книги / Проектирование транспортных сооружений

а )

--- S

6'

> ! i

[4

Рис. 3.17. А р м и р о в а н и е к о р о б ч аты х п р о л е тн ы х стр о ен и й , с о о р у ж а е м ы х м етод ом н ав ес н о й с б о р к и

ней полости недостаточны для размещения в ней оборудования для на­ тяжения, то нижние пучки перекрещивают и анкеруют на стенках в нижней их части (см. рис. 3.16, в). Такие пучки располагают над ниж­ ней плитой открыто и замоноличивают бетоном после их натяжения.

Неразрезные балочные или рамные эстакады, сооружаемые методом навесной сборки, армируют пучками, расположенными в закрытых каналах верхней плиты пролетного строения (рис. 3.17, а). В середине пролетов после завершения сборки устанавливают нижнюю напрягае­ мую арматуру, проходящую также в закрытых каналах нижней пли­ ты. Напрягаемую арматуру удобно искривлять в плане верхней плиты и заводить в стеики пролетного строения, что улучшает работу конст­ рукции на поперечные силы (рис. 3.17, б).

Поперечные сечения сборных коробчатых пролетных строений на­ значают в зависимости от ширины пролетного строения, его пролетов, способа монтажа и архитектурных соображений. Наибольшее распро­ странение имеют одноконтурные сечения, обеспечивающие обычно ши­ рину поверху до 15—18 м. Стенки коробчатых блоков могут быть вер­ тикальными (рис. 3.18, а) или наклонными (рис. 3.18, б). Обычно свесы верхней плиты и ширина контура составляют 4—6 м. Характерно также использование постоянных толщин элементов попеременного сечения.

91

В отдельных случаях толщину стенок в одноконтурных коробчатых балках делают переменной, и тогда трапецеидальное поперечное сече­ ние имеет внутреннюю полость прямоугольной формы (рис. 3.18, в).

Для улучшения условий работы консольных свесов плиты проез­ жей части, а также с целью увеличения их вылетов в коробчатых бло­ ках применяют поперечные ребра, располагаемые с шагом, меньшим ширины контура поперечного сечения. Если поперечные ребра про­ ходят по всей ширине одноконтурного блока, то удается увеличить расстояние между стенками до 7,0—8,0 м, а вылет консольных све­ сов - до 8—9 м и даже более (рис. 3.18, г). Общая ширина сечения

В-Б

в-в-

Рис. 3.18. Типы одноконтурных поперечных сечений блоков коробчатых про­ летных строений эстакад:

1 - к о р о б ч аты й б л о к ; 2	п о п ер еч н о е	р еб р о ; 3	— эл ем ен ты п ли ты п р о езж е й			ч а с ти ; 4
сб о р н о е п оп еречн ое р е б р о	на всю ш и рин у п р о л е тн о го			с т р о ен и я ;	5 — к о н со л ь н а я	п оп ер еч н ая
б а л к а ; 6	сб о р н а я	к о н со л ь н а я п ли та		п р о езж ей	части

92

тогда увеличивается до 20—25 м. При этом консоли верхней плиты с подкрепляющими их ребрами могут быть выполнены в виде отдельных блоков, объединяемых с коробчатыми балками на монтаже. Коробча­ тое пролетное строение может быть образовано из пространственных ко­ робчатых блоков, в вертикальные прорези которых вставляют пло­ ские элементы поперечных ребер (балок), распространяющихся на всю ширину проезжей части. По поперечным ребрам укладывают плоские элементы плиты проезжей части. Расчленение несущей конструкции на узкие пространственные и плоские сборные элементы ведет к снижению массы отдельных блоков, но при этом увеличивается число стыков в пролетном строении и усложняется его монтаж (рис. 3.18, д). В неко­ торых случаях консольные свесы верхней плиты устраивают пустотелы­ ми, что также позволяет несколько увеличить их вылет (рис. 3.18, е).

