Различные системы и виды железобетонных мостов

Среди железобетонных мостов наиболее многочисленны балочные малых и средних пролетов (рис. 146). Наряду с разрезными (рис. 147, а) распространены, хотя и менее, неразрезные и консольные пролетные строения (рис. 147, б и в) с целью увеличения пролетов при минимальной строительной высоте балок.

Уменьшение строительной высоты достигается также применением рамных мостов (рис. 147, г). В них опоры составляют одно целое с пролетным строением, благодаря чему уменьшается не только высота пролетного строения, но и толщина опор.

Балочные и рамные мосты с увеличением пролетов получаются все более громоздкими и неэкономичными. Устройство ферм вместо балок сокращает расход материалов и снижает массу пролетных строений, но сложнее. В послевоенные годы разрабатывались проекты различных пролетных строений с фермами для пролетов 33—110 м. Некоторые из них пролетом до 66 м осуществлены и эксплуатируются, но распространения не получили, уступая сталежелезобетонным пролетным строениям.

Большие пролеты до 200 м и более в железобетонных мостах перекрывают арочными пролетными строениями (рис. 146, д, е, ж) с ездой поверху, понизу и посередине.

Во всех мостах перечисленных видов, исключая рамные, опоры сооружают каменные, бетонные, в том числе с использованием железобетона для подферменников, подферменных плит, свай и ростверков, а также целиком железобетонные. Все эти опоры не отличаются от таких же опор металлических и каменных мостов, рассмотренных в гл. VI и VII. Настоящая глава дополнена некоторыми видами железобетонных опор.

В рамных мостах из железобетона выполнены и самые опоры, поскольку они составляют одно целое с пролетными строениями. Железобетонные опоры широко применяют для путепроводов, где по условиям подмостового проезда, как правило, недопустима большая толщина опор, неизбежная при бетонной и бутовой кладке из-за их малого сопротивления растяжению.

Использование железобетона в опорах мостов снижает объем, ускоряет постройку опор, благодаря применению, в частности, пустотелых, стоечно-рамных сборных конструкций.

Изготовление железобетонных конструкций в монолитном виде, т. е. с бетонированием на месте постройки моста связано с выполнением большого объема трудоемких опалубочных, арматурных и бетонных, а также других работ по устройству подмостей, транспортированию материалов и т. д. Поэтому в дальнейшем для индустриализации возведения железобетонных мостов были созданы цельноперевозимые, блочные и некоторые другие виды конструкций, приспособленных для перевозки и сборного строительст-

Рис. 147. Железобетонные мосты различных систем:

а — балочные разрезные; б — неразрезные; в — консольные; г — рамные; д — арочные

с ездой поверху; е — с ездой понизу; ж — с ездой посередине

ва. Важным фактором, влияющим на выбор таких конструкций, являются транспортные возможности. Транспортирование пролетных строений, элементов опор ограничивается габаритом подвижного состава, а также грузоподъемностью погрузочно-разгрузочных кранов и подвижного состава.

Пролетные строения нормальной ширины (4,9 м) цельноперевозимы лишь при пролетах до 3,4 м (на обращающемся подвижном составе габарита 1-Т поперек платформы).

К условиям перевозки приспособлено пролетное строение с шарнирным прикреплением тротуарных консолей. Консоли на время транспортирования ставят вертикально (рис. 148, а), а после установки на опоры приводят в горизонтальное положение (рис. 148, б). Недочет этой конструкции в том, что надо заделывать швы над шарнирами цементным раствором и склеивать гидроизоляцию на месте работ, а не на заводе. Но основной дефект в том, что наблюдается расстройство шарнирных консолей в эксплуатации.

Подобно шарнирным применяли приставные консоли из уголков (рис. 148, в). Мост с такими консолями показан на рис. 146. Но по действующим ТУ ширина балластного корыта поверху увеличена по крайней мере до 3,6 м, что уже исключает перевозку таких пролетных строений на подвижном составе габарита 1-Т.

Наиболее практична блочная конструкция с расчленением пролетного строения чаще всего на два блока по ширине моста (рис. 148, г).

Известно членение и по высоте пролетных строений, а также по длине пролета, в частности, сборных ферм и арочных конструкций. Разрезка по длине пролетных строений на блоки выполнима, однако, лишь при устройстве надежных стыков, долго-вечных и равнопрочных блокам. В конструкциях с предварительным напряжением армированные блоки стягивают при монтаже высокопрочной арматурой, закрепляя ее анкерами обычно с обжатием объединяемых блоков. Арматуру натягивают в такой мере, что и под эксплуатационной нагрузкой блоки не расходится в швах. Предварительно напряженное армирование на монтаже применяют и при объединении элементов в фермах и арках, блоков, проезда с фермами и т. д. Предварительно напряженный железобетон широко распространен при изготовлении элементов, блоков и в целом конструкций. Вместе с тем, как отмечалось, в целесообразных случаях (в частности, для сжатых элементов и частей конструкций) продолжают использовать и обычный железобетон.

Плитные пролетные строения

Самый простой вид балочного железобетонного пролетного строения — сплошная плита с боковыми консолями; борта по краям ограждают от осыпания балластную призму (рис. 149, а). Плита и консоли по всей площади балластного корыта защищены гидроизоляцией. Вода из корыта вытекает через трубки в консолях. Иногда ее отводят за устой, для чего надо перекрывать изоляцией шов между плитой и устоем и устраивать в насыпи дренаж в конце устоя (см. рис. 31).

