Конструкция и армирование балок ребристых пролетных строений

Высота тавровых балок составляет примерно 1/20 пролета. Толщина плиты проезжей части ранее принята была 15 см, в настоящее время толщина плиты увеличивается до 18 см за счет увеличения толщины защитного слоя до 5 см. Толщина ребер в средней части пролета 16 см, в приопорных зонах увеличивается до 26 см. В нижней части ребра уширены для обеспечения размещения пучков напрягаемой арматуры.

Рис.1.7.Поперечное сечение ребристых балок в пролете и на опоре и их армирование ненапрягаемой и напрягаемой арматурой.

Крайние балки пролетных строений отличаются от промежуточных количеством пучков напрягаемой арматуры, а также наличием I односторонних выпусков арматуры.

Ненапрягаемая арматура ребристых балок. Плита армируется двумя плоскими сварными сетками, размещенными у нижней и верхней ее кромок. Стенка армируется двумя сварными сетками, размещенными у внешних поверхностей. Продольные стержни примыкают к стенкам и играют роль противоусадочной арматуры.

Нижнее ребро балок армируется двумя сварными каркасами, охватывающими зону размещения пучков напрягаемой арматуры. В зоне присоединения плиты к стенкам наклонно размещены стержни противоусадочной арматуры.

Напрягаемая арматура ребристых балок. Напрягаемую арматуру выполняют из высокопрочной проволоки диаметром 3-6 мм, что позволяет экономить металл и создавать в арматуре высокие напряжения. Для удобства армирования высокопрочную проволоку диаметром 5 мм объединяют в пучки (рис. 1.8, а. б) с числом проволок от 18 до 60.

Проволоки в пучке располагаются концентрически с обмоткой каждого ряда тонкой проволокой. Пучок может быть образован из готовых семипроволочных прядей (рис. 1. 8, в). При армировании балок используют прямолинейные и криволинейные пучки (рис. 1.9-1.10).

При армировании криволинейными или полигональными пучками в приопорных зонах отмеченная выше ситуация не возникает. Кроме того, на приопорных участках создается усилие предварительного натяжения, приложенное под углом к горизонтали. Вертикальная составляющая этого усилия уменьшает поперечную силу на приопорном участке, знак которой противоположен знаку поперечной силы от усилия предварительного натяжения в пучке. Уменьшение суммарной поперечной силы у опоры позволяет уменьшить расходы стали на хомуты или уменьшить толщину стенки.

Находят применение балки тавровой формы без развитых нижних поясов и опорных утолщений, так называемые балки каплевидной формы с постоянным сечением по длине пролета, что существенно упрощает опалубку для их изготовления(рис. 1.11).

Рис. 1.11. Поперечные сечения тавровой формы без развитых нижних поясов и опорных утолщений.

Передача усилия с пучка на бетон после его твердения осуществляется с помощью специальных анкеров. Ниже приведена конструкция каркасно-стержневого анкера МИИТа.

Конструкция каркасно-стержневого анкера(рис.1.12)

Анкер имеет стальной стержень 4, на середине длины которого закреплена диафрагма 5 с пазами, а по концам крестообразные упоры 2. В анкере пучок напрягаемой арматуры 1 расчленяется на четыре пряди и прихватывается по его концам у крестообразных упоров проволочными скрутками 3.

В образующуюся полость между прядями пучка проникает бетон, который заклинивает пучок в бетонном массиве балки. Для усиления бетона в месте передачи усилия перед анкером устанавливают спиральную арматуру.

Рис. 1.12.Конструкция каркасно-стрежневого анкера

 

№3 Сборные разрезные ребристые пролетные строения с арматурой, напрягаемой на бетон

 

а) Область применения, компоновка пролетных строений. В случае, если не представляется возможным транспортировать цельно перевозимые балки, применяют пролетные строения, образованные из составных по длине балок с натяжением арматуры на бетон. Проектом унифицированных сборных пролетных строений в России предусмотрены составные по длине балки длиной 15, 18, 24, 33 и 42 м.

Пролетные строения из этих балок компонуются в поперечном направлении так же, как и из цельно-перевозимых. При этом возможно создание их как диафрагменных, так и как бездиафрагменных. Изменение ширины моста достигается изменением количества балок.