Объединение блоков длинных консольных свесов с коробчатыми балками осуществляют напрягаемой арматурой, пропускаемой по всей ширине сечения. Консольные свесы вылетом до 4—5 м могут быть объ­ единены с коробчатой балкой сваркой выпусков ненапрягаемой арма­ туры с последующим замоноличиванием стыков бетоном. При раз­ делении автомобильного и пешеходного движения в разные уровни у нижней плиты сборных коробчатых пролетных строений также могут быть предусмотрены консольные свесы для организации пешеходного движения. Вместо свесов нижней плиты целесообразно устройство консольных поперечных балок, которые стыкуют со стенками пролет­ ного строения (рис. 3.18, ж). Консольные свесы проезжей части для организации автомобильного движения также могут быть устроены в уровне нижнего пояса коробчатых блоков пролетного строения (рис. 3.18, з). Выступающая над проезжей частью коробчатая балка служит в этом случае разделительной полосой.

Пролетные строения эстакад с шириной поверху 10—12 м можно собирать из коробчатых блоков, перекрываемых элементами наклад­ ной плиты проезжей части (рис. 3.18, и). Объединение коробчатых ба­ лок с плитами обеспечивается установкой напрягаемых хомутов. При ширине проезжей части 20—25 м для городских эстакад применяют сборные коробчатые пролетные строения с несколькими замкнутыми контурами. В двухконтурном сечении средняя стенка, расположенная по оси пролетного строения, улучшает его работу на изгиб и тем самым позволяет уменьшить высоту несущей конструкции в сравнении с одно­ контурным пролетным строением (рис.3.19,а). Наружные стенки обыч­ но делают наклонными для уменьшения ширины опор и улучшения внешнего вида сооружения.

Предусмотрев в поперечном сечении две промежуточные стенки, удается не только повысить его жесткость на изгиб, но и на кручение (рис. З.Г9, б). Иногда в коробчатом сечении предусматривают две внут­ ренние вертикальные стенки, обеспечивающие работу конструкции на изгиб, а также внешние значительно более тонкие наклонные стенки, обеспечивающие повышенную крутильную жесткость (рис. 3.19, в). Отсутствие в таких конструкциях свободных свесов ухудшает зри­ тельное восприятие эстакады. Такая эстакада кажется весьма массив­ ной. Небольшую высоту имеют сборные коробчатые пролетные строе-

93

0)

			MdL	Q	%Z7 .
i	' —.
L— -----		7.W	3,00 I 3,00 |
		/Л/\'	§
Р и с .	3.19.	Т и п ы п о п ер еч н ы х	сечен и й б л о к о в к о р о б ч а т ы х п р о л е тн ы х с тр о ен и й с
		д в у м я и б о л е е за м к н у т ы м и к о н ту р ам и :
		I — коробчатый блок;	2 - поперечное ребро;	3 — подкосный элемент

ния с четырьмя и более замкнутыми контурами (рис. 3.19, г). Нижние плиты в крайних ячейках часто устраивают наклонными.

Блоки многоконтурных пролетных строений, изготовленные на всю ширину сечения, получаются тяжелыми (100—130 т) и требуют мощного кранового оборудования для монтажа. Расчленяя конструк­ цию на коробчатые блоки с двумя или тремя замкнутыми контурами и элементы свесов, удается уменьшить массу сборных элементов и уп­ ростить условия их транспортирования к месту строительства (рис. 3.19, д, е).

Сборный коробчатый блок эстакады любого сечения должен обес­ печивать расположение продольной напрягаемой арматуры конструк­ ции и анкеровку ее элементов. В зависимости от способа сборки и ти­ па армирования сборные блоки имеют некоторые особенности.

Блоки конструкции, собираемой методом навесной сборки или про­ дольной надвижки, могут иметь верхнюю прямолинейную арматуру, располагаемую открыто. Пучки напрягаемой арматуры укладывают в пазухи верхней плиты коробчатой балки. В каждом блоке при навес­ ной сборке должны располагаться хотя бы четыре анкера пучков арма­ туры, прижимающей этот блок к остальной части монтируемой консо­ ли. Для этого на верхней плите блока устраивают утолщение шириной, обеспечивающей анкеровку любого пучка арматуры. Пучки пропуска­ ют сквозь верхнюю плиту или через вертикальные прорези, или, нако­ нец, через небольшие участки закрытых каналов. Пазухи и каналы в дальнейшем замоноличивают бетоном нли раствором.