Плитное пролетное строение — это широкая балка, опертая по концам на опоры. Балка под нагрузкой растянута в нижней части. Поэтому преобладающая часть стержней арматуры расположена именно внизу (рис. 149, б) равномерно по всей ширине плиты (рис. 149, в). Здесь под разрезом в цифры в таблице обозначают номера этих стержней в порядке их размещения по ширине плиты. По мере уменьшения (от середины пролета к опорам) растягивающих нормальных напряжений и увеличения косых растягивающих напряжений некоторые из стержней основной (рабочей) арматуры доведены до опоры (стержни № 1), другие (№, 2, 3, 4) отогнуты вверх.

Чтобы вся продольная арматура воспринимала усилия более равномерно по ширине балки, плита армирована также поперек пролета распределительной арматурой (стержни № 5 и 5а). Она воспринимает усилия от изгиба в поперечном направлении при неодинаковом по ширине пролета загружении. Эти усилия незначительны по сравнению с усилиями от изгиба вдоль пролета, поэтому и диаметр стержней распределительной арматуры меньше, чем рабочей.

Для увязки всей арматуры в каркас служат также монтажные стержни (№ 6) и хомуты (№ 7 и 8).

Хомуты, кроме того, воспринимают скалывающие усилия в плите.

Рис. 149. Плитное железобетонное пролетное строение: а — общий вид; б —продольный разрез; в — поперечный разрез

Иначе армированы консоли, поддерживающие по сторонам плиты балластную призму. Нагрузка, изгибая консоль свободным концом книзу, стремится отломить ее от плиты. При этом наверху в консоли появляется растяжение, а внизу — сжатие, т. е. обратно тому, как в разрезных балках. В консоли возникают и косые растягивающие напряжения. Поэтому рабочую растянутую арматуру в консоли устанавливают вверху с отгибами вниз (стержни № 9 и 10). Отламыванию борта от консоли препятствуют стержни № 11.

Стержни № 12 являются распределительной арматурой консоли, а № 13 и 14 — монтажной.

Арматура поперечных бортов состоит из стержней № 15 и хомутов № 16.

Для подвешивания к крану при транспортировании и монтаже плиту снабжают четырьмя петлямипроушинами № 17. Концы скоб, выпущенные снизу консолей, и штыри, заделанные сверху в продольные борта, служат для прикрепления в дальнейшем стальных консолей тротуаров (рис. 149, в и рис. 148, в).

По условиям транспортирования при длине более 3,4 м (стр. 158) перевозимые пролетные строения делают двухблочными (рис. 150, а).

Членение на большее число блоков (без поперечного стягивания их) не оправдало себя; из-за малой массы блоки под поездами расходятся в швах, нарушается изоляция.

В двухблочном пролетном строении изоляция каждого блока самостоятельная, выполняется на заводе. Стык блоков на водоразделе. по оси пути перекрывают для удержания балласта металлическим листом, покрытым от ржавления с обеих сторон битумным лаком (рис. 150, б). Штыри, приваренные к листу, ограничивают его смещение в стороны.

С увеличением пролета плита утолщается. Так, при пролете 2,4 м толщина плиты 30 см, а при пролете 4,5 — уже 50 см.

Поскольку плита широкая, то с ее утолщением существенно возрастают расход бетона и масса. Но используется бетон только на сжатие в верхней части плиты над нейтральной осью, а в нижней растянутой зоне усилия воспринимаются арматурой (на рис. 151, а сжатая часть плиты, в отличие от растянутой, заштрихована). Поэтому для пролетов более 4—5 м становится целесообразным видоизменить конструкцию (рис. 151, б): плиту сохранить только для балластного корыта, а нижнюю" ее часть выполнить в виде двух узких ребер, в которых может быть размещена вся растянутая арматура. При этом отпадает постановка хомутов вне ребер; с сокращением бетона уменьшается масса такого ребристого пролетного строения, а вместе с тем несколько снижается и количество растянутой арматуры; меньшая ширина в опирании на опору позволяет уменьшить и ширину опоры.

Пределы целесообразного применения плитных двухблочных пролетных строений в последнее время расширены до пролетов 6—7 м благодаря сокращению бетона устройством в блоках продольных каналовпустот диаметром 30 см (рис. 152). Опалубкой каналов служат асбоцементные трубы, оставляемые в блоках.

Рис. 150. Плитное двухблочное пролетное строение:

а — взаимное расположение блоков; б — перекрытие шва между блоками; 1 — лист; 2 — штырь

При необходимости получения особо пониженной строительной высоты (по условиям подмостового габарита при невозможности подъемки пути на мосту) аналогичные пролетные строения (в той же серии проектов 1966 г.) изготавливают для пролетов до 15,8 м.

Во всех проектах этой серии консоли тротуаров приставные, железобетонные или металлические, закрепляемые к бортам корыта болтами. Ширина (в свету)' между перилами этих пролетных строений увеличена с 4,9 до 5,2 м для возможности прохода в рабочем состоянии щебнеочистительных машин.