 

б) Конструкция сборных балок. Каждая балка составляется из отдельных заранее изготовленных блоков(рис.1.13,а), армированных ненапрягаемой арматурой в виде каркасов (рис. 1.13,6). Для размещения напрягаемой арматуры в блоках устраивают каналы, которые могут быть внутренними (закрытыми) или наружными (открытыми). Все промежуточные (внутренние) блоки принимаются длиной 6 м по соображениям транспортировки и такелажа, а концевые блоки принимаются длиной 4.5 или 3 м, что определяется необходимостью обеспечения проектной длины пролетного строения.

Рис. 1.13. Составные по длине балки с натяжением на бетон.

Балки пролетного строения получают путем укрупнительной сборки из блоков на площадке у строящегося объекта. Блоки устанавливают на площадке в проектной последовательности и омоноличивают по швам цементным раствором или клеем. После этого в каналы протягивают напрягаемую арматуру и создают в ней усилие натяжения, которое сразу передается на бетон. На торцах концевых блоков предусмотрены стальные листы толщиной 20 мм, которые служат упором для анкеров при натяжении арматуры.

в) Ненапрягаемая арматура сборных по длине балок. Может быть такой же, как в соответствующих цельно - перевозимых балках. Однако она не стыкуется в поперечных швах омоноличивания балок, что снижает надежность работы поперечных балок на поперечную силу в поперечных швах омоноличивания.

г)Напрягаемая арматура сборных по длине балок. Арматурные пучки выполняют из 24 проволок диаметром 5 мм. Часть пучков проходит прямолинейно в закрытых каналах по всей длине балки, другая часть отгибается вверх по прямолинейным каналам.

Закрепление пучков на торцах балок обеспечивается конусными анкерами (рис. 1.14), состоящими из корпуса обоймы 2 и конусной пробки 1.

Натяжение арматуры производится в 2-3 приема, первое натяжение осуществляют до отверждения клея, что обеспечивает хорошее заполнение поперечных швов при минимальной их толщине.

 

№4 Конструкция продольного шва омоноличивания по плите и конструкция омоноличивания по диафрагмам в ребристых пролетных строениях с напрягаемой арматурой

Конструкция узлов объединения балок ребристых бездиафрагменных и диафрагменных пролетных строений с напрягаемой арматурой аналогичны соответствующим конструкциям узлов объединения балок ребристых бездиафрагменных и диафрагменных пролетных строений с ненапрягаемой арматурой, которые были рассмотрены в шестом семестре.

 

№5 Тангенциальные опорные части ребристых пролетных строений.

Рис. 1.15. Опорные части ребристых пролетных строений:

1- стальные листы; 2-арматурные стержни;3-плоская стальная подушка;4- стальная подушка с цилиндрической поверхностью;5 - потайной штырь.

 

№6 Способы получения температурно-неразрезных пролетных строений.

В зависимости от типа конструктивного решения разрезные пролетные строения объединяются в температурно-неразрезные различными способами:

• ребристые пролетные строения - по плите проезжей части в
пределах всей ширины пролетного строения (рис.2.2.а);

• плитные пролетные строения - стыковыми накладками(рис.2.2.б).
Конструкция узла объединения ребристых пролетных строений в
температурно -неразрезные.

Для обеспечения объединения сборных ребристых пролетных строений по плите проезжей части исходные элементы изготавливают с недобетонированной на концах плитой с выпусками горизонтальной арматуры(рис.2.2.а). Длину соединительной плиты принимают не меньше расстояния между опорными сечениями смежных пролетных строений. В пределах этой части плиты укладывается упругая прокладка между плитой и ребром балки, и не допускаются вертикальные выпуски арматуры из ребра. Упругая прокладка обеспечивает возможность распределения полной линейной деформации, возникающей в плите при повороте пролетного строения.

Рис.2.2. Способы объединения пролетных строений в температурно-неразрезные.

Конструкция узла объединения плитных пролетных строений в температурно-неразрезные

Объединение осуществляется с помощью стыковых металлических накладок или стержней (рис.2.2.б).

 

№7 Виды сборных и монолитных неразрезных пролетных строений

а) Пролетные строения, собираемые из стандартных цельноперевозимых балок или плит длиной от 15 до 33 м с устройством монолитных стыков на промежуточных опорах. Этот стык сложен, так как находится в зоне

максимального изгибающего момента (рис.3.1)

Рис. 3.1. Схема неразрезного пролетного строения, собираемого из стандартных балок или плит с устройством монолитных стыков на промежуточных опорах.

