случае к каждому стержню рекомендуется приваривать не более двух дополнительных отгибов, с диаметром в 2 раза меньшим диаметра основного продольного стержня.

Такие отгибы прикрепляют сварными швами длиной .не менее 12 диаметров отгиба (при односторонней сварке).

При сварке продольных стержней и отгибов в каркасе с двух сторон длину всех сварных швов уменьшают вдвое. Расположение отгибов определяют расчетом, но на участке с отгибами в каждое вертикальное поперечное сечение балки должен попадать хотя бы один отгиб. Вдоль боковых стенок балки устанавливают продольную арматуру периодического профиля диаметром 8—14 мм на рас­стояниях по высоте 10—12 диаметров. Эта арматура предохраняет бетон от появления усадочных трещин. Арматуру ставят снаружи хомутов.

Пролетное строение моста монтируют из сборных балок, соеди­няя «ванной» сваркой выпуски арматуры полудиафрагм (см. рис. 11.8) и омонолнчивая их бетоном на месте монтажа. Затем уклады­вают блоки тротуаров и слои дорожной одежды.

Если же тавровые балки не имеют полудиафрагм (см. сечение А—А на рис. 11.9), то их объединяют в пролетное строение омоноличиванием выпусков арматуры из плиты проезжей части. Плита проезжей части работает в этом случае не только как упруго за­щемленная в ребрах, но п принимает участие в общей работе про­летного строения в поперечном направлении под временной нагруз­кой, так как другой связи между балками, кроме плиты, нет. Поло­жительные и отрицательные изгибающие моменты могут возникать в такой плите как в пролете, так и на ее опорах у балок, поэтому рабочую арматуру плиты располагают непрерывно в верхней и ниж­ней зонах. В стыке между плитами соседних балок рабочую армату­ру в виде петель заводят внахлестку на длину не менее 15 ее диаметров и для лучшей связи ставят дополнительную конструктивную арматуру и хомуты (см. сечение Б—Б на рис. 11.9).

Рабочую арматуру плиты проезжей части располагают всегда поперек направления главных балок пролетного строения. Исключе­ние составляют плиты, опертые по своему контуру, т. е. передающие свои усилия как главным балкам, так и диафрагмам. Плиту счита­ют опертой по контуру, когда расстояние между соседними диафраг­мами меньше удвоенного расстояния между соседними главными балками. В этом случае рабочую арматуру плиты (в верхней и ниж­ней зонах) устанавливают в двух перпендикулярных направлениях как поперек, так и вдоль направления главных балок.

Диафрагмы монолитных и сборных балок армируют верхней и нижней продольной рабочей арматурой и хомутами. Отгибы в диа­фрагмах для упрощения армирования стараются не делать.

Конструкции балок пролетного строения, приведенные на рис. 11.7—11.9, выполнены из бетона М-300 и стали класса А-П перио­дического профиля.