7.3. Конструкції розрізних і температурно-неразрезных пролітних будов з напружуваною арматурою
Розрізні пролітні будови з напружуваною арматурою виконують збірними і збірно-монолітними з використанням Плитних і ребристих початкових елементів. До них відносяться розрізні збірні пролітні будови з арматурою, що напружується на упори, з пустотних плит завдовжки від 6 до 18 м. Вони складаються з укладених паралельно один одному плит, об'єднаних в поперечному напрямі бетонними шпонками для забезпечення спільної роботи (рис. 7.7). Кількість плит в поперечному перетині пролітної будови залежить від габариту моста.
Рис. 7.7. Компоновка поперечного перетину Плитної пролітної будови з блоків з круглими порожнечами
При прольотах 6... 9 м плити спираються на ригель через два шару руберойду і цементний розчин завтовшки 2...3 см, при великих прольотах - через гумові або металеві опорні частини.
Для автодорожніх і міських мостів в Росії розроблені уніфіковані пролітні будови з пустотних плит завдовжки 6, 9, 12, 13 і 18 м. Товщина плит прийнята відповідно 0,3; 0,45; 0,6; 0,75 м. Ширина плит прийнята 1 м. У плитах прольотом 6 і 9 м порожнечі виконують круглими (рис. 7.8, а), а при прольотах 12... 18 м - овальними (рис. 7.8, б). Отвори в плитах виконують у вигляді усіченого конуса з підставами, що відрізняються діаметром на величину, що забезпечує витягання пуансонів з сформованої на стенді плити без пошкодження її внутрішньої поверхні.
Рис. 7.8. Поперечні перетини блоків Плитних пролітних будов з круглими (а) і овальними (б) порожнечами
Армування плит ненапружуваною арматурою проводиться горизонтальними і вертикальними зварними сітками (рис. 7.9).
Рис. 7.9. Армування блоку ненапружуваною і напружуваною арматурою: 1 - горизонтальні сітки; 2 - вертикальні сітки; 3 – арматура
Горизонтальні сітки 1 плит виготовляють плоскими з кроком стрижнів 150 мм. Арматура в цих сітках є конструктивною, вона не включається в розрахунок. Вертикальні сітки 2 ребер виконані з подовжніх і поперечних ненапружуваних стрижнів гарячекатаної сталі класу А-1 з діаметром стрижнів 8... 12 мм. У середній частині прольоту поперечні стрижні розміщуються по конструктивних міркуваннях з кроком 200 мм, а на кінцевих ділянках для забезпечення сприйняття поперечної сили з кроком 100 мм.
Напружувана арматура 3 в плитах виконується з семидротяних пасм К-7 діаметром 15 мм або із спарених проволікав діаметром 5 мм періодичного профілю. Вона розташовується в нижній частині плити в зонах, що примикають до ребер, розділяють порожнечі.
Поперечне об'єднання плит здійснюється за допомогою бетонних шпонок (рис. 7.10). Цей вузол здатний сприймати тільки поперечну силу між блоками, але це досить для омоноличивания, оскільки моменти, що вигинають, в поперечному напрямі вузьких пролітних будов практично не виникають.
Бетон омоноличивания
Рис. 7.10. Вузол омоноличивания блоків Плитної будови
У Росії для прольотів 12, 15, 18, 21, 24 і 33 м розроблено і ребристі уніфіковані попередньо напружені пролітні будови з натягненням арматури на упори. Вони компонуються з цельноперевозимых балок таврового перетину (рис. 7.11). Зміна ширини моста досягається зміною кількості балок, що встановлюються по ширині моста на відстані 210... 240 див. Об'єднання балок проводиться по плиті проїзної частини подовжніми швами омоноличивания. Тротуари виконані зазвичай зниженого типу з огорожами поручнів і захисних. Одяг проїзної частини звичайний з поперечним ухилом. У тротуарів розташовуються трубки водовідведень.
Конструкція таврових балок ребристих пролітних будов приведена на рис. 7.12. Висота таврових балок складає приблизно 1/20 прольоту. Товщина плити проїзної частини раніше прийнята була 15 см, в даний час товщина плити збільшується до 18 см за рахунок збільшення товщини захисного шару до 5 см з міркувань забезпечення необхідної довговічності пролітної будови. Товщина ребер в середній частині прольоту 16 см, в при-опорных зонах збільшується до 26 див. У нижній частині ребра розширені для забезпечення розміщення пучків напружуваної арматури.
Крайні балки пролітних будов відрізняються від проміжних кількістю пучків напружуваної арматури, а також наявністю односторонніх випусків арматури.