б) Пролетные строения, собираемые из тех же стандартных
цельноперевозимых балок или плит и специальных надопорных вставок
длиной 6 - 12 м с устройством монолитных стыков в зоне минимальных
изгибающих моментов (рис.3. 2). Таким способом достигаются
неразрезные пролеты в пределах от 24 до 50 м. Однако, для реализации
этого способа требуется устройство подмостей, что возможно только при
строительстве путепроводов или пролетных строений моста в

пойменной части реки.

Рис.3.2.Схема неразрезного пролетного строения, собираемого из стандартных балок или плит с устройством монолитных стыков в зоне минимальных изгибающих моментов.

в) Пролетные строения постоянной высоты, собираемые из плитно-ребристых или коробчатых блоков или возводимые из монолитного бетона с устройством многих поперечных швов, обжатых предварительно напрягаемой арматурой (рис.3.3). Применяются при пролетах от 33 до 84 м. Возводятся при небольшом количестве пролетов конвеерно -тыловой сборкой или бетонированием с последующей продольной надвижкой, а при большом количестве пролетов -методом попролетной сборки или бетонирования на перемещаемых подмостях. Большое количество поперечных швов снижает надежность сборных пролетных строений этого типа. Лучше применять монолитные пролетные строения, так как в этом случае в швах бетонирования представляется возможным объединять конструктивную арматуру.

Рис.3.3.Схема неразрезного пролетного строения постоянной высоты, собираемого из плитно-ребристых или коробчатых блоков или возводимого из монолитного бетона с устройством многих поперечных швов, обжатых предварительно напрягаемой арматурой.

г) Пролетные строения с полигональным очертанием нижнего пояса (рис.3.6), собираемые из коробчатых бетонных блоков уравновешенной навесной сборкой (рис.3.7) или возводимые навесным бетонированием с устройством большого количества поперечных швов в пролете, обжатых предварительно напрягаемой арматурой.

Рис.З.б.Схема неразрезного пролетного строения с полигональным очертанием нижнего пояса

Сборные пролетные строения этого типа применялись в России при пролетах от 84 до 126 м. Высота балок над опорами в 2-3 раза больше, чем в средней части пролета, что соответствует соотношению изгибающих моментов в этих сечениях.

№8 Конструктивные формы поперечных сечений неразрезных пролетных строений.

для разрезных железобетонных пролетных строений при пролетах до 18 м целесообразно использовать прямоугольные или трапециевидные поперечные сечения. Получающиеся при этом плитные пролетные строения следует рассчитывать только на общее действие нагрузки, так как местное воздействие нагрузки для плитного строения не вызывает существенных напряжений в их бетоне и арматуре.

При пролетах более 18 в разрезных пролетных строениях следует применять поперечные сечения, в которых имеется явно выраженная плита и ребра. При этом плита работает на местное действие нагрузки, а ребра вместе с плитой работают на общее действие нагрузки. Ранее было

также отмечено, что по мере увеличения пролета рациональное число ребер уменьшается.

В неразрезных пролетных строениях первых двух групп (а и б), создаваемых с использованием унифицированных элементов разрезных пролетных строений, применяются те же поперечные сечения, что и в разрезных. В пролетных строениях групп в) и г) сохраняется в основном та же зависимость формы поперечного сечения от величины пролета, что и для разрезных пролетных строений. Имеется лишь одна особенность, связанная с тем, что в неразрезных пролетах на промежуточных опорах возникают значительные отрицательные моменты, которые в зависимости от способа производства работ по абсолютной величине могут быть намного больше положительных изгибающих моментов, возникающих в середине пролета.

В ребристых неразрезных пролетных строениях плита проезжей части в зоне положительных моментов успешно выполняет функции сжатой зоны при общем действии нагрузки. В зоне отрицательных моментов неразрезных пролетных строений возникает сжатая зона в нижней части ребер. Это вызывает необходимость развивать ширину ребер. Развитие нижнего пояса приводит к сечению коробчатой формы, получившему широкое распространение в пролетных строениях средних и больших пролетов. Нижняя плита коробчатого сечения служит сжатой зоной на участках балки, где действуют отрицательные изгибающие моменты, и позволяет удобно разместить предварительно напряженную арматуру в один - два ряда на участках с положительными моментами.

Внешние размеры коробки в пролетных строениях группы в) остаются неизменными, в приопорной зоне изменяются лишь размеры внутренней полости. В пролетных строениях группы г) по длине пролета изменяется и высота поперечного сечения коробки. Это позволяет на промежуточной опоре применять плиту меньшей толщины.