Напрягаемую арматуру можно располагать непосредственно по верхней плите. После натяжения она закрывается слоем монолитного бетона. Для анкеровки пучков применяют металлические накладные упоры, приваренные к продольной арматуре плиты и специальным ан­ керным стержням. Такая конструкция удобна при надвижке, так как накладные упоры могут располагаться по поверхности плиты независи-

94

мо от разбивки пролетного строения на блоки и использоваться как для постоянных, так и для временных пучков. Недостатком этого типа армирования является значительный расход металла на анкеры и упо­ ры и большая толщина слоев покрытия проезжей части из-за толстого слоя бетона омоноличивания пучков и упоров.

Напрягаемую арматуру нижней плиты пропускают в закрытых ка­ налах, а для анкеров внутри коробчатых балок устраивают железобе­ тонные приливы.

Напрягаемую арматуру верхней плиты можно анкеровать без уст­ ройства утолщения под плитой или накладных упоров, если во всех

или в некоторых	блоках предусмотреть выступы на верхней плите.
В них образуют	каналы для проходящих пучков, причем часть их ан-

керуется за этими выступами (рис. 3.20, а). Такие блоки обычно при­ меняют при надвижке пролетного строения, но их можно использовать и при навесной сборке.

Если напрягаемую арматуру располагают в закрытых каналах, то ее можно достаточно свободно пропускать в любую часть блока, пере­ водя ее из верхней плиты в ребро и нижнюю плиту. Анкеры пучков,

Рис. 3.20. Схемы анкеровки продольной напрягаемой арматуры в блоках:

/ — элемент напрягаемой арматуры; 2 - -анкер; а - утолщение в блоке для анкеровки

95

обрываемых в блоке, устраивают в утолщениях под верхней плитой, которые можно расположить в одном месте, подводя к ним разные пуч­ ки. Их можно располагать также в пазах стенок блока или торцах верхней и нижней плит (рис. 3.20, б).

Арматуру в закрытых каналах используют при навесном монтаже и сборке на сплошных подмостях. После натяжения арматуры кана­ лы инъектируют цементным раствором.

Для анкеровки перекрещивающихся пучков (см. рис. 3.16, в), расположенных над нижней плитой коробчатых блоков с их наружной

стороны,	предусматривают анкерные	железобетонные	утолщения
(рис. 3.20,	в).	как коробчатых,	так и реб­
Способ	изготовления сборных блоков

ристых балок определяет вид стыка между ними. Если торцовые по­ верхности сборных блоков точно прилегают друг к другу, то стык меж­ ду ними можно оставить «сухим» или промазать поверхности тонким слоем 0,5 — 1 мм специального клея. Гладкие поверхности торцов бло­ ков образуются в том случае, когда опалубка торцовых поверхностей блока выполнена из толстых стальных плит с точной их установкой перед бетонированием. В большинстве случаев такая опалубка сложна и неэкономична, и поэтому при бетонировании блоков применяют так называемый метод «отпечатка», когда опалубкой торцов бетонируемо­ го блока служат поверхности соседних уже изготовленных блоков. Бетонная смесь бетонируемого блока повторяет все неровности приле­ гающих поверхностей, обеспечивая их точное совпадение при мон­ таже. Однако при таком способе каждый блок может быть использован в одном определенном месте конструкции и их взаимозаменяемость не­ возможна.

Клей для тонких швов между блоками приготовляют на основе эпоксидных смол со специальными отвердителями и заполнителем из цемента.

В том случае когда торцовые поверхности блоков изготовлены в

обычной опалубке, то между	ними оставляют швы шириной 10—
50 мм, которые заполняют на	монтаже цементным раствором. Швы

с цементным раствором, а также сухие и клеевые должны обязательно работать в условиях сжатия, так как через них не передаются растя­ гивающие напряжения. Стыки шириной 100—300 мм заполняют бето­ ном и их устраивают в тех местах по длине конструкции, где необхо­ димо разместить какие-либо конструктивные детали (анкеры напря­ гаемой температуры, сваренные выпуски ненапрягаемой арматуры и т. д.). Такой армированный стык допускает восприятие как сжимаю­ щих напряжений, так и растягивающих.