Плита цих пролітних будов армується двома плоскими зварними сітками, розміщеними у нижней і верхньої її кромок. Стінка армується двома зварними сітками, розміщеними у зовнішніх поверхонь. Вони мають конструктивні подовжні стрижні і робочі поперечні стрижні. Подовжні стрижні примикають до стінок і грають роль протиусадкової арматури.
Рис. 7.11. Компоновка поперечного перетину збірних ребристих пролет-ных будов з напружуваною арматурою
Нижнє ребро балок армується двома зварними каркасами, що охоплюють зону розміщення пучків напружуваної арматури.
Рис. 7.12. Поперечний перетин ребристих балок в прольоті і на опорі і їх армування ненапружуваною і напружуваною арматурою
У зоні приєднання плити до стінок похило розміщені стрижні протиусадкової арматури.
Напружувану арматуру в цих балках виконують з високоміцного дроту діаметром 3...6 мм, що дозволяє економити метал і створювати в арматурі високу напругу. Для зручності армування високоміцний дріт діаметром 5 мм об'єднують в пучки (рис. 7.13) з числом проволікав від 18 до 60.
Дроту в пучку розташовуються концентрично з обмоткою кожного ряду тонким дротом. Пучок може бути утворений з готових семидротяних пасм. При армуванні балок використовують прямолінійні і криволінійні пучки (рис. 7.14).
Рис. 7.13. Конструкція пучка напружуваної арматури
Прямолінійні пучки по всій довжині нижнього поясу балки технологічніші, ніж криволінійні. Але у стадії створення попереднього натягнення у верхньому поясі балок може виникати велика розтягуюча напруга. У цей період балка завантажена тільки власною вагою і ексцентрично прикладеною силою попереднього обтискання. Для запобігання тріщинам в цій ситуації при прямолінійному розташуванні пучків арматури частина з них слід виключати з роботи в приопорной зоні шляхом розміщення в поліетиленових трубках або шляхом ізоляції паклею.
При армуванні криволінійними або полігональними пучками в приопорных зонах відмічена раніше ситуація не виникає. Крім того, на приопорных ділянках створюється зусилля попереднього натягнення, прикладене під кутом до горизонталі. Вертикальна складова цього зусилля зменшує поперечну силу на при-опорном ділянці, знак якої протилежний знаку поперечиною сили від зусилля попереднього натягнення в пучку. Зменшення сумарної поперечної сили у опори дозволяє зменшити витрати стали на хомути або зменшити товщину стінки.
Рис. 7.14. Розташування прямолінійних і криволінійних пучків напружуваної арматури по довжині балки
Передача зусилля з пучка на бетон після його тверднення здійснюється за допомогою спеціальних анкерів. На рис. 7.15 приведена конструкція каркасно-стрижньового анкера Міїта. Він має сталевий стрижень 4, на середині довжини якого закріплена діафрагма 5 з пазами, а по кінцях - хрестоподібні упори 2.
У анкері пучок 1 напружуваної арматури розчленовується на чотири пасма і прихоплюється по його кінцях у хрестоподібних упорів дротяними скручуваннями 3. У порожнину, що утворюється, між пасмами пучка проникає бетон, який заклинює пучок в бетонному масиві балки. Для посилення бетону в місці передачі зусилля перед анкером встановлюють спіральну арматуру.
Рис. 7.15. Конструкція каркасно-стрижневого анкера:
1 - пучок; 2 - хрестоподібні упори; 3 - скручування з м'якого дроту; 4 - стрижень; 5 - діафрагма з пазами; 6 - отвір для закладу проволікай скручування
Натягнення пучків на упори і передача зусилля на бетон проводиться при 80 % його міцності з дотриманням симетричності натягнення і передачі шляхом почергового обрізання двох симетричних пучків.
У випадку, якщо не представляється можливим транспортувати балки, що цілісно перевозяться, застосовують пролітні будови, утворені з складених по довжині балок з натягненням арматури на бетон. Проектом уніфікованих збірних пролітних будов в Росії передбачені складені по довжині балки завдовжки 15, 18, 24, 33 і 42 м.
Пролітні будови з цих балок компонуються в поперечному напрямі також, як і з тих, що цілісно-перевозяться. При цьому можливе створення їх як діафрагмових, так і як бездіафрагмених. Зміна ширини моста досягається зміною кількості балок.
Кожна балка складається з окремих попередньо виготовлених блоків (рис. 7.16), армованих ненапружуваною арматурою у вигляді каркасів. Для розміщення напружуваної арматури в блоках влаштовують канали, які можуть бути внутрішніми (закритими) або зовнішніми (відкритими). Всі проміжні (внутрішні) блоки приймаються завдовжки 6 м з міркувань транспортування і такелажу, а кінцеві блоки приймаються завдовжки 4,5 або 3 м, що визначається необхідністю забезпечення проектної довжини пролітної будови.
