Конструкции железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов

Железобетон был разрешен к применению на дорогах России в 1887 г. Железобетонные мосты – это наиболее распространенные ИССО железных дорог России, составляют около 50 % по протяженности и 68 % по числу. Установлено всего на железной дороге более 53 тысяч пролетных строений, из них около 37 тысяч ­– железобетонных.

Конструкции пролетных строений отличаются большим многообразием – с конца XIX в и по сегодняшний день установлены и эксплуатируются пролетные строения, запроектированные под нагрузки 1884, 1896, 1907 гг., 2ФД, Н6, Н7, Н8 и С14. Соответственно срок эксплуатации некоторых пролетных строений может превышать 100 лет. Железобетонные пролетные строения это плитные или ребристые конструкции, с числом ребер от двух до четырех. Пролетные строения из обычного железобетона составляют около 95 % от общего их количества. Диапазон перекрываемых ими пролетов – от 1,3 до 16,5 м. В пролеты от 11,5 и до 34,5 м установлены предварительно напряженные конструкции, доля которых в общем числе железобетонных пролетных строений не превышает 5%.

На первом месте по распространенности стоят пролетные строения, запроектированные под нагрузку С14 1962 г. (45 %), далее расположились пролетные строения под нагрузки Н8 (39 %), Н7 (7 %), 1907 г. (4 %) и 1925 г. (2 %). На рисунке 2.1 показано распределение пролетных строений по расчетным нормам.

Рисунок 2.1 –Пролетные строения по расчетным нормам

Одни из самых старых пролетных строений на сети железных дорог запроектированы под нагрузку 1907 г. (Тип А). Это монолитные конструкции, которые изготовляли на месте эксплуатации, отличающиеся большой высотой продольных бортов (около 75 см), иногда изготовленных из каменной кладки. Для водоотвода в них предусмотрены одна или две трубки диаметром 4…5 см. Гидроизоляцию выполняли из мешковины пропитанной битумом. При их изготовлении применяли гладкую арматуру (круглую или прямоугольного сечения, хомуты – полосовые), бетон марки 170…200. Полная длина – от1,34 до 12,069 м (пролет в свету – одна, две сажени), ширина – от 340 см до 490 см. Сейчас срок их службы составляет около 100 лет. Конструкция пролетных строений под нагрузку 1907 г. показана на рисунке 2.2.

 

Рисунок 2.2 – Поперечное сечение пролетных строений под нагрузку 1907 г.

В 1925 г. была введена новая схема железнодорожной нагрузки. Эксплуатируемые пролетные строения, запроектированные под эту нагрузку, имеют плитную или ребристую конструкцию (Тип В). Это монолитные элементы моста, изготовленные в проектном положении на месте эксплуатации. Высота основных несущих элементов изменяется по длине пролета. Она больше в середине и уменьшается к опорам. Водоотвод осуществляется в дренажи за устоями за счет продольного уклона дна балластных корыт. Арматура – гладкая, круглого сечения,бетон марки – 200…250. Полная длина плитных пролетных строений лежит в пределах от 1,16 м до 5,2 м, ребристых – от 3,9 м до 16,54 м. Средний срок их службы превышает 70 лет. Конструкция показана на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Поперечное сечение пролетных строений под нагрузку 1925 г.

Вторую по численности группу составляют пролетные строения, запроектированные под нагрузки Н7 и Н8 1931 г. (Тип N). Их устанавливали в основном с начала 1930-х и до конца 1950-х гг., а отдельные типы – до 1980-х гг. Для на плитных пролетных строений под нагрузку Н7 длина составляет 2,8…6,0 м. Первые пролетные строения проектировки Гипротранса имеют недостаточную с точки зрения размещения балластной призмы ширину, которая равна 385 см. При строительстве второго пути Транссибирской магистрали с середины 30-х годов стали применять уширенные до 490 см (за счет увеличения вылета консолей до 125 см) пролетные строения под нагрузку Н8 разработки институтов Лентрансмостпроект и Ленпроектпуть в том числе и двух ребристые. Конструкция показана на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Поперечное сечение пролетных строений под нагрузку Н7 1931 г.

Отдельные типы таких двухребристых пролетных строений имеют полную длину до 19,8 м, и ребра переменного сечения по высоте и толщине. С середины 50-х гг. освоен выпуск цельноперевозимых пролетных строений под нагрузку Н8 (типовой проект №4769 Ленгипротрансмоста 1952 г.). Благодаря откидным консолям балластных корыт стала возможной транспортировка этих пролетных строений к месту монтажа целиком. Водоотвод стали делать через водоотводные трубки, диаметр которых увеличили до 10…15 см, конструкция гидроизоляции не изменилась. Арматуру применяли класса А-I и А-II (гладкую и периодического профиля), бетон марки 300…400. В настоящее время срок службы пролетных строений, запроектированных по нормам 1931 г., составляет от 51 до 82 лет. Конструкция представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 – Поперечное сечение пролетных строений под нагрузку Н8 1931 г.

На первом месте по распространенности стоят конструкции, проектной нагрузкой для которых является введенная в 1962 г. нагрузка С14 (Типы S и S#). С конца 60-х гг. начали устанавливать двухблочные плитные и ребристые пролетные строения по проекту ЛГТМ №557. Их полная длина изменяется в пределах от 4 до 16,5 м. Арматуру применяли класса А-II (периодического профиля), бетон марки М400.

С конца 40-х годов началось внедрение предварительно напряженных железобетонных пролетных строений, соответственно под нагрузку Н-8 и С14. Наибольшее распространение получили также конструкции пролетных строений проектировки ЛЕНГИПРОТРАНСМОСТа 1967 года (типовой проект инв.№556). Арматура применялась классов АIII и АIV – стержневая и проволочная соответственно. Бетон класса В40…50. Водоотвод осуществляется через чугунные водоотводные трубки диаметр 15 см, гидроизоляции оклеечная (стеклоткань и битум) и обмазочная на основе теоколовых мастик. Срок их службы на настоящий момент – от 1 года до 50 лет. Конструкция представлена на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 – Поперечное сечение пролетных строений под нагрузку С14 1962 г.

В настоящее время на сети железных дорог России эксплуатируется около 2314 предварительно напряженных железобетонных пролетных строения.