Тонкие клеевые швы предпочтительнее, так как их использование связано с уменьшением трудоемкости работ по монтажу пролетных строений. На практике все же не удается полностью исключить приме­ нение бетонируемых стыков. «Мокрые» стыки не требуют выполнения точной установки блоков, так как на них не сказываются неровности поверхности или некоторые несовпадения по ширине или высоте. Для сухого и клеевого шва необходимо обеспечить точную установку бло­ ков. Этому способствуют специальные выступы и впадины на торцо-

96

Рис. 3.21. Схемы армирования коробчатых блоков:

/ - продольная напрягаемая арматура; 2 — то же поперечная; 3 — напрягаемые хомуты

вых гранях блоков, называемые фиксаторами. Фиксаторы делают как на стенках блоков, так и на верхней и нижней плитах. Они могут иметь различную форму. При устройстве нескольких фиксаторов трапецеи­ дальной формы в стенках блока улучшается работа шва конструкции на передачу поперечных сил любого направления. Если в шве преобла­ дают поперечные силы только одного какого-то направления, то фикса­ торы можно сделать зубчатого очертания (сечение А — А, рис. 3.21, а).

Сборные коробчатые блоки пролетных строений, пропуская через себя продольную напрягаемую арматуру, содержат поперечную арма­ туру, которая служит для восприятия изгибных деформаций плит и сте­ нок. Поперечная арматура коробчатых блоков образуется обычно из сварных сеток. Специальными стержнями или каркасами армируют вуты во входящих углах блока.

Торцовые поверхности блоков рекомендуется усиливать специаль­ ными сетками из стержней диаметром не менее 6 мм, расположенных через 100—200 мм. Если на торце блока устроены фиксаторы, то их то­ же армируют изогнутыми стержнями (см. рис. 3.21, а). В блоках широ­ ких пролетных строений с большими пролетами плит между ребрами часто устанавливают пучки поперечной напрягаемой арматуры, котоэые проходят в верхней и нижней плитах, а также в наклонных стен-

97

а1			а,	ках. Промежуточные стенки арми­
				руют	напрягаемыми				хомутами
				(рис. 3.21,		б).			изготовляют
1				Коробчатые блоки
		A J		иногда такой ширины,					чтобы в по­
*?.
				перечном сечеиии пролетного строе­
Рис. 3.22. Расположение стандартных				ния устанавливался				только один
				блок. При		общей ширине требуе­
секторных		блоков в плане для обра­		мого проезда			более	25—30 м воз­
зования криволинейного			пролетного
		строения		водят два		раздельных			пролетных
				строения		с	расстояниями между
				их ближайшими гранями 3 — 8 м.
При	необходимости		несколько	сборных	блоков по ширине эстакады
могут	объединяться		по плите	проезжей	части		или по диафрагмам.

Для удобства изготовления блоков в них не предусматривают по­ перечных диафрагм. Однако в опорных сечениях, а иногда и по длине пролета такие диафрагмы устраивают. Они необходимы также в бло­ ках, к которым прикрепляют сборные элементы консолей.

Криволинейные пролетные строения собирают из блоков прямо­ угольной в плане формы с переменным по ширине швом или из бло­ ков сегментной формы (см. рис. 3.14, д, е, ж). Если конструкция име­ ет сборные консоли, то иа кривых их тоже следует делать сегментной формы или со сборными плитами проезжей части переменной ширины. Криволинейную конструкцию можно возвести из блоков стандартной сегментной формы, устанавливая их на прямых участках рядом проти­ воположными по длине гранями, а на кривых более длинными сторо­ нами по выпуклой части (рис. 3.22).

3.5.СБОРНО-РАЗБОРНЫЕ ЭСТАКАДЫ

Применение сборно-разборных сооружений связано с непрерыв­ ным ростом автомобильного движения в городах и на автомагистралях, подходящих к ним, когда любое временное уменьшение пропускной способности вызывает значительные задержки транспорта. Связан­ ные с этим экономические потери могут превысить стоимость возведе­ ния временного искусственного сооружения для восстановления тре­ буемой интенсивности движения, особенно если элементы конструк­ ции инвентарные и могут быть применены многократно.

Возведение сборио-разборной конструкции может определяться следующими основными причинами:

строительством объектов в городе нли на подходящей к нему авто­ мобильной дороге, препятствующих нормальному движению;

большим сезонным колебанием интенсивности движения, когда при максимальной интенсивности пропускная способность не удовлетво­ ряется;

временным, но достаточно длительным увеличением интенсивности движения;

обстоятельствами, требующими быстрого возведения искусствен­ ных сооружений.