Балки пролітної будови отримують шляхом укрупнительной збірки з блоків на майданчику у об'єкту, що будується. Блоки встановлюють на майданчику в проектній послідовності і омоноличивают по швах цементним розчином або клеєм. Після цього в канали протягують напружувану арматуру і створюють в ній зусилля натягнення, яке відразу передається на бетон. На торцях кінцевих блоків передбачені сталеві листи завтовшки 20 мм, які служать упором для анкерів при натягненні арматури.
Рис. 7.16. Складені по довжині балки з натягненням на бетон
Ненапружувана арматура в цих блоках така ж, як у відповідних балках, що цілісно-перевозяться. Проте вона не стыкуется в поперечних швах омоноличивания балок, що знижує надійність роботи поперечних балок на поперечну силу в поперечних швах омоноличивания.
Напружувана арматура збірних по довжині балок виконується з пучків проволікав діаметром 5 мм. Частина пучків проходить прямолінійно в закритих каналах по всій довжині балки, інша частина відгинається вгору по прямолінійних каналах.
Закріплення пучків на торцях балок забезпечується конусними анкерами (рис. 7.17), що складаються з корпусу обойми 2 і конусної пробки 1.
Натягнення арматури проводиться в два-три прийоми, перше натягнення здійснюють до затвердіння клеївши, що забезпечує хороше заповнення поперечних швів при мінімальній їх товщині.
Конструкція вузлів об'єднання балок ребристих бездіафрагмених і діафрагмових пролітних будов з напружуваною арматурою аналогічні відповідним конструкціям вузлів об'єднання балок ребристих бездіафрагмених і діафрагмових пролітних будов з ненапружуваною арматурою.
Розрізні пролітні будови на всіх опорах мають деформаційні шви, які при експлуатації моста створюють ряд проблем:
порушується їх герметичність, унаслідок чого вода проникає на торці пролітної будови і опори і створює умови для подальшої деструкції бетону і корозії арматури;
порушується рівність проїзної частини, унаслідок чого посилюється динамічна дія тимчасового навантаження і порушується комфортність і безпека руху.
Ці проблеми усуваються при застосуванні температурно-неразрезных пролітних будов (рис. 7.18). Температурно-неразрезнимі пролітними будовами називають пролітні будови, утворені шляхом об'єднання розрізних балочних пролітних будов в рівні проїзної частини так, щоб при горизонтальних і температурних діях вони працювали як нерозрізні, а при вертикальних діях - як розрізні. Конструкція об'єднання пролітних будов повинна забезпечувати сприйняття горизонтальних зусиль і не перешкоджати повороту їх торців.
Рис. 7.17. Конструкція і схема роботи конусного анкера: 1 - конусна пробка; 2 - корпус обойми
Рис. 7.18. Ланцюг температурно-неразрезных пролітних будов:
1 - деформаційний шов; 2 - сполучна плита; 3 - рухомі опорні частини; 4 - нерухома опорна частина
Група розрізних пролітних будов об'єднаних таким чином створюють температурно-неразрезную ланцюг. Необхідно прагнути до створення можливо більшої довжини такого ланцюга. Характер деформації цього ланцюга при дії температури залежить від способу розстановки рухомих і нерухомих опорних частин. Зсув пролітної будови походить від нерухомої опорної частини в обидві сторони.
Залежно від типу конструктивного рішення розрізні пролітні будови об'єднуються в температурно-неразрезные різними способами:
ребристі пролітні будови - по плиті проїзної частини в межах всієї ширини пролітної будови (рис. 7.19, а);
Плитні пролітні будови - стиковими накладками (рис. 7.19, б).
Рис. 7.19. Способи об'єднання ребристих (а) і Плитних (б) пролітних будов в температурно-неразрезные
Для забезпечення об'єднання збірних ребристих пролітних будов по плиті проїзної частини початкові елементи виготовляють з недобетонированной на кінцях плитою з випусками горизонтальної арматури (див. рис. 7.19, а). Довжину сполучної плити приймають не менше відстані між опорними перетинами суміжних пролітних будов. В межах цієї частини плити укладається пружна прокладка між плитою і ребром балки і не допускаються вертикальні випуски арматури з ребра. Пружна прокладка забезпечує можливість розподілу повної лінійної деформації, що виникає в плиті при повороті пролітної будови.
Об'єднання Плитних пролітних будов в температурно-неразрезные здійснюється за допомогою стикових металевих накладок або стрижнів (див. рис. 7.19, б).