98

99

I — контактные поверхности сборных эле­ ментов (сухой шов); 2 — напрягаемый стержень диаметром 26 мм; $ — стойка опоры; 4 — стаканный фундамент

Рнс. 3.23. Поперечный разрез сборно­ разборной железобетонной эстакады:

Часто временные эстакады монтируют вблизи строящихся объектов: постоянной эстакады или путепровода; новой улицы в городской заст­ ройке, пересекающей существующие улицы с интенсивным движением; автомагистрали, перестраиваемой или расширяемой. Во всех этих слу­ чаях временная эстакада восстанавливает движение на перерезанной во время строительства транспортной магистрали, проходя над объ­ ектом и не мешая строительным работам.

Интенсивность движения по транзитным дорогам, проходящим че­ рез город, может резко возрастать в определенные периоды, например во время летних отпусков. Если расширение городской улицы или устройство окружной дороги сопряжено с трудностями или большими затратами материальных средств, то в период напряженного движе­ ния можно возвести дополнительный уровень проезда на временной эстакаде.

Сборно-разборные эстакады возводят и в тех случаях, когда интен­ сивность движения по какой-либо улице или автомобильной дороге должна возрасти в результате временного перевода на нее потоков с со­ седних улиц или автомагистралей, закрытых на переустройство или по другим причинам. И наконец, такие эстакады незаменимы при весь­ ма ограниченном сроке монтажа сооружения (стихийные бедствия, спасательные работы и другие сложные условия).

Наибольшее распространение на практике имеют металлические сборно-разборные эстакады. Железобетонные сборно-разборные эста­ кады пока еще не получили широкого применения.

Элементы сборно-разборных железобетонных эстакад не требуют окраски, не подвергаются коррозии и более долговечны при хранении, чем аналогичные металлические элементы. К недостаткам железобе­ тонных сборно-разборных элементов следует отнести их большую мон­ тажную массу и значительную сложность изготовления по сравне­ нию с обычными сборными железо­ бетонными эстакадами.

Конструкции железобетонных сборно-разборных эстакад могут иметь разную степень сбориости (разборности). Если экономически выгодно выполнить сборно-разбор­ ными только пролетные строения как наиболее дорогостоящие эле­ менты, то монолитные опоры и фундаменты эстакады после окон­ чания срока ее службы разрушают или оставляют неразобранными. Большей сборностью (разборностью) обладают конструкции, имею­ щие разбираемые пролетные строе­ ния, ригели и стойки опор, а также монолитные фундаменты, оставляемые в грунте. Наиболее

универсальны полностью сборно-разборные конструкции — от про­ летных строений до фундаментов.

При проектировании сборно-разборных эстакад стремятся удов­ летворить следующие основные требования:

сделать сборные элементы максимально взаимозаменяемыми и обес­ печивающими перекрытие достаточно большого диапазона пролетов; исключить при сборке укладку монолитного бетона и даже клее­

вые соединения; создать конструкцию с минимальным числом монтажных стыков;

обеспечить поперечное объединение элементов пролетных строений и легкое их разъединение при разборке;

обеспечить при прочих условиях минимальную массу монтажных элементов.

Наиболее рациональны плитные разрезные или консольные про­ летные строения из элементов длиной на весь пролет или более с по­ перечной напрягаемой арматурой из высокопрочных стержней с ан­ керами в виде гаек, натягиваемых после бетонирования. Примером такой конструкции может служить сборно-разборная эстакада, попе­ речный разрез которой приведен на рис. 3.23. Элементы пролетных строений имеют прямоугольное сечение с круглыми пустотами, изго­ товленные в жесткой металлической опалубке. Их боковые грани глад­ кие и могут быть пригнаны друг к другу сухим стыком без клея или заполнения раствором. Поперечное обжатие осуществляется высоко­ прочными стержнями диаметром 25 мм с резьбой и анкерными гайка­ ми по концам, проходящими в закрытых каналах в верхней части элементов. Созданное такими стержнями обжатие обеспечивает сов­ местную работу сборных элементов, во всяком случае, как шарнирно соединенных между собой. Опоры пролетных строений изготовлены

ввиде сборных ригелей, стоек и стаканных фундаментов двух типов. Для перекрытия различных пролетов изготавливают три типа сбор­

ных элементов пролетных строений с консолью и без них. Набор раз­ личных типов обеспечивает разные схемы пролетных строений. Шар­ нирно-подвижные опорные части изготавливают из резины, а шарнир­ но-неподвижные — из свинцовых прокладок.